Основными техническими средствами охраны труда, служащими для коллективной защиты работающих, являются защитные устройства.
Защитными устройствами называются устройства, применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. В частности, защитные устройства предупреждают попадание человека в опасную зону.
Опасной зоной считается пространство, в котором постоян-. но действует или периодически возникает ситуация, опасная для жизни и здоровья работающего.Х)пасная зона может быть ограниченной (локализованной вокруг опасного элемента оборудования) и неограниченной, изменяющейся в пространстве и времени (например, пространство под транспортируемым грузом и т. п.).
Кроме защиты человека защитные устройства предохраняют оборудование от аварий, создают необходимую согласованность действий человека и машины, предупреждают последствия ошибочных действий персонала, служат для автоматизации работы оборудования и т. п.
Защитные устройства весьма разнообразны по принципу действия и конструктивному исполнению. В некоторой степени условно их можно подразделить на: оградительные, блокировочные, предохранительные, специальные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления.
Оградительные устройства представляют собой физическую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. Это всевозможные кожухи, щиты, экраны, козырьки, планки, барьеры. Благодаря простоте конструкции, малой стоимости и надежности они нашли широкое применение в технике.
По способу установки ограждения могут быть стационарными или передвижными, неподвижными и подвижными (откидными, раздвижными, съемными).
Ограждение должно иметь простую и компактную конструкцию, отвечать требованиям эстетики, само не быть источником опасности и не ограничивать технологические возможности оборудования. Ограждения желательно выполнять в виде сплошных кожухов, щитов, экранов. Допускается использование металлических сеток и решеток при условии обеспечения постоянства формы и необходимой жесткости. Ограждение не должно терять своих защитных свойств под воздействием возникающих при эксплуатации оборудования факторов, таких, например, как вибрация, высокая температура и др.
Если оборудование не должно эксплуатироваться без ограждения. то необходимо предусматривать блокировку, останавливающую работу оборудования при снятом, открытом или находящемся в другом нерабочем состоянии ограждении.
/Блокировкой называется совокупность методов и средств, обеспечивающих закрепление рабочих органов (частей) аппаратов, машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется и после снятия блокирующего воздействия.
Блокировочные устройства применяются для предотвращения аварийных и травмоопасных ситуаций.
Существует очень много видов блокировочных устройств. Некоторые из них, иногда называемые запретно-разрешающими, препятствуют неправильному включению и выключению аппаратов, механизмов, регулирующих, пусковых и запорных устройств, не допускают включения машины при снятом ограждении, а также препятствуют другим неправильным действиям обслуживающего персонала. Другие блокировочные устройства (аварийные) предотвращают развитие аварийной ситуации, автоматически отключая определенные участки технологической системы или включая специальные сбрасывающие устройства и т. п.
По принципу действия блокировочные устройства подразделяются на механические, электронные, электромагнитные, электрические, пневматические, гидравлические, оптические и комбинированные. Например, механическая блокировка, препятствующая включению агрегата при снятом ограждении, может быть осуществлена с помощью специальных стопоров, защелок или замков. Однако механические блокировки сложны по устройству и поэтому применяются редко.
Широко используется электрическая блокировка, осуществляемая с помощью электрических связей цепей управления, контроля и сигнализации блокируемого оборудования. Такие блокировки в основном применяются для предотвращения неправильного включения отдельных механизмов или частей оборудования. Электрическая блокировка съемных или откидных ограждений сравнительно просто решается установкой конечных выключателей. При снятии или неправильной установке ограждений она отключает цепи управления электродвигателя привода.*
Широко применяются сейчас блокировки, основанные на фотоэлектрическом эффекте. Преимуществом фотоэлектрической защиты является отсутствие каких-либо мешающих или затемняющих рабочую зону ограждений. Действие такой защиты основано на том, что луч света, проходя через опасную зону, попадает на фотоэлемент. При перекрытии луча каким-либо предметом прекращается освещение фотоэлемента, электрическая цепь разрывается и машина (станок) останавливается.
Предохранительными называются устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию оборудования ограничением скоростей, давлений, температур, электрического напряжения, механических нагрузок и других факторов, которые могут разрушить оборудование и привести к несчастным случаям. Предохранительные устройства должны автоматически с минимальным инерционным запаздыванием срабатывать при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.
В зависимости от природы опасного фактора предохранительные устройства можно подразделить на несколько групп.
К предохранителям от механических перегрузок относятся срезающиеся шпильки и штифты, фрикционные муфты, центробежные регуляторы. Срезающимися шпильками, рассчитанными на определенную нагрузку, шкив или шестерня соединяется с приводным валом. Если нагрузка превысит допустимую, то шпилька разрушается (срезается) и шкив или шестерня начинают вращаться вхолостую. Для пуска машины необходимо заменить шпильки. Фрикционные муфты позволяют регулировать значение допустимого крутящего момента и автоматически начинают работать, как только нагрузка приходит в норму. Паровые и газовые турбины, детандеры, дизели снабжаются центробежными регуляторами, которые ограничивают подачу рабочего вещества в машину при увеличении частоты вращения.
К предохранителям от превышения давления пара и газа относятся предохранильные клапаны и разрывные мембраны, принцип действия которых описан выше. Основным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является безотказность автоматического открывания клапана при определенном заданном давлении (давлении срабатывания) и пропускание рабочей среды в таких количествах, чтобы дальнейший рост давления в системе был исключен. Кроме того, предохранительный клапан должен безотказно автоматически закрываться при давлении, не нарушающем технологический процесс в системе, а также сохранять герметичность в закрытом состоянии.
Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого или даже мгновенного повышения давления применяются предохранительные мембраны, которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делятся на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наибольшее распространение имеют разрывные мембраны - плоские и предварительно выпученные (куполообразные). Принцип действия разрывной мембраны основан на ее разрушении под действием нагрузки, превышающей предел прочности материала мембраны. Куполообразные мембраны бывают разрывными и выщелкивающими. Разрывные мембраны устанавливают вогнутой поверхностью в сторону давления выщелкивающие - наоборот.
Ограничители перемещения
применяются для предотвращения движения частей какого-либо механизма или целой машины за установленные пределы или габариты. К ним относятся концевые выключатели (ограничители хода) и упоры.
Они, например, применяются на грузоподъемных кранах для ограничения высоты подъема крюковой обоймы и ограничения передвижения самого крана, на металлорежущих станках для ограничения движения суппорта и т. п.
Предохранители от превышения силы электрического тока применяются для предотвращения короткого замыкания, разрушения электрической изоляции и т. п. Действие плавких предохранителей (пробочных или трубчатых) основано на перегорании плавкой вставки при увеличении электрического тока сверх допустимого. Существуют также автоматические предохранители с тепловыми реле. Автоматы с электромагнитными расцепителями при недопустимом токе производят мгновенное отключение линии (отсечку). Автоматы с комбинированными расцепителями имеют и тепловую и элекромагнитную отсечку.
К специальным устройствам безопасности относятся системы защиты от поражения электрическим током, ловители в лифтах и других подъемниках, двурукое включение на прессах, блок-замки, улавливатели инструмента и материалов, ограничители массы поднимаемого груза, ограничители вращения и крена кранов и многие другие.
Защитная блокировка, основанная на принципе занятости обеих рук оператора во время включения и рабочего хода оборудования, находит широкое применение, в частности на прессовом оборудовании. Недостатком этого вида блокировки является возможность пуска оборудования при выходе из строя или преднамеренном деблокировании (заклинивании) одной из пусковых кнопок (рукояток).
К устройствам автоматического контроля и сигнализации относятся устройства, предназначенные для контроля, передачи и воспроизведения информации с целью привлечения внимания обслуживающего персонала и принятия им необходимых решений при появлении или возможности возникновения опасного или вредного производственного фактора.)Эти устройства по назначению подразделяются на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру передачи сигнала - на постоянные и пульсирующие. По способу срабатывания они бывают автоматическими и полуавтоматическими.
Эти сигнализирующие устройства контролируют давление, высоту, расстояние, температуру, влажность, содержание в воздухе вредных веществ, шум, вибрацию, скорость движения, скорость ветра, вылет стрелы крана, частоту оборотов, вредные излучения и т. п.
"Большое распространение имеет световая и звуковая сигнализация. Световая сигнализация в электроустановках предупреждает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий, маневрах средств транспорта и т. п. Звуковые сигналы подаются с помощью сирен, звонков, свистков, гудков. Звук сигнала должен сильно отличаться от обычного шума, характерного для данной производственной обстановки. Звуковыми сигналами снабжаются подъемные и транспортные установки; агрегаты, обслуживаемые группой рабочих; опасные зоны и др. Звуковые сигналы могут применяться для предупреждения о достижении предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, предельно допустимого уровня жидкости в резервуарах, предельных температур и давлений в различных установках.
К сигнализирующим устройствам относятся также различные приборы-указатели: манометры, термометры, вольтметры, амперметры и др.
Человек хорошо воспринимает и запоминает зрительные образы и различные цвета. На этом основано широкое использование на предприятиях цвета в качестве закодированного носителя информации об опасности. Цвета сигнальные и знаки безопасности регламентированы ГОСТ 12.4.026-79 (рис. 28, а-ж).
Устройства дистанционного управления предназначены для управления технологическим процессом или производственным оборудованием за пределами опасной зоны. Эти устройства могут быть стационарными и передвижными.
Рисунок 27 – Схема маятникового сигнализатора крана СКМ-3.
Блокировочное устройство - механическое, электрическое или др. устройство, которое при определенных условиях препятствует функционированию элементов машины (обычно до тех пор, пока защитное устройство не зафиксировано). Блокировочные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне. По принципу действия блокировочные устройства делят на механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические, пневматические, комбинированные. Механическая блокировка обеспечивает связь между ограждением и тормозным или пусковым устройством, электрическая блокировка обеспечивает включение только при наличии ограждения.
Тормозные устройства подразделяют:
1. по конструкции на колодочные, дисковые, конические, клиновые, ленточные, электрические;
2. по способу срабатывания на ручные, автоматические и полуавтоматические;
3. по принципу действия на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, комбинированные;
4. по назначению на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.
Тормозная техника позволяет быстро останавливать валы, шпиндели и другие элементы - потенциальные источники опасности.
Требования к тормозным системам:
Надёжность;
Простота использования.
Предохранительные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений, что исключает аварийные режимы работы. Предохранительные устройства по характеру действия подразделяют на: блокировочные и ограничительные. Предохранительные устройства защищают электрические схемы от режимов короткого замыкания и перегрузок. Для этого служат плавкие предохранители, пробки-автоматы и автоматические устройства, отключающие электрическую сеть при возрастании тока в цепи. Плавкие предохранители являются простейшим и самым надежным защитным устройством. Они обладают хорошей чувствительностью и высокой надежностью. Самым распространенным типом плавких предохранителей являются так называемые пробки.
Раздел 11. Емкости и взрывоопасные вещества
Опасности, возникающие при эксплуатации систем под давлением
Опасности, возникающие при эксплуатации систем, находящихся под давлением:
Взрыв, являющейся следствием, например, воспламенения взрывчатой смеси внутри установки или в окружающей среде из-за попадания в неё взрывоопасных веществ;
Получения ожогов под воздействием высоких или низких температур и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
Травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например нарушение герметичности баллона весом 70 кг, давление 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приводит к перемещению его за счёт реактивной тяги с ускорением 5g;
Радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов;
Отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов.
Классификация емкостей
1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводу разбиты на десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов:
Вода – зелёный.
Пар – красный.
Воздух – синий.
Газы горючие и негорючие – желтый.
Кислоты – оранжевый.
Щёлочи – фиолетовый.
Жидкости гор. и негор. – коричневый.
Прочие вещества – серый.
На трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца.
2. Газгольдеры. Газгольдеры высокого давления (до 40 МПа) служат для создания запаса газа высокого давления; газгольдеры низкого давления – для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, отделения механических примесей и других целей.
3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Стационарные резервуары изготовляют объёмом до 500 тыс. л. и более, трансп-ые сосуды - обычно до 35 тыс. л. На транспортных сосудах наносят соотв-ие надписи и отличительные полосы
4. Котлы. Это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды или получения пара с давлением выше атмосферного.
При работе с котлами наибольшую опасность представляет взрыв. При взрыве котла происходит мгновенное испарение воды, находящейся под давлением и при температуре выше 100°С, поскольку из - за взрыва давление в нем падает до атмосферного. При мгновенном испарении воды образуется огромное количество пара (1л воды, переходя в пар, увеличивается в объёме в 1700 раз), что является причиной больших разрушений.
5. Баллоны. Они служат для хранения и перевозки сжатых сжиженных и растворенных газов при температурах от -50 до +60°С и различных давлениях.
Баллоны изгот-ют малой (0,4-12л), средней (20-50л) и большой вместимости (80-500 л). У горловины каждого баллона на сферической части выбиваются данные: товарный знак завода-изготовителя; дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания; рабочее и пробное давление (МПа); ёмкость баллона (кг); клеймо ОТК – обозначение действующего стандарта.
Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточные давление ≥0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - ≥0,05 и≤0,1 МПа. Остаточное давление позволяет опред-ть, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность и его арматуры и гарант-вать не проникновение в баллоны другого газа или жидкости.
Маркировка баллонов
| Название газа | Окраска баллона | Текст надписи | Цвет надписи | Цвет полосы |
| Ацетилен | Белая | Ацетилен | Красный | - |
| Воздух | Чёрная | Сжатый воздух | Белый | - |
| Углекислота | Чёрная | Углекислота | Жёлтый | - |
| Кислород | Голубая | Кислород | Чёрный | . |
| Азот | Чёрная | Азот | Жёлтый | Коричневый |
| Гелий | Коричневая | Гелий | Белый | - |
| Аргон чистый | Серая | Аргон чистый | Зелёный | Зелёный |
| Все другие горючие | Красная | Наименование газа | Белый | - |
Взрывчатые вещества
Взрывчатое вещество- химическое соединение или их смесь, способное в результате определённых внешних воздействий или внутренних процессов взрываться, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы. Комплекс процессов, который происходит в таком веществе, называется детонацией. Традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определенной скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы).
Существует ряд веществ, также способных к взрыву (например, ядерные и термоядерные материалы, антивещество). Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».
Классификация
По составу:
Индивидуальные химические соединения;
Взрывчатые смеси – композиты.
По физическому состоянию:
Газообразные;
Гелеобразные;
Суспензионные;
Эмульсионные;
Твердые.
По форме работы взрыва:
Инициирующие (первичные);
Бризантные (вторичные);
Метательные;
Пиротехнические.
По методу приготовления зарядов:
Прессованные;
Литые (взрывчатые сплавы);
Патронированные.
По применению:
Военные;
Промышленные;
Спец. назначения;
Антисоциального применения;
Опытно-экспериментальные.
Общие требования
Основные технические требования к конструкции предохранительных (блокировочных) устройств приведены в разделе 7.2 СТО 34.01-30.1-001-2016.
В соответствии с требованиями Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок, безопасные условия при работах в электроустановках должны обеспечиваться за счет выполнения организационных и технических мероприятий. При этом при снятии напряжения отключением напряжения коммутационными аппаратами должны быть приняты меры, препятствующие ошибочному или самопроизвольному их включению.
Выполнение данного требования бывает затруднено из-за конструктивных особенностей оборудования, а также в связи с имеющимся риском ошибочного или несанкционированного воздействия на коммутационные аппараты при использовании существующих блокировочных и запирающих устройств.
Предохранительные (блокировочные) устройства должны обеспечивать безопасную и эффективную фиксацию отключенного положения коммутационного аппарата от самопроизвольного и несанкционированного включения, и позволять исключить риски травматизма, связанные с невыполнением требований НТД при подготовке рабочего места и производстве работ в действующих электроустановках.
В каждом структурном подразделении филиала/ПО ДЗО,обслуживающем электроустановки, должен быть разработан перечень номенклатуры и объем комплектования блокировочными устройствами бригад по ремонту и техническому обслуживанию РУ ПС, ТП/РП и утвержден руководителем структурного подразделения.
При выполнении работ на ВЛ несколькими бригадами следует применить накладку-расширитель для блокирования отключенного положения коммутационных аппаратов (ЛР и др.) с исправным запорным устройством или использовать блокировочный трос, на приводах коммутационных аппаратов, разъединителей с неисправным или отсутствующим запорным устройством.
Для этого производитель работ каждой бригады должен устанавливать свой замок с уникальным ключом на накладку-расширитель или блокировочный трос, при этом ввод линии, оборудования в работу возможен только после снятия всеми бригадами своих замков.
Данный способ блокирования разъединителей должен исключать возможность включения (подачи) напряжения на рабочие места при возможных рисках ошибок оперативного персонала, ведущего учет количества работающих на линии бригад, либо ошибок при производстве несогласованных работ в электроустановках и применяться, как правило, при ликвидации массовых аварийных отключений.
Оборудование ПС 35 кВ и выше с выявленными при расследовании аварий и в процессе эксплуатации повреждениями, в т.ч. заводскими дефектами
Выключатели типа ВМТ-110Б/1250УХЛ1 (1988 года изготовления), ВМТ-220Б-25/1250УХЛ1 (1992 года изготовления)
Наиболее частыми причинными повреждениявыключателей типа ВМТ-110Б/1250УХЛ1, ВМТ-220Б-25/1250УХЛ1 за период с 2012 по 2016 гг. явились:
Разрушение фарфоровой покрышки типа ПМВО-110;
Перегорание или витковое замыкание катушек включения/отключения;
Нарушение герметичности (стекло, клапан, рез.уплотнения);
Повреждение дугогасящих камер и изоляционных тяг;
Отказ механических деталей привода ППрК, эл. двигателя, пружин.
Проведение некачественной регулировки контролируемых параметров при проведении ремонтов МВ также негативно влияет на увеличение количества отказов данного оборудования.
В целях повышения надежности эксплуатациивыключателей типа ВМТ-110Б/1250УХЛ1, ВМТ-220Б-25/1250УХЛ1, следует предусматривать следующие мероприятия:
Проверку состояния фарфоровых покрышек выключателей типа ВМТ 110-220 кВ при всех видах ремонта (текущего, среднего, капитального) измерительным комплексом МИК 1М или др. приборами ультразвукового неразрушающего контроля в целях выявления развития внутренних дефектов фарфора на начальной стадии;
Инженерные осмотры эксплуатируемых выключателей типа ВМТ с целью выявления дефектов фарфоровых покрышек;
Применение при ремонтах для наладки выключателя современных приборов типа ПКВ, МКИ, МИКО и т.п. с соответствующей подготовкой персонала методам работы с приборами;
При проведении всех видов ремонта (текущего, среднего, капитального) измерение сопротивления изоляции обмотки электродвигателя заводки пружин приводаППрК;
Проверку наработанных ресурсов всех выключателей типа ВМТ и пересмотр срока (сокращение периода) среднего и капитального ремонта выключателей данного типа;
При проведении капитальных ремонтов производить замену фарфоровых покрышек на выключателях типа ПМВО-110 производства «Урализолятор» (г. Камышлов) со сроком эксплуатации более 20 лет, замену неподвижных контактов в камере, масла в колоннах выключателя, демонтаж и проверку полиспастного механизма, целостности корпуса полиспастного механизма, замену катушек включения и отключения со сроком службы более 20 лет;
Ежегодно, перед наступлением периода минусовых температур наружного воздуха проводить ревизию системы обогрева выключателей типа ВМТ.
Трансформаторы напряжения 110-220 кВ типа НКФ
(НКФ-110-57 ХЛ1,НКФ-220-58)
Наиболее частыми причинами повреждения ТН типа НКФ за период с 2012 по 2016 гг. явились:
износ, старение изоляции;
разгерметизация;
дефект изготовления.
В целях повышения надежности эксплуатации ТН 110-220 кВ типа НКФ следует предусматривать следующие мероприятия:
проведение внеочередных проверок сопротивления заземляющего контура ПС в сроки, устанавливаемые техническим руководителем филиала ДЗО;
уменьшение периодичности испытаний и тепловизионного контроля ТН, эксплуатируемых с превышением нормативных сроков службы;
замена ТН типа НКФ на более современные (антирезонансные, маломасляные или газовые);
проведение не реже 1 раза в 2 года высоковольтных испытаний ТН 110-220 кВ типа НКФ, находящихся в эксплуатации 25 лет и более, с измерением тока и потерь холостого хода;
проведение не реже 1 раза в 2 года хроматографического анализа газов, растворенных в масле ТН 110-220 кВ, со сроком эксплуатации 25 лет и более;
не допускать увлажнения силикагеля в воздухоосушительном фильтре.
Ограничители перенапряжения 110 кВ тип ОПН-110/84,
ОПН-У-110/84-2 завода изготовителя ЗАО «Завод энергозащитных устройств» г. Санкт-Петербург)
За период с 2012 по 2016 г. в ДЗО ПАО «Россети» зафиксировано 68 случаев повреждения ОПН 110 кВ и выше, находящихся в эксплуатации менее 5 лет, из них в 13 случаях повредились ОПН производства «Завод энергозащитных устройств» г. Санкт-Петербург.
Основными причинами повреждений ОПН завода-изготовителя «Завод энергозащитных устройств» г. Санкт-Петербург явились:
дефект конструкции (11 случаев);
атмосферные перенапряжения (гроза) - 2 случая.
Наиболее частыми случаями аварийных отключений, приведших к повреждению ОПН, явились:
нарушения герметичности - дефект завода-изготовителя в части применения некачественных материалов, в результате чего произошло увлажнение столба варисторов при нарушении герметизации соединения верхнего фланца с полимерным покрытием ОПН;
внутренний пробой по полимерной изоляции, вызванный дефектом изготовления.
В целях повышения надежности эксплуатацииОПНизготовителя ЗАО «Завод энергозащитных устройств» г. Санкт-Петербург следует предусматривать следующие мероприятия:
обеспечение учащенного тепловизионного контроля и осмотра ОПН;
организация замера и контроля за величиной тока проводимости;
организация претензионной работы с ЗАО «Завод энергозащитных устройств»;
Блокировкой называют совокупность методов и средств, обеспечивающих фиксацию частей машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется независимо от наличия или прекращения воздействия.
Ограждения, предохранительные, тормозные устройства и сигнализация не всегда обеспечивают требуемый уровень защиты работающего. Поэтому применяют блокировочные устройства, которые либо препятствуют неправильным действиям персонала (например, попытке оператора включить оборудование при снятом ограждении), либо предотвращают развитие аварийной ситуации, отключая определенные участки технологической системы или вводя в действие специальные сбрасывающие устройства.
По принципу действия блокировочные устройства подразделяют на механические, электрические, фотоэлектрические, электронные, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, радиационные и комбинированные, а по исполнению -- на открытые, закрытые и взрывозащищенные. Их выбор зависит от особенностей окружающей среды.
Механические устройства связывают с помощью конструктивных элементов ограждения с тормозным или пусковым устройством или с тормозным и пусковым устройствами вместе. Однако из-за сложности конструкции и изготовления такие устройства не нашли широкого распространения.
Наиболее распространены электрические устройства. Основные элементы: преобразователь контролируемой величины в выходной сигнал, удобный для передачи и дальнейшей обработки; измерительно-командное устройство, определяющее величину и характер сигнала и выдающее команду на ликвидацию опасного режима; исполнительный механизм. Примером может служить блокировочное устройство заточного станка с контактами, выключающими электродвигатель при поднятии защитного экрана. При его опускании контакты замыкаются, включая станок. Электрическим блокировочным устройством, препятствующим пуску двигателя при включенной передаче, оснащают тракторы с пусковыми двигателями. Если рычаг коробки передач не установлен в нейтральное положение, то контактный прерыватель размыкает цепь питания первичной обмотки магнето, не давая возможности пустить пусковой двигатель.
Фотоэлектрические устройства срабатывают при пересечении светового луча, направленного на фотоэлемент. При изменении светового потока, падающего на фотоэлемент, в электрической цепи изменяется ток, который подается на измерительно-командное устройство, дающее, в свою очередь, импульс на включение исполнительного механизма защиты. Особенно эффективны блокирующие устройства, запирающие педаль или рукоятку пресса, пока руки рабочего находятся в опасной зоне. Благодаря компактности, отсутствию мешающих работе или ограничивающих рабочую зону элементов такие устройства применяют в прессах, штампах, гильотинных ножницах и др.; с их помощью устраивают ограждения опасных зон большой протяженности (до нескольких десятков метров) без механических узлов и конструкций.
Пневматические и гидравлические устройства применяют на агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: в насосах, компрессорах, турбинах и т. п. Основное преимущество таких устройств -- их малая инертность. При возникновении аварийной ситуации в машинах с гидро- или пневмоприводом сопутствующий этому процессу поток жидкости или газа, воздействуя на специальный рычаг, перекрывает клапаны питающей среды.
Существуют блокировочные устройства, принцип работы которых основан на использовании ионизирующих свойств радиоактивных веществ. Источник слабого излучения в виде браслета надевают на руку работающего. При приближении руки к опасной зоне излучение улавливается и преобразуется в электрический ток. Ток подается на тиратронную лампу. Последняя передает импульс на реле, размыкающее цепь магнитного пускателя. Оборудование, которым управляет этот пускатель, останавливается.
Защитные устройства являются специальными дополнениями к основному оборудованию и служат для обеспечения безопасности его эксплуатации и защиты обслуживающего персонала. Необходимость защитных устройств связана с возникновением так называемых опасных зон, т.е. пространств, в которых постоянно действуют или периодически возникают ситуации, опасные для жизни и здоровья обслуживающего персонала. Опасные зоны возникают при эксплуатации машин, станков и аппаратов, имеющих движущиеся, вращающиеся, толкающие, режущие части и детали, а также при эксплуатации подъем-
но-транспортных механизмов и выполнении ремонтно-монтажных работ. При конструировании оборудования и проектировании технологического процесса должны быть выявлены опасные зоны и приняты меры к их исключению или применению защитных устройств, исключающих возможность попадания человека в опасные места.
К защитным устройствам от механического травмирования относятся предохранительные тормозные, оградительные устройства, средства автоматического контроля и сигнализации, знаки безопасности, системы дистанционного управления.
Системы дистанционного управления и автоматические сигнализаторы на опасную концентрацию паров, газов, пылей применяют во взрывоопасных производствах и производствах с возможностью выделения в воздух рабочей зоны токсичных веществ.
Предохранительные защитные устройства предназначаются для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящего момента и т.п.), характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых. Тем самым исключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 предохранительные защитные устройства по характеру действия бывают блокировочными и ограничительными.
Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электрические, электронные, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные.
Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы.
Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор. Наиболее часто эти виды защиты применяются в машинах и агрегатах, не имеющих ограждений, или если работа может вестись при снятом или открытом ограждении.
Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и пустить его в ход.
Электрическую блокировку применяют на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.
Электромагнитную блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле.
Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работают магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле, и оптическая блокировка. В последнем случае лучи от источника света направляются через опасную зону в фотоэлемент, преобразующий свет в электрический ток, который, пройдя через усилитель и контрольное реле, замыкает цепь пускового электромагнита. При попадании человека в опасную зону свет перестает поступать в фотоэлемент, электрическая цепь размыкается, и привод машины отключается. Оптическая блокировка используется для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах, штамповочных станках.
Пневматические и гидравлические блокировки применяются в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т.д. В случае превышения допустимого значения давления реле давления подает импульс на электромагнит, который обеспечивает закрытие запорного устройства (быстродействующего клапана) на линии подачи рабочего вещества и одновременно производится останов привода агрегата.
Примерами ограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или срабатывание) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах; плавкие предохранители в электроустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т.п. Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах.
К защитным устройствам относятся также тормоза. Условия их применения разнообразны: часто выключения двигателя недостаточно для остановки движущихся частей механизма и необходимо дополнительное торможение; в других случаях тормоз может быть использован как своеобразный регулятор движения, например в процессе поднятия груза грузоподъемным устройством; в центрифугах тормоза устраняют вибрацию при большой скорости вращения барабана и т.п. Тормозные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на колодочные, дисковые и клиновые; по способу срабатывания – на ручные и автоматические; по принципу действия – на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; по назначению – на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.
Оградительные устройства – класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, зоны обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ и т.п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т.п.).
В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83, классифицирующим средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на кожухи, щиты, козырьки, барьеры и экраны; по способу изготовления – на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки – на стационарные и передвижные. Возможно применение подвижного (съемного) ограждения. Оно представляет собой устройство, сблокированное с рабочими органами механизма или машины, вследствие чего закрыт доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента.
Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке частиц и случайные воздействия обслуживающего персонала ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машин. При расчете на прочность ограждений машин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учитывать возможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых заготовок. Расчет ограждений ведется по специальным методикам /14/.
