Исследование влияния внешних факторов на передаточные параметры оптического волокна

В [24] утверждается: при ударе молнии вблизи трассы прокладки подземного оптического кабеля часть тока молнии (весь ток) может попасть в металлическую оболочку; между точкой удара молнии и кабелем возникает дуговой разряд; влага, содержащаяся в объёме канала разряда испаряется; пары и газы вблизи разряда создают высокое давление, по этой причине оболочка кабеля может быть смята ещё до попадания молнии. При протекании тока молнии по металлической оболочке кабеля между оболочкой и землёй возникает напряжение, которое может достигать нескольких тысяч вольт, что становится причиной пробоя внешней оболочки кабеля, изоляции между металлическими составляющими[24].

Рисунок 3.2 - Зависимость напряжения от тока для разных состояний кабеля

[24].Повреждения в воздушном О К, подвешенном на деревянных или металлических опорах, также возможны, если металл присутствует в сердцевине или в оболочке кабеля. Подвесные 0К, в отличие от подземных, более открыты воздействию внешних полей, поэтому в их металлических элементах возможны наведения электродвижущей силы (ЭДС) и токов, а следовательно, пробои изоляционных покрытий. Ток молнии в оболочке может вызвать пробой между оболочкой и сердцевиной. Разрушение оптического волокна возможно, если волокна находятся вблизи или на пути дуги или искрового пробоя. Частота прямых ударов молнии в воздушный кабель зависит от плотности ударов молнии на 1 км²в год в данной местности, высоты и длины линии.

Когда происходит удар молнии с большой амплитудой тока в воздушный кабель, оболочка которого не соединена с землей, значительная часть тока молнии (J) образует дугу (перекрытие) от металлической оболочки по поверхности опоры или изолятора к земле. Если металлическая оболочка воздушного ОК в определенных местах заземлена, то возникновение повреждений зависит от двух величин:

1. расстояния между заземленными точками;

2. величины сопротивлений заземлений (уровень грозоупорности линии).

При малых расстояниях между заземлениями (порядка 100 м) и низком сопротивлении заземления (менее 20 Ом) отраженная от заземления отрицательная волна гасит потенциал на оболочке кабеля. Если расстояние между заземлениями велико (свыше 300 м) и сопротивление заземления также большое (порядка 100 Ом), то отраженная от заземления волна не успевает погасить рост потенциала на оболочке и происходит пробой в середине участка между заземлениями [24].

Согласно [22] сильные электромагнитные поля, возникающие при ударах молнии в землю вблизи кабельной линии, вызывают поворот плоскости поляризации распространяющегося по ней света. То есть являются причиной увеличения поляризационно-модовой дисперсии.

Изменение плоскости поляризации света в оптическом волокне может привести к двойному лучепреломлению и возникновению двух ортогональных составляющих волны. Каждая из составляющих будет распространяться независимо одна от другой, первоначальная энергия сигнала распределится между ними.

Если удар молнии происходит вблизи проложенного в земле диэлектрического оптического кабеля, то в волокнах кабеля может возникать эффект Керра, то есть вращение плоскости поляризации света в поперечном электрическом поле. Однократное воздействие молнии в одной точке при средних условиях вызывает сравнительно небольшой эффект.

При воздействии электромагнитного поля на оптическое волокно происходит взаимодействие проходящего по волокну света с внешним полем, в результате чего изменяется плоскость поляризации световой волны, которая поворачивается на некоторый угол, зависящий от величины поля. Удар молнии в землю создает вокруг точки удара мощные электрические и магнитные поля. Поворот плоскости поляризации света происходит при взаимодействии поля волны в волокне с внешними поперечным электрическим и продольным магнитным полями. При ударе молнии в землю величина электрического поля может достигать сотен киловольт на метр, а поворот плоскости поляризации пропорционален квадрату величины поля. Угол поворота ф зависит от следующих характеристик:

· амплитуды тока молнии;

· удельного сопротивления земли;

· глубины прокладки кабеля;

· расстояния между кабелем и точкой удара молнии.

При подсушивании поверхности оптического кабеля влага испаряется (неравномерно), что приводит к местному увеличению сопротивления, при этом плотность тока на остальных участках окружности увеличивается, эти области ускоренно нагреваются и образуют подсушенную кольцевую зону с повышенным сопротивлением[22]. Падение напряжения на этом участке увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой, это приводит к образованию частичной электрической дуги, перекрывающей воздушный промежуток длиной в несколько миллиметров[22].

На величину напряжённости дуговых разрядов влияет степень загрязнённости, интенсивность увлажнения, то есть удельная проводимость поверхности[22].

3.2 Опасность и последствия электромагнитных влияний

3.2.1 Затухание

Грозовые разряды воздействуют на оптические кабели с металлическими элементами и без металлических элементов.

Последствиями такого воздействия для оптических кабелей с металлическими элементами, проложенных в земле, становятся: повреждение внешней оболочки кабеля, изоляции между металлическими составляющими. В результате повреждений оболочка такого кабеля перестает выполнять свои функции в полном объеме. Такие повреждения приводят к постепенному проникновению влаги, элементов грунта. Это становится причиной увеличения коэффициента затухания, что снижает эффективность работы кабеля в сети.

Подвешенные на опорах линий электропередачи оптические кабели с влажной и загрязнённой поверхностью подвержены поверхностному пробою, этот процесс оставляет следы на поверхности оболочки, вызывает расплавление, деформацию, разрушение оболочки оптического кабеля и других его элементов.

Отсюда следует, что поверхностный пробой приводит к механическим повреждениям как оптического кабеля, так и волокна.

При возникновении дуги и протекании тока плавится оболочка, поверхность оптического кабеля нагревается.

3.2.2 Поляризационно-модовая дисперсия

Причиной поворота плоскости поляризации света является воздействие молний на диэлектрические кабели, проложенные в земле. Угол поворота определяетсяпо формуле, согласно [22]:

,(3.1)

где K - постоянная Керра;

I - амплитуда тока молнии;

а - расстояние до точки удара молнии;

h - глубина прокладки кабеля.

p - удельное сопротивление земли;

В [22] представлены случаи превышения угла поляризации за грозовой сезон (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Число случаев превышения угла поляризации за грозовой сезон

Удельное сопротивление земли, Омхм	Угол поляризации, градус
	5	10	30	45	90	180
100	0,37	0,29	0,20	0,18	0,14	0,11
200	0,58	0,46	0,32	0,28	0,22	0,18
400	0,92	0,73	0,51	0,44	0,35	0,28
1000	1,7	1,35	0,94	0,82	0,65	0,52
2000	2,7	2,15	1,49	1,3	1,03	0,82
5000	4,97	3,96	2,74	2,4	1,9	1,51

Из таблицы видно, что, например, поворот плоскости поляризации на 45 градусов при удельном сопротивлении 100 Ом м осуществляется примерно раз в 5 лет.

То есть в зависимости от типа грунта подверженность влиянию грозовых разрядов будет больше или меньше.

Грозодеятельность и плотность ударов в землю в некоторых местностях - например, в южных районах страны и предгорьях - может значительно (в несколько раз) превышать принятые при расчете таблицы величины, и тогда количество случаев поворота плоскости поляризации за грозовой сезон соответственно возрастает. Это не приводит к повреждению кабеля, но коэффициент ошибок может существенно увеличиться, особенно при больших скоростях передачи. Длительность задержки и проскальзывания импульсов при каждом таком случае может достигать нескольких пикосекунд.

3.3 Способы защиты от внешних электромагнитных влияний

3.3.1 Стандарты

Согласно [12] молниестойкость оптического кабеля зависит от механической прочности кабеля, от тепловых характеристик материалов, проводимости металлических оболочек (бронепокрова), электрической прочности других элементов кабеля.

Согласно [12] даются рекомендации по защите кабелей, оценивается эффективность защитных мероприятий, представлены способы определения вероятности повреждения кабеля молнией..

Вопросы защиты оптических кабелей от ударов молнией рассматриваются в рекомендации МСЭ-Т К-25[24].

Защита оптических кабелей от ударов молнии может осуществляться посредством: прокладки оптических кабелей с повышенной молниестойкостью, прокладки полностью диэлектрических кабелей, прокладки в земле параллельно оптическому кабелю защитных проводов. При помощи защитных проводов перехватывают разряд молнии, чем уменьшают вероятность повреждения оптического кабеля.

Коэффициенты защитного действия таких проводов указаны в таблице 3.2. [12] Коэффициенты получены при прокладке проводов на глубине 0,4 метра и расстоянии от оптического кабеля равном 0,5 метра. Приведены значения как для одного, так и для двух проводов.

Таблица 3.2 - Коэффициенты защитного действия

Удельное сопротивление грунта, Ом/м	Коэффициент защитного действия
	Одного провода	Двух проводов, при расстоянии между проводами, м
		0,4	1	2	4
100	0,03	0,02	0,002	0,001	0,40
300	0,18	0,15	0,06	0,03	0,32
500	0,25	0,21	0,10	0,06	0,19
700	0,34	0,28	0,16	0,09	0,13
1000	0,41	0,31	0,22	0,15	0,18
3000	0,63	0,54	0,48	0,41	0,23
5000	0,73	0,63	0,58	0,49	0,36
7000	0,78	0,69	0,63	0,55	0,44
10000	0,82	0,77	0,71	0,64	0,52

Если отдельно стоящие деревья или другие объекты выше 6 метров, расположены недалеко от трассы, то следует предусматривать защиту при расстоянии между кабелем и объектом меньше расстояний, указанных в таблице 3.3[12].

Таблица 3.3 - Допустимое расстояние защиты

Удельное сопротивление грунта, Ом/м	Наименьшее допустимое расстояние, м
До 100	5
Более 100 до 1000	10
Более 1000	15

3.3.2 Оптические кабели

Согласно [36] выделяют семь типов кабелей предназначенных для подвеса на опорах: в фазном проводе (ОКФП), навивной на фазу (ОКН(ФП)), присоединённый (ОКП), самонесущий (ОКСН) в грозозащитном тросе (ОКГТ),навивной на грозотрос (ОКН(ГТ))/

В структуре кабеля ОКГТ можно выделить две составляющие: внешний одинарный (двойной) повив, оптический модуль. Применяется стальная проволока плакированная алюминием, для обеспечения стойкости к коротким замыканиям, могут использоваться алюминиевые проволоки. Комбинации различных проволок позволяют добиться нужных прочностных характеристик. Применяется как заземлённый протяжённый тросовый молниеотвод, натянутый вдоль воздушной линии электропередачи напряжением от 35кВ и выше, служащий для защиты токопроводящих проводов от прямых ударов молнии, а также для выполнения функций кабеля связи и передачи данных посредством оптического волокна. Оптический кабель данного типа обладает следующими преимуществами: большой срок службы, отсутствие ограничений по напряжению, возможность монтажа при низких температурах[36].

Самонесущие диэлектрические кабели (ОКСН) при монтаже располагаются, как правило, ниже фазовых проводов. При проектировании линий связи с кабелем такого типа необходимо учитывать влияние наведённых токов и напряжений, возникающих под действием фазовых проводов[36]. Применение таких кабелей на линиях с напряжением выше 110 кВ ограничено. Кабели ОКСН обладают низкой стойкостью к повреждению дробью [36].

Оптический кабель типа ОКН навивается на имеющийся грозозащитный трос или фазовый провод. Для кабелей такого типа характерны: малая масса и габариты, лёгкость прокладки, экономичность. Характеристики кабеля в грозозащитном тросе (ОКГТ-c) и полностью диэлектрического (ОКК) компании Сарансккабель представлены в таблице 3.4[21].

Таблица 3.4 - Характеристики оптических кабелей

Характеристика	Марка кабеля
	ОКГТ-с	ОКК
Вес, кг/км	От 352	От 133
Диаметр, мм	От 13,1	От 12,5
Температура эксплуатации	Минус 60 - +85	Минус 60 - +70
Потенциал электрического поля, кВ	110 и выше	До 25
Срок службы, лет	25	25

Из таблицы видно, что потенциал электрического поля для полностью диэлектрического кабеля гораздо меньше, чем оптического кабеля встроенного в грозотрос, то есть применение первого ограничено напряжением сети, на опоры которой будет подвешен кабель. Диапазон рабочих температур для оптического кабеля, встроенного в грозотрос больше, чем диэлектрического; при этом вес первого гораздо больше второго.

4. Влияние температур

4.1 Суть температурного воздействия

Температура окружающей среды оказывает воздействие как на характеристики передачи сигнала в оптическом волокне, так и на составные части кабеля.

Исследования длительных воздействий повышенных и низких температур на пропускание световодов с различными покрытиями стимулируются как необходимостью дальнейшего совершенствования технологии изготовления оптических кабелей, так и для оценки работоспособности ОК в реальных условиях. Необходимо знать зависимость передаточных характеристик (числовая апертура и коэффициент затухания) от температуры.

Под воздействием температуры в оптическом волокне возникают термические напряжения, ввиду разных коэффициентов термического расширения оптического волокна и полимерной оболочки.

При эксплуатации в условиях низких температур, из-за разности коэффициентов термического расширения различных частей кабеля наблюдается продольное сжатие оптического волокна[4].

Выдавливание волокна из оболочки в стыковочных муфтах происходит при разнице в коэффициентах расширения, этот процесс обусловлен механотермической деструкцией полимера.

В [14] представлены исследования влияния температурных колебаний на оптические волокна, диапазон температур: от минус 60 до +30С; исследованы причины увеличения потерь при уменьшении температуры. При проведении исследований использовалось оптическое волокно с диаметром сердцевины 200 мкм, толщиной оболочки 60 мкм; длина волны гелий-неонового лазера составляла 0,63 мкм; длина отрезка световода 100 м. Сердцевина изготовлена из плавленого кварца, оболочка - из кремний органического компаунда. Исследуемые образцы волокон помещались в камеру с регулируемой температурой так, что начальный и конечный отрезки (1 м) находились при комнатной температуре.

На рисунке 4.1 показана зависимость числовой апертуры от температуры [14].На рисунке 4.2 [14] показана зависимость величины показателя преломления оболочки оптического волокна от температуры окружающей среды. Согласно рисунку 4.2 показатель преломления оболочки возрастает при понижении температуры, из этого следует, что резкое возрастание показателя преломления оболочки приводит к уменьшению перепада между показателями преломления сердцевины и оболочки, а значит, числовая апертура оптического волокна уменьшается. При температуре минус 45С оптическое волокно теряет свои световедущие свойства, так как показатели преломления материалов становятся очень близкими по значению[14].

Рисунок 4.1 - Зависимость числовой апертуры от температуры

В [14] представлен эксперимент: измерение величины дополнительных потерь от понижения температуры окружающей среды. При проведении эксперимента измерения проводились на волокна длиной 10 и 100 м. За нулевой уровень дополнительных потерь приняты потери при температуре +20С.

Рисунок 4.2 - Зависимость показателя преломления оболочки от температуры

Измерения проводились на длине волны 0,85 мкм. Результаты экспериментов представлены на рисунке 4.3[14].

Согласно графикам дополнительные потери слабо зависят от величины исследуемого отрезка, следовательно, увеличение потерь при понижении температуры связано в основном с уменьшением входной апертуры волокна. Потери резко возрастают при температуре близкой к минус 45С[14].

Оптические кабели, подвешенные на опорах подвержены воздействию прямых солнечных лучей, а значит нагреву. В [19] представлены эксперименты, направленные на исследование зависимости величины затухания оптических волокон, сварных соединений от высоких температур. При проведении экспериментов стенд включает в себя следующие элементы: оптический кабель длиной 153 метра с 8-ю волокнами, оптический кросс на 8 волокон, оптическая кассета (в ней произведена сварка оптических волокон), искусственная линия длиной 850 метров, соленоид из медной шины (сечение 10,88 мм², 426 витков), три последовательно соединённые аккумуляторные батареи (емкость 205 А/ч, напряжение 4 В каждая), тигельная печь, рефлектометр FOD 7202.

Рисунок 4.3 - Зависимость дополнительных потерь от температуры

Тигельная печь используется для температурного воздействия, в неё помещается оптическая кассета, измерения производятся при температуре равной 70С. Результаты исследований приведены в таблице 4.1[19].

Таблица 4.1 - Влияние температуры на затухание

Номер оптического волокна	Затухание при воздействии температуры
	На сварке, дБ	Километр, дБ/км
1	0,07	0,12
2	0,12	0,14
3	0,03	0,06
4	0,18	0,28
5	0,13	0,13
6	0,11	0,15
7	0,11	0,20
8	0,04	0,19

Исследования проводились на длине волны 1550 нм. Результаты эксперимента, указанные в таблице подтверждают негативное влияние высоких температур на затухание оптического волокна.

Несколько типов конструкций оптического кабеля изучены в [26] при понижении температуры окружающей среды. На рисунке 4.4 представлена зависимость затухания от температуры [26] для трёх типов оптических волокон.

Для зависимостей на рисунке 4.4 избыточная длина оптического волокна в кабеле принята равной от 0 до 0,1%.

Оптическое волокно марки AllWaveZWP _ одномодовое оптическое волокно, соответствующее рекомендации G.652 C/D. Волокно TrueWave RSLWP соответствует рекомендации G.655. Оптическое волокно марки AllWave FLEXZWP - одномодовое оптическое волокно соответствующее рекомендации G.652 C/D, G.657 A.

При избыточной длине оптического волокна в кабеле от 0,3 до 0,4% зависимость коэффициента затухания от температуры изменяется и становится такой, как показано на рисунке 4.5[26].

Из представленных графиков видно, что после 4-х часовой выдержки оптического кабеля при пониженной температуре, наблюдается затухание 0,05 дБ/км и более. Допустимая пониженная рабочая температура оптического кабеля зависит от избыточной длины оптического волокна, типа применяемого оптического волокна. Лучшие показатели имеет волокно марки AllWaveFLEXZWP.

Рисунок 4.4 - Зависимость коэффициента затухания от температуры

Рисунок 4.5 - Зависимость коэффициента затухания от температуры для трёх типов волокон

Поляризационно-модовая дисперсия так же, как и затухание зависит от изменения температуры окружающей среды.

В [33] представлены эксперименты, направленные на изучение поведения коэффициента поляризационно-модовой дисперсии при изменении температуры окружающей среды. Эксперименты проводились с оптическим волокном в полимерном защитном буфере. Для проведения исследования витки оптического волокна были свободно подвешены на поддерживающую трубу, вид этой конструкции представлен на рисунке 4.6[33].

Рисунок 4.6 - Оптическое волокно с плотным буфером

При исследовании использовалась установка, включающая в себя: супер люминисцентный диод, оптический спектральный анализатор, персональный компьютер, контроллер поляризации, поляризатор. Эксперимент проводился с использованием внутриобъектового кабеля с оптическим волокном, отвечающим требованиям рекомендации G.652, с буферным покрытием из полибутилентерефтолада (PBT), в состав кабеля входит силовой элемент и оболочка, не поддерживающая горение. Кабель был подвергнут трём температурным циклам (от минус 20 до +60С) с шагом 20С в час, время выдержки составляло 24 часа (для полной стабилизации поляризационно-модовой дисперсии). Результаты экспериментов графически представлены на рисунке 4.7[33].

На графике видно, что имеют место большие изменения поляризационно-модовой дисперсии между температурными циклами, большое влияние оказывает температура при значении минус 20С, малое при +60С



Рисунок 4.7 - Результаты экспериментов

Другого вида исследование было проведено с использованием оптического модуля, состоящего из 12-ти волокон, извлечённого из кабеля встроенного в грозозащитный трос (OPGW). Эксперименты проводились в диапазоне рабочих температур кабеля. Полученные результаты представлены на рисунке 4.8[33].

Наибольшее значение поляризационно-модовой дисперсии наблюдается в областях предельных температур.

Рисунок 4.8 - Зависимость поляризационно-модовой дисперсии от температуры

4.2 Последствия воздействия температур

4.2.1 Затухание

Исследования длительных воздействий повышенных и низких температур на пропускание световодов с различными покрытиями стимулируются как необходимостью дальнейшего совершенствования технологии изготовления оптических кабелей, так и для оценки работоспособности ОК в реальных условиях. Необходимо знать зависимость передаточных характеристик (числовая апертура и коэффициент затухания) от температуры.

Под воздействием температур разных знаков возникает сдавливание или растяжение оптического кабеля, а значит и оптического волокна. В результате изменяется форма волокна, появляются дополнительные потери.Это приводит к тому, что оптическое волокно становится в большей степени подверженным проникновению воды и загрязнений.

4.2.2 Поляризационно-модовая дисперсия

Из-за воздействия разных температур на оптический кабель происходит сдавливание оптического волокна

Оптический кабель состоит из материалов с отличными друг от друга коэффициентами температурного расширения.

Чем больше разница между этими коэффициентами, тем больше будет деформировано волокно. Происходит деформация и от величины температурных перепадов, которая в свою очередь зависит от характера прокладки кабеля (то есть от места расположения), от климатических условий местности.

Коэффициент поляризационно-модовой дисперсии может быть рассчитан по следующей формуле[33]:

(4.1)

где c - скорость света в вакууме;

R - коэффициент равный ;

h - длина связи поляризованных мод равная 10 м;

у_х_ сдавливание вдоль оси Х;

у_y_ сдавливание вдоль оси Y.

Пусть сдавливание вдоль оси Х будет равным 3 МПа, вдоль оси Y - 0,3 МПа.

4.3 Средства защиты оптических волокон от температурных влияний

4.3.1 Стандарты

Разработаны государственные стандарты для проверки качества оптических кабелей: стойкости к низким и высоким температурам, температурным циклам разработаны государственные стандарты, регламентирующие правила, технологию, порядок тестирования.

В настоящее время испытания самонесущих волоконно-оптических кабелей (ОКСН) на циклическую смену температур, независимо от свойств усиливающего элемента (высокомодульные пряди или стеклопластиковый пруток), проводятся в соответствии с ГОСТ Р МЭК 794-1-93. Согласно этому стандарту: «Условия испытаний при измерении температурных зависимостей должны моделировать самые тяжелые условия эксплуатации»

В [27] определяются методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам, а именно испытания на устойчивость к воздействию температуры.

4.3.2 Оптические волокна и кабели

Коэффициент затухания оптического волокна определяется параметрами температурного цикла кабеля при эксплуатации в различных температурных условиях. В документации на оптический кабель указывается максимальное и минимальное значение эксплуатационной температуры, относительное изменение затухания в оптическом волокне в этом диапазоне температур не превышает нескольких десятых дБ/км[10]. Производителями оптических волокон и кабелей разрабатываются марки с различными диапазонами эксплуатационных температур.Обеспечивают защиту оптических волокон покрытия и оболочки.

Компанией Draka разработано одномодовое оптическое волокно марки BendBright-XS. Эксплуатационный диапазон этого волокна от минус 60 до +300С. Возможность работы в таком диапазоне обеспечивается специальным полиамидным покрытием, нанесённым на оптическое волокно[39].

Кабели компании OFS, например, марки ДКП имеют рабочий температурный диапазон от минус 60 до +70С [3], что можно считать достаточным для использования такого кабеля в условиях климата РФ.

Внастоящее время данный вид продукции особо востребован, и на территории России данную продукцию выпускают достаточно много предприятий. Кабели компании ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» имеют рабочий температурный диапазон для прокладки в грунт от минус 40 до плюс 60 градусов, подвесной от минус 60 до плюс 70 градусов, внутри объектные от минус 10 до плюс 50 градусов.

5. Экспериментальные результаты

Эксперименты для исследования влияния изгибов на передаточные параметры оптического волокна проводились в одной из лабораторий кафедры линий связи СибГУТИ. Исследовалось влияние количества витков на величину потерь, а так же влияние радиуса изгиба.

Для проведения экспериментов понадобилось следующее: лабораторная установка с катушками для намотки патчкордов, два патчкорда с одномодовым волокном, прибор типа оптический тестер «Photom» (с двумя источниками излучения: 1310 и 1550 нм).

Лабораторная установка с катушками для намотки патчкордов была разработана и сконструирована в СибГУТИ несколько лет назад. Её внешний вид представлен на рисунке 5.1. Данная установка включает в себя катушки семи различных диаметров: 30, 26, 22, 18, 14, 10, 6 мм.

Рисунок 5.1 - Лабораторная установка

Прибор, используемый для проведения экспериментов, включает в себя: два источника излучения (1310 и 1550 нм), один приёмник, выполненные отдельно друг от друга. При проведении экспериментов использовались оба источника излучения. Внешний вид источника представлен на рисунке 5.2, внешний вид приёмника - на рисунке 5.3.

Для проведения экспериментов использовались патчкорды с одномодовым волокном и разъёмом типа FC, фирмы Corning.

Эксперименты проводились для одного, двух и трёх витков, для каждого из цилиндров.

Рисунок 5.2 - Внешний вид источника излучения

Рисунок 5.3 - Внешний вид приёмника

Сначала была собрана схема измерения. Затем измерен исходный уровень мощности. После патчкорд наматывался на цилиндр с самым большим диаметром (последовательно наматывались один, два, три витка). Для большей точности каждое измерение уровня мощности при конкретной величине диаметра цилиндра и конкретном числе витков проводилось трижды, перед измерением контролировался исходный уровень мощности. Контроль исходного уровня мощности осуществлялся так: намотанный на цилиндр патчкорд распрямлялся (без отключения от приборов), включались источник и приёмник, фиксировалось полученное значение.

Величина потерь рассчитывалась по следующей формуле:

(5.1)

где б₁ _ величина потерь для первого измерения;

б₂ _ величина потерь для второго измерения;

б₃ _ величина потерь для третьего измерения;

б _ среднее арифметическое потерь.

Результаты экспериментов представлены в таблицах 5.1, 5.2, 5.3, а значения потерь в таблицах 5.4, 5.5, 5.6.

Таблица 5.1 - Результаты измерений для патчкорда №1 на длине волны 1310 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер
		№1	№2	№3
		Рвх	Рвых	Рвх	Рвых	Рвх	Рвых
№1 D=30	1	4,63	4,74	4,63	4,75	4,65	4,72
	2	4,62	4,83	4,63	4,78	4,65	4,79
	3	4,67	4,85	4,69	4,89	4,63	4,88
№2 D=26	1	4,65	4,97	4,65	4,87	4,62	4,98
	2	4,40	4,63	4,41	4,63	4,44	4,69
	3	4,41	4,63	4,45	4,69	4,41	4,65
№3 D=22	1	4,41	4,50	4,37	4,52	4,27	4,53
	2	4,32	4,55	4,40	4,75	4,42	4,66
	3	4,39	4,61	4,31	4,45	4,34	4,48
№4 D=18	1	4,55	4,76	4,51	4,80	4,56	4,78
	2	4,55	4,85	4,55	4,78	4,50	4,81
	3	4,46	4,78	4,41	4,75	4,56	4,96
№5 D=14	1	4,53	4,93	4,56	4,87	4,53	4,85
	2	4,55	5,03	4,52	5,09	4,52	5,05
	3	4,53	5,19	4,52	5,18	4,50	5,23
№6 D=10	1	4,50	5,56	4,52	5,71	4,52	5,76
	2	4,52	7,88	4,53	7,52	4,55	7,61
	3	4,53	9,34	4,53	9,64	4,53	9,58
№7 D=6	1	4,52	10,54	4,52	10,36	4,55	11,39
	2	4,51	26,85	4,55	24,62	4,50	25,84
	3	4,53	43,15	4,53	44,28	4,52	43,27

Таблица 5.2 - Результаты измерений для патчкорда №1 на длине волны 1550 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер измерения
		№1	№2	№3
		Рвх	Рвых	Рвх	Рвых	Рвх	Рвых
№1 D=30	1	4,84	4,97	4,80	4,97	4,79	4,92
	2	4,79	4,95	4,78	4,96	4,83	4,98
	3	4,80	5,09	4,76	5,04	4,72	5,07
№2 D=26	1	4,69	5,13	4,70	5,02	4,70	5,10
	2	4,70	5,18	4,70	5,18	4,69	5,15
	3	4,72	5,24	4,74	5,32	4,71	5,41
№3 D=22	1	4,70	5,36	4,72	5,33	4,72	5,33
	2	4,70	5,43	4,72	5,48	4,69	5,49
	3	4,70	5,62	4,70	5,49	4,69	5,54
№4 D=18	1	4,71	5,82	4,71	5,84	4,72	5,83
	2	4,70	6,33	4,71	6,41	4,71	6,35
	3	4,71	6,96	4,72	7,03	4,71	7,02
№5 D=14	1	4,71	8,72	4,71	9,04	4,74	8,85
	2	4,72	13,34	4,71	13,45	4,70	13,38
	3	4,69	16,71	4,71	16,30	4,72	16,51
№6 D=10	1	4,71	19,58	4,70	19,02	4,71	19,28
	2	4,72	35,47	4,71	35,52	4,72	35,49
	3	4,71	50,7	4,69	50,9	4,69	50,8
№7 D=6	1	4,71	39,44	4,69	42,40	4,71	40,37
	2	4,71	<70
	3

Таблица 5.3 - Результаты измерений для патчкорда №2 на длине волны 1550 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер измерения
		№1	№2	№3
		Рвх	Рвых	Рвх	Рвых	Рвх	Рвых
№1 D=30	1	-4,32	-4,34	-4,32	-4,34	-4,31	-4,37
	2	-4,32	-4,41	-4,28	-4,33	-4,29	-4,34
	3	-4,27	-4,34	-4,23	-4,29	-4,24	-4,32
№2 D=26	1	4,24	4,25	4,25	4,24	4,26	4,23
	2	4,26	4,45	4,25	4,26	4,25	4,27
	3	4,25	4,47	4,23	4,38	4,25	4,50
№3 D=22	1	4,24	4,46	4,25	4,35	4,25	4,42
	2	4,25	4,37	4,24	4,28	4,25	4,38
	3	4,24	4,60	4,25	4,65	4,24	4,63
№4 D=18	1	4,25	4,69	4,24	4,65	4,26	4,62
	2	4,26	5,11	4,24	5,06	4,25	5,07
	3	4,21	5,80	4,21	5,84	4,20	5,67
№5 D=14	1	4,31	5,45	4,31	5,52	4,31	5,43
	2	4,32	7,75	4,31	8,26	4,29	7,73
	3	4,31	10,32	4,29	10,41	4,33	9,74
№6 D=10	1	4,33	14,46	4,32	10,11	4,32	13,78
	2	4,31	25,83	4,33	29,80	4,33	23,25
	3	4,33	41,76	4,33	43,24	4,33	41,24
№7 D=6	1	4,32	25,39	4,33	35,09	4,33	35,64
	2	4,33	<70
	3

Таблица 5.4 - Значения затуханий для патчкорда №1 на длине волны 1310 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер эксперимента	б
		№1	№2	№3
		б1	б2	б3
№1 D=30	1	0,11	0,12	0,07	0,1
	2	0,21	0,15	0,14	0,167
	3	0,16	0,2	0,25	0,203
№2 D=26	1	0,32	0,22	0,36	0,3
	2	0,23	0,22	0,25	0,233
	3	0,22	0,24	0,24	0,233
№3 D=22	1	0,09	0,15	0,26	0,167
	2	0,23	0,35	0,24	0,273
	3	0,22	0,14	0,14	0,167
№4 D=18	1	0,21	0,29	0,22	0,24
	2	0,3	0,23	0,31	0,28
	3	0,32	0,34	0,4	0,353
№5 D=14	1	0,4	0,31	0,32	0,343
	2	0,48	0,57	0,53	0,527
	3	0,66	0,66	0,73	0,683
№6 D=10	1	1,06	1,19	1,24	1,163
	2	3,36	2,99	3,06	3,137
	3	4,81	5,11	5,05	4,99
№7 D=6	1	6,02	5,84	6,84	6,233
	2	22,34	20,07	21,34	22,77
	3	38,62	39,75	38,75	39,04

Таблица 5.5 - Значения затуханий для патчкорда №1 на длине волны 1550 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер эксперимента	б
		№1	№2	№3
		б1	б2	б3
№1 D=30	1	0,13	0,17	0,13	0,143
	2	0,16	0,18	0,15	0,163
	3	0,29	0,28	0,35	0,307
№2 D=26	1	0,44	0,32	0,4	0,387
	2	0,48	0,48	0,46	0,473
	3	0,52	0,58	0,7	0,6
№3 D=22	1	0,66	0,61	0,61	0,627
	2	0,73	0,76	0,8	0,763
	3	0,92	0,79	0,85	0,853
№4 D=18	1	1,11	1,13	1,11	1,117
	2	1,63	1,7	1,64	1,657
	3	2,25	2,31	2,31	2,29
№5 D=14	1	4,01	4,69	4,11	4,27
	2	8,62	8,74	8,68	8,68
	3	12,02	11,59	11,79	11,8
№6 D=10	1	14,87	14,32	14,57	14,587
	2	30,75	30,81	30,77	30,777
	3	45,99	46,21	46,11	46,103
№7 D=6	1	34,73	37,71	35,66	36,033
	2	<65,29			<65,29
	3

Таблица 5.6 - Значения затуханий для патчкорда №2 на длине волны 1550 нм

Номер катушки, диаметр	Число витков	Порядковый номер	б
		№1	№2	№3
		б1	б2	б3
№1 D=30	1	0,02	0,02	0,06	0,03
	2	0,09	0,05	0,05	0,063
	3	0,07	0,06	0,08	0,07
№2 D=26	1	0,01	0,01	0,03	0,003
	2	0,19	0,01	0,02	0,073
	3	0,22	0,15	0,25	0,207
№3 D=22	1	0,22	0,1	0,17	0,163
	2	0,12	0,04	0,13	0,097
	3	0,136	0,4	0,39	0,383
№4 D=18	1	0,44	0,41	0,36	0,403
	2	0,85	0,82	0,82	0,83
	3	1,59	1,63	1,47	1,563
№5 D=14	1	1,14	1,21	1,12	1,157
	2	3,43	3,95	3,44	3,607
	3	6,01	6,12	5,41	5,847
№6 D=10	1	10,13	5,79	9,46	8,46
	2	21,52	25,47	18,92	21,97
	3	37,43	38,91	36,91	37,75
№7 D=6	1	21,07	30,76	31,31	27,713
	2	<65,67			<65,67
	3

По результатам измерений были построены графики, представленные на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 _ Зависимость приращения потерь в оптическом волокне от радиуса изгиба

Полученные значения и графики подтверждают теоретические предположения об увеличении приращения потерь с ростом длины волны, с уменьшением радиуса изгиба. Такая зависимость от длины волны обусловлена тем, что при изгибе оптического волокна с её увеличением часть излучения, попадающая в оболочку, становится больше.

Графики, полученные по результатам экспериментов, могут быть оценены с помощью уравнений, соответствующих каждому из них. Эти уравнения удобно получить с помощью операции аппроксимации по методу наименьших квадратов.

Коэффициенты уравнения прямой рассчитываются по следующим формулам [1]:

(5.2)

где Y_i_ значения затухания, полученные экспериментально;

X_i _ значения радиуса изгиба оптического волокна;

n _ количество отсчётов на участке аппроксимации.

(5.3)

Результаты расчётов сведены в таблицу 5.7.

Таблица 5.7 - Результаты расчётов

Кол-во витков	а	b
	1310 нм, патчкорд 1	1550 нм, патчкорд 1	1550 нм, патчкорд 2	1310 нм, патчкорд 1	1550 нм, патчкорд 1	1550 нм, патчкорд 2
1	-0,363	-2,495	-1,803	4,484	30,62	21,645
2	-1,319	-4,713	-4,359	15,785	57,814	52,422
3	-2,26	-5,554	-5,185	26,861	68,838	63,208

Полученные коэффициенты позволяют определить функции и построить соответствующие им графики. Графики функций представлены на рисунке 5.5. Уравнения функций представлены ниже.

При длине волны 1310 нм и одном витке функция (для патчкорда №1) будет иметь вид:

(5.4)

Рисунок 5.5 - Графики функций

При той же длине волны и двух витках (для патчкорда №1):

(5.5)

При той же длине волны и трёх витках (для патчкорда №1):

(5.6)

При длине волны 1550 нм и одном витке (для патчкорда №1):

(5.7)

При той же длине волны и двух витках (для патчкорда №1):

(5.8)

При той же длине волны и трёх витках (для патчкорда №1):

(5.9)

При той же длине волны и одном витке (для патчкорда №2):

(5.10)

При той же длине волны и двух витках (для патчкорда №2):

(5.11)

При той же длине волны и трёх витках (для патчкорда №2):

(5.12)

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Безопасность при использовании источников лазерного излучения

В [17] представлено руководство по безопасному использованию лазерных изделий. Уровень опасности излучения определяется классом аппаратуры. Классы и их характеристики представлены в таблице 6.1. [17]

Таблица 6.1 - Классы лазерных изделий

Класс	Характеристика
1	Конструкция исключает доступ к узлам с более высоким уровнем излучения, при нормальной эксплуатации; требования безопасности достаточно определяются условиями эксплуатации.
1М	Могут превысить вредный уровень облучения, при использовании оптических приборов
2	Излучение в диапазоне 400-700 нм, может быть опасным для глаз. Следует избегать намеренного наблюдения излучения.
2М	Излучение превышает пределы предыдущего класса; следует избегать применения оптических приборов, наблюдения излучения.
3М	Уровень эмиссии превышает пределы первого и второго классов. Избегать непосредственного наблюдения излучения.
3В	Вредны для кожи, глаз. Избегать облучения пучком, его отражения.
4	Уровень эмиссии вреден для кожи и глаз, представляет опасность пожара. Следует предотвращать возможность облучения глаз и кожи.

При проведении исследования зависимости затухания от радиуса изгиба оптического волокна использовались источники излучения, работающие на длинах волн 1310 и 1550 нм.

Физические изменения в организме человека, возникающие под воздействием излучения этих длин волн, представлены в таблице 6.2. [17]

Таблица 6.2 - Изменения, связанные с облучением

Спектральный диапазон, нм	Изменение
	Глаз	Кожа
730-1400	Катаракта, ожог сетчатки	Ожог кожи
1400-3000	Отёк, катаракта, ожог роговой оболочки	Ожог кожи

Вероятность повреждения глаза, при длине волны излучения равной 1310 нм, фактически не зависит от расстояния между источником излучения и глазом. При длине волны 1550 нм излучение проникает в водянистое тело глаза и тепловой эффект распространяется по большему (чем при других длинах волн) объёму.

Конструкция лазерных изделий должна обеспечивать защиту пользователей от лазерного излучения и других опасных и вредных факторов [17].

Лазеры третьего и четвёртого класса должны снабжаться световыми сигнальными устройствами, работающими с момента начала генерации излучения до её окончания [17].

Помещения, в которых используются лазерные изделия, должны отвечать требованиям действующих строительных норм и обеспечивать безопасность обслуживания изделий [17].

Персонал, допускаемый к работе с лазерными изделиями, должен пройти инструктаж и специальное обучение безопасным приёмам и методам работы. Запрещается осуществлять наблюдение прямого и зеркально отражённого излучения при эксплуатации лазеров без средств индивидуальной защиты. К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие 18 лет, не имеющие: хронических рецидивирующих заболеваний кожи [17].

6.2 Безопасность работы за компьютером

Требования безопасной работы на персональном компьютере представлены в [35]. Согласно [35] к работе на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие обучение безопасным методам труда, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте. При эксплуатации компьютера вредное и опасное воздействие оказывают следующие факторы: повышенный уровень электромагнитных излучений, повышенный уровень статического электричества, пониженная ионизация воздуха, статические физические перегрузки, перенапряжение глаз.

Площадь рабочего места пользователя ПК с ЭЛТ-дисплеем должна составлять не менее 6 м², для ПК с плоским дисплеем - 4,5 м². В помещениях должна проводиться ежедневная влажная уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы. Шумящее оборудование (печатающие устройства, сканеры, серверы и тому подобные), уровни шума которого превышают нормативные, должно размещаться вне рабочих мест сотрудников.

Важно, чтобы офисный работник сидя за компьютером находился за хорошо освещённым рабочим столом. Чаще всего именно плохое освещение рабочего места оказывает более пагубное для зрения влияние, чем сам факт нахождения за компьютером.

Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы мониторы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

Рабочие места должны размещаться так, чтобы расстояние от одного монитора до другого было не менее двух метров, между боковыми поверхностями мониторов не менее 1,2 метра. Согласно [34] монитор должен находиться на расстоянии 600-700 мм от глаз пользователя, но не ближе 500 мм.

Согласно [34] Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования. Высота рабочей поверхности стола должна составлять 725мм, рабочая поверхность стола должна иметь ширину 800..1400мм и глубину 800..1000мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600мм, шириной-- не менее 500мм, глубиной на уровне колен-- не менее 450мм и на уровне вытянутых ног-- не менее 650мм.

Конструкция рабочего стула или кресла должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы работника и позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины. Рабочий стул или кресло должны быть подъемно-поворотными, регулируемыми по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.

Также рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов; поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм;

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100..300мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной поверхности, отделенной от основной столешницы.

Допустимые уровни электромагнитных полей, создаваемых на рабочих местах компьютером представлены в таблице 6.3. [34]

Таблица 6.3 - Допустимые уровни электромагнитных полей

Параметр	Диапазон частот	Уровень
Напряжённость электрического поля	от 5 Гц до 2 кГц	25 В/м
	от 2 кГц до 400 кГц	2,5 В/м
Плотность магнитного потока	от 5 Гц до 2 кГц	250 нТл
	от 2 кГц до 400 кГц	25 нТл
Напряжённость электростатического поля		15 кВ/м

6.2.1 Требования к освещению помещений и рабочих мест с ВДТ

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В административно общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, допускается применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300…500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв.м.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/кв.м и яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв.м.

Показатель дискомфорта в административно-общественных помещениях должен быть не более 40, в учебных помещениях - не более 25.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1…5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализованно над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

6.2.2 Требования к параметрам микроклимата

Основные нормативные параметры микроклимата для рабочих мест с ВДТ приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Оптимальные нормы микроклимата помещений с ВДТ и ПЭВМ

Период года	Категория работ	Температура воздуха, град. С не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Легкая - 1а	22 - 24	40 - 60	0,1
	Легкая - 1б	21 - 23	40 - 60	0,1
Теплый	Легкая - 1а	23 - 25	40 - 60	0,1
	Легкая - 1б	22 - 24	40 - 60	0,2

Примечания: к категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч; к категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

6.2.3 Требования к шуму

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ во всех учебных помещениях с ВДТ и ПЭВМ уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБ.

На рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и т.п.) уровень шума не должен превышать 75 дБА.

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находиться вне помещения с ВДТ и ПЭВМ.

Снизить уровень шума в помещениях с ВДТ и ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами. Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные вскладку на расстоянии 15…20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в два раза больше ширины окна.

6.2.4 Требования к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ

Режимы труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности.

Виды трудовой деятельности разделяются на 3 группы: группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом; группа Б - работа по вводу информации; группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ. При выполнении в течение рабочей смены работ, относящихся к разным видам трудовой деятельности, за основную работу с ПЭВМ и ВДТ следует принимать такую, которая занимает не менее 50 % времени в течение рабочей смены или рабочего дня.

Для видов трудовой деятельности устанавливается 3 категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ, которые определяются: для группы А - по суммарному числу считываемых знаков за рабочую смену, но не более 60000 знаков за смену; для группы Б - по суммарному числу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, но не более 40000 знаков за смену; для группы В - по суммарному времени непосредственной работы с ВДТ и ПЭВМ за рабочую смену, но не более 6 часов за смену.

Для инженеров, обслуживающих учебный процесс в кабинетах (аудиториях) с ВДТ и ПЭВМ, продолжительность работы не должна превышать 6 часов в день.

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы (таблица 6.5).

Время регламентированных перерывов в течение рабочей смены следует устанавливать, в зависимости от ее продолжительности, вида и категории трудовой деятельности.

Таблица 6.5 - Продолжительность регламентированных перерывов при работе с ВДТ и ПЭВМ

Категория работы с ВДТ или ПЭВМ	Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работ с ВДТ	Суммарное время регламентированных перерывов, мин.
	Группа А, кол-во знаков	Группа Б, кол-во знаков	Группа В, час.	При 8-ми часовой смене	При 12-ти часовой смене
I	до 20000	до 15000	до 2,0	30	70
II	до 40000	до 30000	до 4,0	50	90
III	до 60000	до 40000	до 6,0	70	120

Примечание: время перерывов дано при соблюдении требований настоящих Санитарных правил и норм. При несоответствии фактических условий труда требованиям настоящих Санитарных правил и норм, время регламентированных перерывов следует увеличить на 30%.

Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

При 8-ми часовой рабочей смене и работе на ВДТ и ПЭВМ регламентированные перерывы следует устанавливать:

- для I категории работ через 2 часа от начала рабочей смены и через 2часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый;

- для II категории работ через 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5 ч 2,0 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы,

- для III категории работ через 1,5…2,0 от начала рабочей смены и через 1,5…2,0 часа после обеденного перерыва продолжительностью 20минут каждый или продолжительностью 15 минут через каждый час работы.

Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития познотонического утомления целесообразно выполнять комплексы упражнений.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций с осмысленным текстом и числовыми данными, чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания работ).

6.2.5 Меры защиты от поражения электрическим током

Для защиты от поражения электрическим током следует обеспечить заземление (зануление) всей аппаратуры - системных блоков ПЭВМ, мониторов и других устройств, что на практике может быть осуществлено через специальный провод, предусматриваемый обычно в сетевом шнуре, и соответствующий контакт евророзетки.

Необходимо следить за исправностью электроарматуры (розеток, вилок), целостностью корпусов аппаратуры, изоляции шнуров питания. Следует исключить возможность попадания проводящих (металлических) предметов в отверстия корпусов.

Запрещается производить протирку включенной аппаратуры влажными тряпками.

6.3 Требования противопожарной безопасности

С целью предотвращения возможного возгорания необходимо выполнять следующие основные меры противопожарной безопасности в высших учебных заведениях (согласно ППБ 01-03):

- здания высших учебных заведений перед началом учебного года должны быть приняты соответствующими комиссиями, в состав которых включаются представители государственного пожарного надзора;

- в учебных классах и кабинетах следует размещать только необходимые для обеспечения учебного процесса мебель, приборы, модели, принадлежности, пособия и т. п., которые должны храниться в шкафах, на стеллажах или на стационарно установленных стойках;

- число столов в учебных классах и кабинетах не должно превышать количества, установленного нормами проектирования;

- со студентами должны быть организованы занятия (беседы) по изучению правил пожарной безопасности в быту;

- по окончании занятий в кабинетах, лабораториях и мастерских все пожароопасные и взрывопожароопасные вещества и материалы должны быть убраны в специально оборудованные помещения;

- в зданиях и сооружениях (кроме жилых домов) при единовременном нахождении на этаже более 10 человек должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре;

- огнезадерживающие устройства (заслонки, шиберы, клапаны и др.) в воздуховодах, устройства блокировки вентиляционных систем с автоматическими установками пожарной сигнализации или пожаротушения, автоматические устройства отключения вентиляции при пожаре должны проверяться в установленные сроки и содержаться в исправном состоянии.

Противопожарная сигнализация

Простым и эффективным решением для минимизации последствий пожара является его обнаружение на ранней стадии и оповещение об этом . Для обнаружения начальных признаков пожара в основном используются пожарные извещатели или детекторы. Чаще всего используются дымовые, тепловые, линейные, извещатели пламени, совмещенные, в составе пожарной сигнализации. Выбор типа извещателя зависит от преобладающего фактора пожара, обнаружение которого происходит на начальной стадии пожара за определенное время (выделения дыма, тепловыделение, открытое пламя). В том случае, когда в зоне контроля преобладающий фактор пожара не определен, рекомендуется применять комбинацию пожарных извещателей, реагирующих на различные факторы пожара, или комбинированные пожарные извещатели. Технические средства обнаружения пожара и формирования сигнала управления должны формировать сигналы управления:

а) для включения средств оповещения и управления эвакуацией за время, обеспечивающее эвакуацию людей до наступления предельных значений опасных факторов пожара;

б) для включения средств пожаротушения за время, при котором пожар может быть потушен (или локализован);

в) для включения средств противодымной защиты за время, при котором обеспечивается прохождение людей по путям эвакуации до наступления предельных значений опасных факторов пожара;

г) для управления технологическими устройствами, участвующими в работе систем противопожарной защиты, за время, определенное технологическим регламентом.