Воздействие электромагнитных полей на человека

Электрический транспорт, как одна из наиболее энергоемких отраслей промышленности, является мощным источником электромагнитных полей (ЭМП) и излучений (ЭМИ). Работники электрического транспорта и пассажиры находятся под постоянным воздействием ЭМП различного характера, интенсивности и частотных диапазонов. На железнодорожном транспорте необходимы систематические исследования воздействия ЭМП на человека, определение предельно допустимых уровней и уровней ЭМП, безопасных для работников железнодорожного транспорта и населения, нужна информация о способах защиты от ЭМП.

Анализ заболеваний с временной утратой трудоспособности показал, что лица, подвергавшиеся воздействию ЭМП, чаще и длительнее болеют. Среди патологий проявляются расстройства центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, системы кровообращения, иммунной системы. Снижается работоспособность, ослабляется память и внимание. С увеличением стажа работы количество указанных жалоб возрастает.

Среди железнодорожников распространено мнение, что пассажир, находящийся в вагоне, защищен от действия электромагнитного поля, так как железная обшивка вагона экранирует ЭМП. В действительности это так только частично. Постоянные и переменные низкочастотные поля имеют электрическую и магнитную составляющую. От электрической составляющей поля пассажир действительно защищен обшивкой вагона, от магнитной – нет.

Расчеты показывают, что при токе в контактной сети 2000 А значение напряженности магнитного поля на уровне головы пассажира, находящегося в вагоне электропоезда, составляет Н=81 А/м, что по международным нормам считается опасным.

Для защиты от ЭМП и ЭМИ могут быть использованы различные методы и средства.

Защита временем применяется тогда, когда нет возможности снизить интенсивность ЭМП в рассматриваемой зоне до предельно допустимого уровня (ПДУ). Например, при поездке в электричке, по наблюдениям, негативные явления у пассажиров появляются при длительности поездки более 35 минут.

Защита расстоянием применяется в случае, если невозможно ослабить интенсивность облучения в заданной зоне другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне.

Уменьшение излучения непосредственно от самого источника излучения может быть осуществлено, например, путем рационального размещения электрооборудования так, чтобы ЭМП, создаваемые различными источниками, компенсировали друг друга, ослабляя тем самым результирующее ЭМП.

Защита рабочего места от ЭМП может осуществляться рациональным, с позиции уменьшения влияния ЭМП, его размещением, экранированием токоведущих и других частей, вызывающих повышенные интенсивности ЭМП.

Электромагнитные поля на транспорте имеют существенные значения, близкие, а иногда и превышающие международные нормы на магнитные поля. Работники железнодорожного транспорта и пассажиры, среди которых есть и люди с ослабленным здоровьем, и дети, и лица пожилого возраста, подвергаются опасным электромагнитным воздействиям, от которых необходимо защищаться. Проблема защиты от ЭМП имеет решения, но она требует к себе повышенного внимания.

Локомотивное хозяйство

На протяжении всей истории развития отечественных железных дорог совершенствовались материально-техническая база локомотивного хозяйства и структура управления им, претерпевали изменения методы эксплуатации локомотивов, что способствовало улучшению (интенсификации) использования локомотивов как по мощности, так и по времени, а также снижению эксплуатационных расходов.

Помимо локомотивов, локомотивное хозяйство имеет развитую ремонтную базу, оснащенную современным механизированным и автоматизированным ремонтным оборудованием, электронными диагностирующими установками, транспортными средствами, систему автоматизированных и механизированных экипировочных устройств. Устойчивое обеспечение перевозочного процесса базируется на правильном режиме эксплуатации, эффективном использовании планово-предупредительной системе обслуживания и ремонта локомотивов, высокой трудовой и технологической дисциплине.

Из общей суммы основных фондов локомотивного хозяйства почти 90 % составляют капиталовложения в локомотивный парк, а остальные 10 % - в сооружения и технические средства, обеспечивающие экипировку, обслуживание и содержание локомотивного парка в исправном состоянии.

К сооружениям и техническим средствам относятся ремонтные мастерские, испытательные и экипировочные устройства. Они концентрируются в определенных пунктах – на железнодорожных станциях, и в комплексе с такими сооружениями, как энергетические подстанции, склады, служебно- бытовые здания, железнодорожные пути, образуют локомотивные депо – основные и оборотные и пункты технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ). К локомотивным депо приписываются главные основные средства локомотивного хозяйства – локомотивы.

Локомотивное депо

Локомотивное депо – это индустриальное предприятие, ремонтные участки и мастерские которого оснащены современным механообрабатывающим, сварочным, подъемно- транспортным, диагностирующим и другим оборудованием. Штат крупного депо достигает 3 тысячи человек и состоит из машинистов и помощников машинистов локомотивов (до 50 % штата), квалифицированных слесарей, станочников и других специалистов.

Типы деповских зданий и их сравнительная оценка. По конфигурации и взаимному расположению стойл и мастерских различают следующие основные типы зданий: павильонное (а), ступенчатое (б), веерное без поворотного круга (в), веерное с поворотным кругом (г), комбинированное.

Первые два типа зданий прямоугольные. Прямоугольные депо строят со сквозными и тупиковыми путями. В зависимости от числа стойл здания такого типа могут состоять из нескольких секций. Каждая секция обычно имеет по два или по три пути. Достоинства прямоугольных депо с тупиковыми путями – благоприятные условия для сохранения тепла (отсутствие сквозняков), недостатки – возможность расположения на каждом пути только одной ремонтной позиции, наличие большого количества параллельных железнодорожных путей, широкая строительная площадка. Прямоугольные депо с тупиковыми путями в строительстве дешевле, чем со сквозными.

Наиболее дешевые по стоимости постройки павильонные здания. Они применимы как для магистральных локомотивов, так и для дизель- и электропоездов. Для них требуется наименьших размеров строительная площадка, обеспечивается удобное и близкое взаимное расположение ремонтных стойл и производственных отделений, сокращаются расходы на содержание здания за счет меньшего периметра наружных стен и оконных проемов. Для районов с суровым климатом целесообразны павильонные здания с продольной транспортной тележкой для установки ремонтируемого локомотива на определенной позиции. В этих зданиях имеется лишь один путь для ввода локомотивов на ремонт и один для вывода, что сокращает площадь, занимаемую тракционными путями и обеспечивает сохранение тепла внутри здания. Однако транспортная тележка требует особого технического ухода, так как ее отказ задержит в депо все локомотивы.

Рисунок 7. Основные типы зданий депо: а - павильонное, б - ступенчатое, в - веерное без поворотного круга, г - веерное с поворотным кругом, д - комбинированное.

Весьма распространенным типом являются ступенчатые здания со сквозными путями. Секции зданий такого депо выполняются с заходом одна за другую на 6-12 м для обеспечения удобного внутреннего сообщения. Во вновь строящихся депо каждая секция текущего ремонта имеет три параллельных пути. В каждой секции, как правило, производится один вид текущего ремонта или технического обслуживания. Достоинства зданий ступенчатого типа: удобство ввода и вывода локомотивов с ремонтных позиций, хорошее естественное освещение, пригодность для различных типов локомотивов, возможность дальнейшего расширения. Недостатки: значительные расходы на ремонтно-строительные работы из-за большого периметра наружных стен и больших по этой же причине теплопотерь, чему способствует также расположение ворот в противоположных торцовых стенах. На каждом пути ремонтной секции располагают одну или две ремонтных позиции. Строительная стоимость таких зданий относительно высокая.

Размещение очистных устройств связано с конфигурацией деповского здания и подъездами к ним для возможности очистки.

Новые веерные здания для депо не строят. Неудобство их заключается в трудностях установки мостовых кранов для обслуживания всей площади стойловой части цеха, а также в наличии суживающихся междупутий, усложняющих организацию ремонтных работ.

В настоящее время локомотивные депо и их ремонтные участки сооружают с учетом унификации основных зданий для тепловозов, дизель-поездов и электровозов. Унифицированы пролеты, расстояния между осями смежных путей, шаг между колоннами, крановые нагрузки, высота основных зданий. Это позволяет значительно удешевить постройку. Кроме того, унификация значительно упрощает переоборудование депо при переходе с одного вида тяги на другой, сводя его к замене части технологического оборудования.

Отделение ремонта дизеля. Отделение производит ремонт дизелей со снятием их с тепловоза и полной разборкой. Агрегаты, узлы и детали ремонтируют в отделении ремонта деталей дизеля и вспомогательных агрегатов (дизель-агрегатном). Отделение ремонта дизеля обычно организуют в пролете участка, оборудованном мостовым краном грузоподъемностью 30 т. Ремонт дизелей в депо выполняют методом позиционного потока, при котором дизель установлен на рабочем месте, а специализированные группы слесарей перемещаются по механизированным позициям в соответствии с заданным тактом, который обычно равен двум сменам. Работы по топливной аппаратуре выполняют слесари специализированного отделения по ремонту топливной аппаратуры.

Отделение ремонта деталей дизеля и вспомогательных агрегатов. В отделении выполняют ремонт шатунно-поршневой группы, цилиндровых втулок, цилиндровых крышек и рабочих клапанов, вертикальной передачи приводных нагнетателей и турбокомпрессоров, масляных и водяных насосов, выпускных коллекторов, глушителей, редукторов и вентиляторов.

Отделение ремонта электрических машин. В этом отделении ремонтируют тяговые электродвигатели и генераторы, возбудители и вспомогательные генераторы, тахогенераторы и вспомогательные электрические машины. В депо электрические машины ремонтируют в объеме деповского ремонта. В специально оснащенных отделениях, кроме того, тяговым электродвигателям производят средний ремонт.

Пропиточно-сушильное отделение. В отделении пропитывают якоря тяговых электродвигателей магистральных тепловозов в лаке ФЛ-98 с последующим покрытием их влагостойкой эмалью ЭП-91 и горячей сушкой. Якоря электродвигателей, имеющие кремнийорганическую изоляцию, не пропитывают, а после сушки покрывают эмалью ЭП-91. Эти ремонтные работы могут быть необходимы также при фиксации пониженного сопротивления изоляции обмотки якоря. Якоря пропитывают в вакуумно-нагнетательной установке, состоящей из автоклавов, вакуум-насосов, баков с лаками, вентиляторной установки, трубопроводов и др. Перед пропиткой и после пропитки просушивают изоляцию в электрической сушильной печи с автоматическим регулированием температуры (в отделении размещаются обычно две печи). После сушки обдувают и охлаждают якоря в специальной камере обдува.

Для покрытия остовов и якорей эмалью служит окрасочная камера. Имеется лакоприготовительное помещение, в котором производится приготовление, хранение, прием и выдача изоляционных лаков. В нем размещается следующее оборудование: смеситель, насосы, пресс-фильтр, резервуары и др.

Испытательная станция. Для этого на испытательной станции оборудуют стенды для испытания тяговых двигателей и двухмашинных агрегатов с клеммными колонками для подвода постоянного тока.

Отделение ремонта тележек. Для ремонта тележек в депо создаются тележечные отделения, в которых организуются линя поточного ремонта тележек, а также участки колесно-токарный, роликовых букс и подшипников, слесарно-заготовительный.

Тележка после выкатки из-под тепловоза мостовым краном передается на первую позицию поточной линии ремонта тележек для разборки. После разборки рама тележки с рессорным подвешиванием переходит на вторую позицию – моечную машину. На третьей позиции раму подвергают дефектировке. Весь процесс ремонта рамы, включая сварочные работы, сосредоточен на четвертой позиции. Затем на пятой позиции раму подвергают окраске и подают на шестую позицию для полной сборки. Сюда поступают колесно-моторные блоки, детали рессорного подвешивания, тормозная рычажная передача и др.

Электроаппаратное отделение. В этом отделении ремонтируют и испытывают электрические аппараты – реле, регуляторы, контакторы, контроллеры, реверсоры, панели резисторов и электропневматические вентили.

Отделение ремонта и заряда аккумуляторных батарей. Отделение состоит из ремонтного, электролитного, зарядного, генераторного помещений. Ремонтное, электролитное и зарядное помещения создаются раздельные для кислотных и щелочных батарей. Генераторная аккумуляторного отделения обслуживает заряд как кислотных, так и щелочных батарей. Для ремонта батарей используется типовое оборудование и инструмент.

Кузнечное отделение. Отделение предназначено для поковочных работ (правка, вытяжка, подсадка), связанных с ремонтом, а также для изготовления некоторых несложных деталей для хозяйственных нужд. Кроме того, кузнечное отделение выполняет заказы для ремонта оборудования для нужд локомотивного депо.

Отделение ремонта секций холодильника. В отделении ремонтируют и испытывают водяные и масляные секции и коллекторы холодильника, а также топливоподогреватели и калориферы кабины машиниста. Ремонт секций холодильника, выполняемый с помощью типового оборудования.

Термическое отделение. В крупных тепловозных депо оборудованы термические отделения, в которых производят термическую обработку (цементацию, закалку, азотирование, нормализацию и отжиг) как локомотивных деталей, так и изделий для хозяйственных нужд депо.

Сварочное отделение. Сварочные работы выполняют непосредственно на ремонтных позициях и в специально оборудованном сварочном отделении, где имеются сварочные кабины со столами для сварочных работ и вытяжными зонтами.

Применяют однопостовые передвижные электросварочные агрегаты, а также многопостовой агрегат для сварочных работ в кабинах отделения.

Большие перспективы в депо имеет автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом в защитной среде углекислого газа, а также вибродуговая наплавка под слоем флюса. Помещение для электрической и газовой сварки располагают смежно.

Гальваническое отделение. Отделение служит для электролитического хромирования, осталивания, цинкования, никелирования, омедения деталей тепловозов, механического оборудования депо, инструмента.

Гальваническое отделение состоит из зала гальванических покрытий, агрегатного и полировочного помещений. В зале гальванических покрытий установлены ванны для электролитических покрытий с подводом электроэнергии и необходимым отсосом. В агрегатном помещении монтируют выпрямительные (селеновые) установки или мотор-генераторы. В полировочном размещают полировальный станок с шлифовальным кругом. Кроме того, при гальваническом отделении имеются кладовые химикатов, красок и лаков.

Медницко-заливочное отделение. Это отделение предназначается для ремонта различных трубопроводов. В отделении устанавливают типовое оборудование: горн медницкий, верстак слесарный с тисками; плиту для гибки труб; переносной гидравлический пресс для испытания труб. В тех случаях, когда в отдельных депо предусматривается перезаливка вкладышей коренных и шатунных подшипниковых, в отделении размещают станок для центробежной заливки подшипников, печь для плавки баббита, стол для ремонта и формировки подшипников.

Полимерное отделение. Отделение служит для изготовления ряда деталей тепловоза из полимерных материалов. Наиболее часто используется капрон для втулочных подшипников, различных втулок, фланцев и др. Наряду с изготовлением пластмассовых деталей методом литья и штамповки применяют напыление полимеров с целью увеличения натягов и упрочнения соединений.

Столярно-малярное отделение. В отделении ремонтируют полы, деревянную обшивку кузова, сиденья в кабине машиниста, хозяйственный инвентарь, изготавливают ящики для аккумуляторных батарей, а также выполняют работы по текущему содержанию зданий депо. Малярные работы при ремонте тепловозов ведутся непосредственно на тепловозах, а в отделении готовят краски. Наиболее эффективна окраска тепловоза в электростатическом поле на специальной позиции.

Инструментальное отделение. Необходимо для хранения, учета и выдачи режущего, измерительного и прочего инструмента, а также ремонта инструмента и приспособлений.

Отделение по ремонту механического и электрического оборудования депо. В отделении производят обслуживание и ремонт стендов, станочного, кузнечного и кранового оборудования, водопроводных и воздухопроводных коммуникаций, компрессоров, вентиляторов, оборудования котельной, экипировочных устройств, а также электросилового и электроосветительного оборудования.

Компрессорная организуется в каждом тепловозном депо. Сжатый воздух используется в депо для работы различного пневматического инструмента и приспособлений, продувки и очистки электрических машин и аппаратов, проверки работы автотормозного оборудования, пневматических и электропневматических аппаратов. Обычно устанавливают не менее двух вертикальных стационарных компрессоров производительностью до 10 м³/мин при давлении 8·10⁵ Па с приводом от электродвигателя. Широко применяется автоматизация компрессорных, позволяющая автоматически отключать компрессоры для поддержания в резервуарах установленного давления.

Вентиляторная. Для подачи дутьевого воздуха к печам и горнам в депо используют центробежные вентиляторы среднего давления (до 200 мм вод.ст.) с приводом от электродвигателя. Устанавливают не менее двух вентиляторов на случай ремонта одного из них.

Реостатные испытания тепловозов после ремонта. Реостатные испытания после текущих ремонтов состоят из двух этапов: обкаточного и сдаточного. При обкаточных испытаниях в течение 4 ч постепенно увеличивают нагрузку дизель-генераторной установки от режима холостого хода до номинальной мощности. При этом происходит приработка деталей дизеля, электрических машин, компрессора и других агрегатов.

Во время обкаточных испытаний проверяют и регулируют тепловые параметры и мощность дизеля, работу приборов защиты, настраивают внешнюю характеристику генератора, узлы автоматического регулирования мощности и ограничения тока генератора, а также регулятор напряжения и реле переключения (перехода).

Сдаточные испытания делают после окончания обкаточных испытаний и регулировки дизель-генераторной установки и проводят их без остановки дизеля в течение 1 часа, причем не менее 40 мин дизель-генераторная установка должна работать при режиме полной мощности. Все данные реостатных испытаний заносят в журнал.

Для реостатных испытаний тепловозов имеются специально оборудованные позиции-стойла, которые размещают на открытых площадках, отдаленных от производственных и жилых объектов. Вокруг позиций создают санитарно-защитную зону. Испытывают нагрузочными водяными реостатами, а иногда специальными инверторными установками, обеспечивающими рекуперацию выработанной электроэнергии.

Для удобства работы обслуживающего персонала на открытой позиции предусмотрена закрытая кабина с пультом управления нагрузочного реостата; рабочее помещение имеет звукоизоляцию.

С характером загрязнений окружающей среды различными отделениями и цехами депо можно ознакомиться в таблице 8.

Таблица 8. Характер загрязнений окружающей среды цехами и отделениями локомотивного депо.

№	Отделения и помещения	Отходы нефтепродуктов	Механические загрязнения	Химически опасные	Пожаро-взрыво- опасные
1	Ремонта дизеля и вспомогательных агрегатов	+	+	+	+
2*	Ремонта электрических машин	-	+	+	+
3*	Пропиточно-сушильное	+	+	+	+
4*	Тележечное	+	+	+	-
5*	Ремонта букс и роликовых подшипников, комплектовки роликов и обмывочное	+	+	+	-
6	Ремонта топливной аппаратуры	+	+	+	+
7	Очистки и ремонта фильтров	+	+	+	+
8	Шерстемоечное	+	+	+	+
9	Ремонта кислотных аккумуляторных батарей	-	-	++	+
10*	Ремонта щелочных аккумуляторных батарей	-	+	++	+
11	Ремонта секций холодильников	-	+	+	-
12*	Кузнечное	-	+	-	-
13*	Термическое	-	-	+	-
14*	Электросварочное	-	+	+	-
15*	Газогенераторное	-	-	+	+
16*	Медницко-жестяницкое	-	-	+	-
17*	Гальваническое	-	+	++	+
18*	Полимерное	-	+	+	-
19*	Столярное	-	+	-	++
20*	Малярное	-	+	+	++
21*	Выварочное	+	+	+	-
22*	Помещение моечной машины для колесных пар, тележек и деталей	++	++	+	-