43
			1
4. В каких электроустановках	1. Во всех
устраивается заземление с нулевым
проводом ?			2
	2.	С изолированной
	нейтралью		5
	3.	В сетях
	постоянного тока		3
	4.	С
	глухозаземленной
	нейтралью		4
	5.	В наружных
	электроустановках		5
5. Во сколько раз сопротивление	1. 10 раз
вольтметра должно быть больше
сопротивления зонда при оценке
сопротивления методом «Амперметра-
Вольтметра» ?			3
	2.	15 раз
	3.	100 раз	1
	4.	25 раз	2
	5.	50 раз	4

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Хорошая изоляция всей электрической установки во всех ее частях является основным требованием электробезопасности, предъявляемым к оборудованию. При повреждении изоляции возникает утечка тока, которая может появляться между проводами и землей (утечка на землю) или между проводами разных фаз (междуфазная утечка). Особенно опасны токи утечки при возникновении их в пожароопасных и взрывоопасных помещениях. Здесь разрыв или замыкание в цепи тока может сопровождаться электрической искрой, способной воспламенить или вызвать взрыв.

Безопасность эксплуатации сети, изолированной от земли, обеспечивается при условии, что сопротивление изоляции каждого ее провода относительно земли превышает значение критического сопротивления Rкр (Ом), определяемого по формуле

Rкр=U/Iб-Rч (Ом), (10.1)

где Rч=1000 Ом, сопротивление человека, принимаемое для расчета; U=220 В, напряжение сети;

44

Iб – безопасный ток, проходящий через человека, А.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Общий вид установки для проведения лабораторной работы представлен на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Схема лабораторной установки

Установка включает мегомметр 1 типа 1800 IN фирмы STANDARD и набор кабелей с различной степенью поврежденности 2.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Убедиться, что оба измерительных провода 7 (черный) и 8 (красный) подключены к соответствующим гнездам «EARTH» («Земля») и «LINE» (Линия»).

Повернуть ручку выбора режима измерения 5 в положение

«INSULATION» - 250 В («Изоляция» - 250 В).

Нажать кнопку «Включение измерения» 6. При этом на шкале 3 мегомметра 1 начнет мигать красным цветом контрольная лампа 4 питания прибора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если при нажатии кнопки 6 «Включение измерения» мигание лампы отсутствует, необходимо заменить батарейки источника питания мегомметра 1 (под крышкой на дне прибора).

Определить номера соответствующих жил кабеля 1.

45

Для этого пользуясь проводами 7 и 8 и ручкой 5 (положение «В» - «INSULATION»), определить сопротивление изоляции каждой жилы. На рисунке в отчете отметить вторую сторону жилы соответствующим номером. Измеренные сопротивления изоляции записать в табл.10.1.

	СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ЖИЛ КАБЕЛЯ 1						Таблица 10.1
Номера жил		1-2	1-3	1-4	2-3	2-4	3-4
Сопротивление
изоляции, Ом

Определить номера поврежденных жил кабеля 2.

Для этого воспользоваться проводом 7 и проводом 8 с одетым на него зажимом и вставленным в поврежденный участок кабеля II, а также ручкой 5 (Положение «В» - «INSULATION»).

Определить сопротивление изоляции каждой жилы и записать в табл.

10.2.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ЖИЛ КАБЕЛЯ 2					Таблица 10.2
Номера жил		Повреждение
	1	2	3		4
Сопротивление
изоляции, Ом

Определить повреждение кабеля 3 по отношению к каждой жиле.

Для этого зажимом провода 8 зажать жилу 1, а конец провода 7 вставить в порез изоляции кабеля III. С помощью ручки 5 (Положение «В» - «INSULATION») по прибору определить сопротивление изоляции. Результаты записать в табл. 10.3.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ЖИЛ КАБЕЛЯ 3					Таблица 10.3.
Номера жил		Порез изоляции
	1	2	3		4
Сопротивление
изоляции, Ом

Вычислить критическое сопротивление, пользуясь формулой (10.1).

46

ТЕСТЫ К РАБОТЕ

ПУЛЬТ 03		ПРОГРАММА 1	Номер ответа
ВОПРОС		ОТВЕТ
1		2	3
1. Какое значение сопротивления тела	1. 100 Ом		2
человека используется в расчетах?
	2.	10 кОм	3
	3.	1500 Ом	4
	4.	1.5 кОм	5
	5.	1.0 кОм	1
2. Чему равняется величина	1. 100 кОм		3
сопротивления изоляции обмоток
относительно корпуса
электродвигателя общепромышленного
назначения мощностью 400 Вт в
холодном состоянии?
	2.	10 мОм	2
	3.	100 мОм	4
	4.	150 мОм	5
	5.	5 мОм	1
3. Какое напряжение сети используется	1. 127 В		2
для питания мегомметра Ф 4102/1-1М?
	2.	380 В	1
	3.	42 В	3
	4.	220 В	5
	5.	660 В	4
4. Что произошло, если при контроле	1. Снижение		1
изоляции тремя вольтметрами один из	сопротивления
них показывает нулевое напряжение, а	изоляции
два других линейное?
	2.	Наличие замыкания	5
	на землю
	3.	Вольтметр вышел из	4
	строя
	4.	Обрыв в цепи	2
	вольтметра
	5.	Асимметрия	3
	напряжения фаз
5. Каким прибором измеряется	1. Вольтметром		1
сопротивление изоляции?
	2.	Фазометром	2
	3.	Индикатором	5
	4.	Мегомметром	3
	5.	Амперметром	4

47

5. ПРАКТИКУМ

Задание на практическую работу определяет преподаватель соответственно учебному плану специальности.

ИЗМЕРЕНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАДИОЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ

НА МЕСТНОСТИ, В ЖИЛЫХ И РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЯХ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Радиоактивность – это процесс превращения одних элементов в другие, сопровождающийся ионизирующим излучением. Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Действие ионизирующих излучений представляет большую опасность для живых организмов.

Среди большого разнообразия ионизирующих излучений наиболее распространены пять его видов: α-, β- ,γ-, нейтронное и рентгеновское излучения.

α-излучения, β-излучения и нейтронное излучение являются потоками частиц и называются корпускулярным излучением. γ-излучения и рентгеновское излучение представляют собой электромагнитные волны высокой частоты и называются фотонным излучением.

Частицы α-излучения представляют собой поток ядер гелия без электронов, испускаемых веществом при ядерных реакциях. Они обладают сравнительно большой массой и зарядом. Поэтому длина пробега α-частиц невелика, но в момент остановки они выбрасывают большое количество энергии. Большие дозы облучения человек получает только при попадании α- частиц внутрь организма. Изотопами, испускающими α-частицы, являются, например, уран-235 , уран-238 и плутоний-239.

Частицы β-излучения представляют собой поток электронов, возникающий при радиоактивном распаде. Они обладают сравнительно небольшой массой, но имеют большую скорость распространения. Поэтому частицы β-излучения обладают меньшей ионизирующей и большей проникающей способностью. Поток β-частиц хорошо задерживается металлической фольгой и даже тонкая одежда способна остановить поток радиации. Изотопами, испускающими β-частицы, являются тритий-3 и стронций-90.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов (частиц без заряда). Они обладают большой вторичной ионизирующей способностью, так как возбуждают электроны атомов вещества.

γ-излучения и рентгеновское излучение – виды электромагнитных излучений, различающиеся условиями образования и свойствами – длиной волны и энергией. Эти виды излучений не обладают большой ионизирующей способностью, но они способны глубоко проникать в вещество. Изотопы, излучающие γ-радиацию – цезий-137 и кобальт-60.

48

Различают природные и технические источники ионизирующего излучения. К природным относятся космические, а также земные источники, создающие природное облучение – естественный фон. К техническим относятся источники, специально созданные человеком для полезного применения излучения или являющиеся побочным продуктом деятельности.

Нормирование и обращение с ионизирующими излучениями обеспечивается нормативными документами: НРБ–99 «Нормы радиационной безопасности» и ОСПОРБ-99 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности».

Биологическое действие ионизирующего излучения зависит от числа образованных пар ионов или от связанной с ним величины – поглощенной энергии. Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Кроме этого, под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в соединения с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани. Изменения в химическом составе большого числа молекул приводит либо к гибели клеток, либо к значительному их повреждению. При изменении и повреждении ДНК клетки генетические аномалии будут передаваться не только при делении клеток подвергшегося облучению организма, но и его потомству.

Количественной мерой действия ионизирующего излучения на вещество является поглощенная доза излучения D, для контроля воздействия радиоактивности на персонал устанавливается эквивалентная доза излучения Н.

Поглощенная доза излучения D – это физическая величина, равная отношению средней энергии, переданной излучением единице массы вещества. Единицей измерения дозы D принят грей (Гр): 1Гр = 1Дж/кг. На практике применяется также внесистемная единица – 1 рад = 0,01 Гр.

Эквивалентная доза излучения Н – мера биологического действия излучения на человека, равная произведению дозы D на коэффициент качества Q, т. е. Н=D×Q. Единицей измерения эквивалентной дозы принят зиверт (Зв): 1Зв = 1Гр/Q. На практике применяется также внесистемная единица – 1бэр = 0,01Зв.

Коэффициент качества – это безмерная величина, характеризующая биологические последствия от вида ионизирующего излучения, значения которых приведены в табл.1.1.

Плотность потока излучения φ, производимого радиоактивным веществом, можно измерять либо числом частиц, либо переносимой энергией. Прибор «Радиан»-РКСБ-104 предназначен для измерения плотности потока β- излучения с поверхности вещества в частицах в секунду с квадратного сантиметра.

Для характеристики активности источника Am в качестве единицы активности был принят один распад в секунду и установлено название Беккерель (Бк): 1 Бк = 1распад/с.

	49
	Таблица 1.1
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КАЧЕСТВА
Виды излучения	Коэффициент Q
Рентгеновское и γ-излучение	1
Электроны и позитроны,β-излучение	1
Протоны с энергией меньше 10 МэВ	10
Протоны с энергией меньше 20 КэВ	3
Нейтроны с энергией 0,1…10 МэВ	10
α-излучение с энергией меньше 10	20
МэВ
Тяжелые ядра отдачи	20

Внимание! О всех случаях обнаружения участков местности с полевой эквивалентной дозой γ-излучения выше 0,6 мкЗв/ч и выявления проб веществ с повышенной радиоактивностью при удельной активности выше 3,7х1000 Бк/кг немедленно ставьте в известность санэпидстанцию!

УСТРОЙСТВО ПРИБОРА «РАДИАН» - РКСБ-104

Общий вид прибора «Радиан» - РКСБ-104 приведен на рис.1.1.

Прибор представляет собой портативную переносную конструкцию, состоящую из корпуса (1) и крышки (2), скрепленных между собой. К крышке крепятся еще две легкосъемных крышки – отсека питания (3) и крышка-фильтр

(4).

На лицевой панели корпуса прибора предусмотрены окно для индикатора

(5) и три тумблера – для включения прибора и выбора режима его работы (S1, S2 и S3).

Крышка-фильтр (4) предназначена для выравнивания энергетической зависимости показаний прибора при его работе в режиме измерения мощности полевой эквивалентной дозы γ-излучения. При работе прибора в режиме радиометра эта крышка снимается; счетчики излучений оказываются закрытыми только пленочными фильтрами. Под крышку фильтра выведены движки кодового переключателя S4, с помощью которого можно выбрать вид измерения (мощность полевой эквивалентной дозы γ-излучения, плотность потока β-излучения с поверхности, удельную активность радионуклида цезий-137 в веществе), установить пороги срабатывания сигнализации.

Батарея для питания прибора устанавливается вместе с колодкой подключения в нижний отсек прибора, закрываемый съемной крышкой (3).

Пьезокерамический звонок и жидкокристаллический индикатор смонтированы на печатной плате внутри корпуса прибора.

На прибор нанесены следующие маркировочные обозначения:

Н(синий цвет) - мощности полевой эквивалентной дозы γ-излучения,

Φ(красный цвет) - плотности потока β-излучения с поверхности,

Аm (зеленый цвет) - удельной активности радионуклида цезий-137 в веществе.

50

Рис.1.1.Общий вид прибора «Радиан» - РКСБ-104

Обозначения измеряемых величин заключены в разноцветные прямоугольные поля. Этими же маркировочными цветами отмечена вся служебная информация, имеющаяся на лицевой панели прибора и относящаяся к конкретной измеряемой величине (единицы измерения, пересчетные коэффициенты).

ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ

1.Перед началом работы выньте прибор из футляра.

2.Подключите батарею питания, соблюдая полярность подключения.

1. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ПОЛЕВОЙ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ γ- ИЗЛУЧЕНИЯ

Снимите заднюю крышку-фильтр 4.

Переведите движки кодового переключателя S4 в крайнее положение до упора, как показано на рис 1.2.

51

▬▬▬■

▬▬▬■

■▬▬▬

■▬▬▬

■▬▬▬

▬▬▬■

■▬▬▬

▬▬▬■

Рис.1.2. Положение движков кодового переключателя S4

для измерения мощности полевой эквивалентной дозы γ- излучения

Установите крышку-фильтр на прежнее место. Переведите тумблеры S2 и S3 в верхнее рабочее положение.

Включите прибор тумблером S1. Через 27-28 сек прибор выдаст прерывистый звуковой сигнал и на табло жидкокристаллического индикатора появится символ «F» и отобразится 4-разрядное число. Для определения мощности полевой эквивалентной дозы γ-излучения умножьте значащую часть этого числа на пересчетный коэффициент 0,01 и вы получите результат в микрозивертах в час (мкЗв/ч).

Повторите измерения три раза, запишите результаты измерений в табл.1.2. Выключите прибор.

Высчитайте среднее арифметическое полученных показаний и запишите его в табл.1.2.

				Таблица 1.2
			РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
	Результаты измерений мощности			Среднее арифметическое значение
	полевой эквивалентной дозы γ-			результатов измерения мощности
	излучения Н в мкЗв/ч			полевой эквивалентной дозы γ-
				излучения в мкЗв/ч
	Н1	Н2	Н3

2. ИЗМЕРЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТИ β- ИЗЛУЧАЮЩИМИ РАДИОНУКЛИДАМИ

Снимите заднюю крышку-фильтр 4.

Переведите движки кодового переключателя S4 в крайнее положение до упора, как показано на рис.1.3.

▬▬▬■

52

■▬▬▬

▬▬▬■

■▬▬▬

▬▬▬■

■▬▬▬

■▬▬▬

▬▬▬■

Рис.1.3. Положение движков кодового переключателя S4

для измерения загрязненности поверхности β-излучающими радионуклидами

Установите крышку-фильтр на прежнее место. Переведите тумблеры S2 и S3 в верхнее рабочее положение.

Поднесите прибор к исследуемой поверхности на расстояние 110-120 см. Включите прибор тумблером S1. Снимите фоновое показание прибора (φ- фоновое), которое установится на табло примерно через 18 сек после включения прибора (время отсчитывать секундомером). Запишите показание прибора.

Выключите прибор, установив тумблер S1 в положение «ВЫКЛ.»

Снимите заднюю крышку-фильтр 4 и поместите прибор над исследуемой поверхностью на расстояние не более 1 см.

Включите прибор тумблером S1. Снимите показание прибора (φ-исследуемое), установившееся через 18 сек после включения прибора (время отсчитывать секундомером). Запишите показание прибора. Выключите прибор.

Определите величину загрязненности поверхности β-излучающими радионуклидами, которая характеризуется величиной плотности потока β- излучения с поверхности (φ), по формуле

φ = k(φисследуемое - φфоновое),

где φ – плотность потока β-излучения с поверхности в частицах в секунду с квадратного сантиметра. (n/с ·см2);

k – коэффициент, равный 0,01.

Запишите результаты измерений и расчетов в рабочую тетрадь в таблицу 1.3.

	РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ			Таблица 1.3
Плотность потока		φ-фоновое		φ-исследуемое
β-излучения
с поверхности - φ
в частицах в секунду
с квадратного
сантиметра. (n/с·см2)

3. ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДА ЦЕЗИЙ-137

53

Снимите заднюю крышку-фильтр 4.

Переведите движки кодового переключателя S4 в крайнее положение до упора, как показано на рис.1.4.

■▬▬▬

▬▬▬■

▬▬▬■

■▬▬▬

■▬▬▬

▬▬▬■

■▬▬▬

▬▬▬■

Рис.1.4. Положение движков кодового переключателя S4 для измерения удельной активности радионуклида цезий-137

Установите крышку-фильтр на прежнее место.

Переведите тумблеры S2 - в верхнее, а S3 – в нижнее положение. Заполните измерительную кювету (половину упаковки) заведомо чистой в радиационном отношении водой до метки внутри кюветы и установите прибор на кювету.

Включите прибор тумблером S1.Снимите пять фоновых показаний прибора (Аm-фоновое). Рассчитайте среднее арифметическое фоновых показаний и запишите их в табл.1.4.

Вылейте воду из кюветы, просушите ее и заполните исследуемым раствором до той же метки.

Вновь установите прибор на кювету и включите его.

Снимите пять показаний прибора (Аm-измеряемое). Рассчитайте среднее арифметическое показаний и запишите их в табл.1.4.

Выключите прибор.

Рассчитайте величину удельной активности радионуклида цезий-137(Аm) в исследуемом веществе (Бк/кг) по формуле

Аm = k (Аmизмеряемое - Аmфоновое),

где k – пересчетный коэффициент, равный 20.

				Таблица 1.4
			РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Удельная	активность		Среднее арифметическое	Среднее арифметическое
радионуклида			значение Аm-фоновое	значение Аm-измеряемое
цезий-137(Аm)		в	(Бк/кг)	(Бк/кг)
исследуемом		веществе
(Бк/кг)

54

4. УСТАНОВЛЕНИЕ РАБОТЫ ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ПРИБОРА ПРИ ПРЕВЫШЕНИИ ПОРОГОВОГО ЗНАЧЕНИЯ МОЩНОСТИ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ

Снимите заднюю крышку-фильтр 4.

Переведите движки кодового переключателя S4 в крайнее положение до упора, как показано на рис.1.5.Такое положение движков соответствует порогу срабатывания сигнализации при значении мощности эквивалентной дозы γ-излучения равной 0,1 мкЗв/ч.

▬▬▬■

▬▬▬■

■▬▬▬

■▬▬▬

■▬▬▬

■▬▬▬

■▬▬▬

■▬▬▬

Рис.1.5. Положение движков кодового переключателя S4 для установления работы звуковой сигнализации прибора при превышении порогового значения мощности эквивалентной дозы γ-излучения

Установите крышку-фильтр на прежнее место. Переведите тумблеры S2 и S3 в нижнее положение.

Включите прибор тумблером S1. В течение 28 секунд на табло будут появляться возрастающие значения 4-разрядного числа. В момент превышения им значения 0100 (0,1мкЗв/ч) прибор должен выдать непрерывный звуковой сигнал.

Выключите прибор.

1.4. ТЕСТЫ К ПРАКТИКУМУ

ВОПРОС		ОТВЕТ
1.Что измеряет прибор «Радиан»	-	1.Экспозиционную дозу γ-излучения
РКСБ-104?
		2. Эквивалентную дозу γ-излучения
		3.Плотность потока β-излучения
		4.Поглощенную дозу излучения
		5.Удельную активность радионуклида
		цезий-137
2. Что такое эквивалентная доза γ-		1.Это энергия, производящая
излучения?		ионизацию в единице массы

55

	атмосферного воздуха.
	2.Это физическая величина, равная
	отношению средней энергии,
	переданной излучением единице массы
	вещества.
	3.Это мера биологического действия
	излучения на человека, равная
	произведению поглощенной дозы D на
	коэффициент качества Q, т.е. Н=D×Q.
	4.	Это величина плотности потока β-
	излучения с поверхности.
	5.Это безмерная величина,
	характеризующая биологические
	последствия от вида ионизирующего
	излучения.
3.В каких единицах измеряется	1.Беккерель
эквивалентная доза γ-излучения?
	2.	Рентген
	3.	Зиверт
	4.	Грей
	5.Эйнштейн
4. В каких единицах измеряется	1.	Зиверт
поглощенная доза излучения?
	2.	Грей
	3.	Рентген
	4.Эйнштейн
	5.Беккерель
5.Почему нужно производить	1.Чтобы вести учет радиоактивных
радиометрический контроль?	загрязнений.
	2.Чтобы вовремя обнаружить
	радиационную опасность и принять
	соответствующие меры защиты.
	3.Чтобы научно охарактеризовать
	процесс ионизирующего излучения.