34. Электрические поля токов промышленной частоты

С развитием энергетики и электрификации народного хозяйства на современном этапе создание единых энергетических систем страны сопровождается расширением сети высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) и увеличением напряжения на них до 1150 кВ.

Источниками электрических полей (ЭП) промышленной части являются линии электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, открытые распределительные устройства (ОРУ).

Ремонт приводов, разъединителей, выключателей сигнальных цепей и другие работы выполняются непосредственно на оборудовании ОРУ в местах при повышенной напряженности электрического поля. В зависимости от характера выполняемой операции время облучения электрическим полем различной напряженности колеблется от нескольких минут до нескольких часов за рабочую смену.

Влияние на организм

При длительном хроническом воздействии ЭП отмечаются субъективные расстройства в виде жалоб невротического характера (чувство тяжести и головная боль в височной и затылочной областях, ухудшение памяти, повышенная утомляемость, ощущение вялости, разбитость, раздражительность, боли в области сердца, расстройство сна; угнетенное настроение, апатия, своеобразная депрессия с повышенной чувствительностью к яркому свету, резким звукам и другим раздражителям), проявляющиеся к концу рабочей смены. Разнообразные расстройства в состоянии здоровья работающих, обусловленные функциональными нарушениями в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем астенического и астеновегетативного характера, являются одним из первых проявлений профессиональной патологии.

35. Лазеры

Лазер или оптический квантовый генератор - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Лазер как техническое устройство состоит из трех основных элементов: активной среды, системы накачки и соответствующего резонатора. В зависимости от характера активной среды лазеры подразделяются на следующие типы: твердотельные, (на кристаллах или стеклах), газовые, лазеры на красителях, химические, полупроводниковые и др.

Основными техническими характеристиками лазеров являются: длина волны (l), мкм; ширина линии излучения (sl); интенсивность излучения лазеров, определяемая по величине энергии (Ww) или мощности (Ри) выходного пучка и выражаемая в джоулях (Дж) или ваттах (Вт); длительность импульса (t_u) - измеряется в секундах (с); частота повторения импульсов F, измеряемая в герцах (Гц).

Классификация лазеров. В основу классификации лазеров, приведенной в «Санитарных нормах и правилах устройства и эксплуатации лазеров» (1981), положена степень опасности лазерного излучения для обслуживающего персонала. По этой классификации лазеры разделены на 4 класса:

класс 1 (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз;

класс 2 (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

класс 3 (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности, и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

класс 4 (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Классификация определяет специфику воздействия излучения на орган зрения и кожу. В качестве ведущих критериев при оценке степени опасности генерируемого лазерного излучения приняты величина мощности (энергии), длина волны, длительность импульса и экспозиция облучения.

Существует классификация лазеров по физико-техническим параметрам, при этом учитывается агрегатное состояние активного рабочего вещества (твердое, жидкое, газообразное), характер генерации (импульсный, непрерывный), способ накачки активного вещества (оптический, электрический, химический и др.).

Применение лазеров в промышленности и медицине

В геодезии широко используются различные типы лазерных светодальномеров, в которых применяют твердотельные, газовые и полупроводниковые лазеры.

Малое расхождение луча лазеров, возможность фокусировки и создания огромных плотностей энергии позволяют применять их в маркшейдерской практике, строительстве крупных инженерных сооружений, в машиностроении, вычислительной технике, электронике, приборостроении, медицине и т. д. Лазерный луч может использоваться для посадки самолетов.

Газовые гелийнеоновые и аргоновые лазеры, работающие в непрерывном режиме, используют в голографии (объемные изображения предметов), спектроскопии, нелинейной оптике и др.

В метеорологии при контроле загрязнения окружающей среды для увеличения чувствительности лазерных установок применяют лазеры с высокими параметрами излучения и длиной волны любого диапазона оптического излучения.

Важной областью применения лазеров являются биология и медицина, где нередко дозы облучения могут значительно превышать безопасные уровни, так как мощность излучения определяется медицинскими показаниями.

Лазеры используются во многих отраслях народного хозяйства с технологической целью. В лазерной технологии находят применение твердотельные на рубине и неодимовом стекле импульсные лазеры, генерирующие излучение на длине волны 0,69 и 1,06 мкм в режиме свободной генерации, и газовые лазеры импульсного и непрерывного действия на углекислом газе с длиной волны 10,6 мкм. Первой технологической операцией, выполненной с помощью лазера, было сверление («прожигание», «прошивка») отверстий в сверхтвердых материалах (алмазах). Эта операция получила широкое применение в производствах часовых рубиновых и технологических камней (шлифовка, сверление), алмазных фильер, деталей пресс-форм, форсунок и др.

Возможность концентрации лазерного излучения в пучок малого диаметра позволяет создавать очень высокие значения плотности энергии, необходимые для резания различных высокопрочных материалов - сталей, твердых сплавов, алмазов и др. Для процесса резания используются лазеры на углекислом газе непрерывного действия с выходной мощностью сотни, тысячи ватт и более.

Интенсивно развивается лазерная пайка, точечная и шовная сварка тончайших металлических изделий (светолучевая сварка), различных сочетаний (композиций), материалов и тугоплавких металлов: медь - алюминий, германий - золото, никель - тантал и т. д. Лазером сваривают катоды в радиолампах без нарушения вакуума и строения свариваемых материалов. Для сварки и пайки используются лазеры на рубине, неодимовом стекле, алюмоитриевом гранате, на двуокиси углерода.

Широко применяются СО₂-лазеры для резки листовых материалов в крупномасштабных производствах непрерывного цикла (бумажная, стеклоделательная промышленность).