Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

1. Определяется норма на допустимое сопротивление заземления (Rq).

 

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземления должно быть не выше 4 Ом, если же суммарная мощность параллельно работающих источников (трансформаторов, генераторов и т.п.) не превышает 10 кВА, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом.

В электроустановках напряжением выше 1000 В с малым током замыкания на землю допускается сопротивление заземления (Rq):

 

, Ом,                                      (8)

 

где I₃ – расчетный ток замыкания на землю, А.

 

Но величина Rq в этом случае должна быть не более 10 Ом, т.е. допускается напряжение относительно земли до 250 В.

Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и выше 1000 В, сопротивление контура заземления допускается:

 

, Ом,                                      (9)

 

Но не выше нормы для электроустановки напряжением до 1000 В (4 или 10 Ом).

Ток замыкания на землю определяется из выражений (10) или (11).

 

В сетях напряжением до 1000 В сила тока замыкания на землю определится по формуле:

 

I₃ = 3·U_ф / 100, А,                                  (10)

 

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

 

В сетях напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю сила тока определится как:

 

, А                       (11)

 

где U_ф – фазное напряжение сети, кВ;

l _k – общая длина подключенных к сети кабельных линий, км;

l_в – общая длина, подключенных к сети воздушных линий, км.

 

В электроустановках с большими токами замыкания на землю сопротивление заземления допускается не выше 5 Ом.

 

2. Выбирается тип заземлителя (см. таблицу 2).

 

3. Определяется заземление одиночного вертикального заземлителя (R₃) по формулам (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Формулы для вычисления сопротивлений одиночных заземлителей растеканию тока

 

Тип заземлителя	Схема	Формула, дополнительные указания
1	2	3
1.Трубчатый или стержневой у поверхности грунта
2. Трубчатый или стержневой в грунте
3. Протяженный круглого сечения (труба, кабель и т.п.) на поверхности грунта
4.Протяженный полосовой на поверхности грунта
5. Протяженный (полоса или труба) в грунте		, l / 2·t ≥ 2,5, в – ширина полосы , м. Если заземлитель круглый (труба, стержень), то вместо в подставляется 2·d, где d – диаметр

Продолжение таблицы 2

1	2	3
6. Круглая пластинка в грунте		t >
7. Пластинчатый в грунте		t >  , F – площадь пластины, м

Примечания:

1 В формулах: ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м; все размеры подставляются в метрах;

2 В формулы вместо d трубы (стержня) должен подставляться эквивалентный диаметр угловой стали d₃, равный 0,95·в, где в – ширина сторон уголка, м.

 

4. Определяется ориентировочное количество заземлителей (n'):

n' = R_з / R_q.                                        (12)

5. Определяется сопротивление одиночного вертикального заземлителя (R'₃) с учетом климатического коэффициента (y) (см. таблицу 3), т.е.:

R'₃ = R₃·y.                                                        (13)

Таблица 3 – Приближенные значения удельных сопротивлений различных грунтов и воды

Грунт, вода	Удельное сопротивление, Ом·м · 102
	Возможные пределы колебаний	При влажности 10…12% к весу грунта
Песок	4…7	7
Супесь	1,5…4	3
Суглинок	0,4…1,5	1
Глина	0,08…0,7	0,4
Чернозем	0,09…5,3	2,0
Речная вода	10	-
Морская вода	0,002…0,01	-

 

Таблица 4 – Значения расчетных климатических коэффициентов y при определении удельного сопротивления грунта

 

Характер грунта	Глубина заложения, м	y1	y2	y3
Суглинок	0,8…3,8	2,0	1,5	1,4
Садовая земля до глубины 0,6 м, ниже – слой глины	0…3	-	1,32	1,2
Гравий с примесью глины, ниже – глина	0…2	1,8	1,2	1,1
Известняк	0…2	2,5	1,51	1,2
Гравий с примесью песка	0…2	1,5	1,3	1,2
Торф	0…2	1,4	1,1	1,0
Песок	0…2	2,4	1,56	1,2
Глина	0…2	2,4	1,36	1,2

Примечания:

1 y₁ – принимается, если измерения сопротивления грунта производились при большой влажности грунта;

2 y₂ – измерения проводились при средней влажности;

3 y₃ – если измерения проводились при сухом грунте.

 

6. Учитывая коэффициент использования вертикальных заземлителей (η_ст), (см. таблицу 4), определяют окончательное количество заземлителей (n) по формуле:

n = R'₃ / η_cт · Rq,                                   (14)

где Rq – допустимое сопротивление контура заземления, Ом.

 

7. Предварительно разместив искусственные заземлители на плане, определяют длину соединительной полосы (L) по формуле:

L = 1,05·l´·n, м,                                    (15)

где l´ – расстояние между вертикальными заземлителями, м.

 

8. По формулам (см. таблицу 2) определяют сопротивление заземления соединительной полосы (R_п).

 

9. Находим сопротивление заземления соединительной полосы (R^´_п) с учетом коэффициента использования полосы (η_п):

R´_п = R_п · η_п, Ом.                                    (16)

 

Значение коэффициента использования полосы приведены в таблице 5.

 

Таблица 5 – Коэффициенты использования η_ст заземлителей из труб или уголков

 

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	При размещении в ряд		При размещении по контуру
	число труб (уголков)	ηст	число труб (уголков)	ηст
1	2	3	4	5
1	2	0,84…0,87	4	0,66…0,72
	3	0,76…0,8	6	0,58…0,65
	5	0,67…0,72	10	0,52…0,58
	10	0,56…0,62	20	0,44…0,5
	15	0,51…0,56	40	0,38…0,44
	20	0,47…0,5	60	0,36…0,42
2	2	0,9…0,92	4	0,76…0,8
	3	0,85…0,88	6	0,71…0,75
	5	0,79…0,83	10	0,66…0,71
	10	0,72…0,77	20	0,61…0,66
	15	0,66…0,73	40	0,55…0,61
	20	0,65…0,7	60	0,52…0,58
3	2	0,93…0,95	4	0,84…0,86
	3	0,9…0,92	6	0,78…0,82
	5	0,85…0,88	10	0,74…0,78
	10	0,79…0,83	20	0,68…0,73
	15	0,76…0,8	40	0,64…0,69
	20	0,74…0,79	60	0,62…0,67

 

 

Таблица 6 – Коэффициенты использования η_п соединительной полосы заземлителей из труб или уголков

 

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб или уголков заземлителя
	4	8	10	20	30	50
При расположении полосы в ряду труб или уголков
1	0,77	0,67	0,62	0,42	0,31	0,21
2	0,89	0,79	0,75	0,56	0,46	0,36
3	0,92	0,85	0,82	0,68	0,58	0,49
При расположении полосы по контуру труб или уголков
1	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,43	0,4	0,32	0,3	0,28
3	0,7	0,6	0,56	0,45	0,41	0,37

 

10. Определяем сопротивление контура заземления (R_k) из вертикальных заземлителей, соединенных полосой:

, Ом.                             (17)

Полученное сопротивление контура должно быть не больше допустимого сопротивления заземления, т.е. R_K ≤ Rq.

 

Расчет зануления

 

Зануление производственного оборудования осуществляется с целью защиты персонала от опасности поражения электротоком в случае пробоя фазы на металлический корпус. Оно позволяет снизить до минимума риск травмирования вследствие быстрого отключения электроустановки от питающей сети. Для обеспечения этого нужно, чтобы сопротивление участка «фаза-ноль» было небольшим. Это достигается не только, безусловно, высоким качеством монтажа защитного проводника, но и предварительным расчётом зануления.

Расчёт делают с целью определить параметры, при которых зануление надёжно выполняет свои функции: уменьшает опасность поражения электротоком при прикосновении к токопроводящим частям и быстро отсоединяет повреждённую установку от питания. Зануление рассчитывают на:

 - безвредность прикосновения к повреждённому устройству в случае замыкания на землю;

 - безопасность касания устройства в случае замыкания на корпус;

 - отключающую способность.

Безопасность электроустановки с занулением обеспечивается удовлетворением условию:

I_К > К · I_ном, А,                                                (18)

где I_К – ток короткого замыкания, А;

К – коэффициент кратности тока;

I_ном – номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автомата, А.

 

Коэффициент кратности тока принимается в зависимости от типа защиты электроустановки:

- при автоматическом выключателе – К = 1,25…1,4;

- при плавких предохранителях минимальный К = 3, а во взрывоопасных помещениях К = 4;

- при автоматах с обратно зависимой от тока характеристикой минимальный коэффициент кратности К = 3, а во взрывоопасных помещениях К = 6.

Расчетная величина тока короткого замыкания определяется из выражения:

, А,                            (19)

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

Z_T – внутреннее сопротивление трансформатора, Ом;

Z_ф – сопротивление фазного провода, Ом;

Z_H – сопротивление нулевого провода, Ом.

 

Сопротивление (Z_ф + Z_H) равно сопротивлению петли фаза-ноль (Z_п), которое вычисляется по формуле:

, Ом,                      (20)

где R_ф – активное сопротивление фазного провода, Ом;

R_H – активное сопротивление нулевого провода, Ом;

Х_п – индуктивное сопротивление петли фаза-ноль.

 

Таблица 7 – Внутреннее сопротивление трансформатора

 

Мощность трансформатора, кВА	20	30	50	100	180	320	560	1000
Zt / 3, Ом	1,44	1,11	0,722	0,358	0,203	0,117	0,071	0,012

 

 

Активное сопротивление фазного и нулевого проводов определяется (R_npов):

R_пров = ρ_пров · l / S, Ом,                               (21)

 

где ρ_пров – удельное электрическое сопротивление проводов (для меди ρ_пров = 0,0175…0,018, для алюминия – 0,026…0,029, для стали – 0,103…0,14), Ом·м;

l – длина провода, м;

S – сечение провода, м².

 

Расчет молниезащиты

 

Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии.

Устройство молниезащиты сегодня является неотъемлемой задачей при проектировании строительных объектов, и считается одним ин эффективных способов защиты от молнии. Элементарное устройство молниезащиты состоит из: молниеприемника, токоотвода и заземлителя. В целом все три элемента объединяются в одно название – молниеотвод.

Молниеотвод является элементом молниезащиты, отвечающей за «улавливание» молнии. Следовательно, он должен располагаться таким образом, чтобы обеспечить максимальную защиту. Существуют отдельно стоящие или закрепленные на доме молниеотводы, тросовые и стержневые. Тросовые молниеотводы применяются в виде горизонтально подвешенных тросов (проводов), являющихся молниеприемниками. Служат для защиты длинных и узких сооружений, сооружений с кровлей из горючих кровельных материалов, а также в тех случаях, когда нельзя применить стержневые молниеотводы.

Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, примыкающая к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Зона защиты типа А обладает степенью надежности 99,5% и выше, а зона защиты типа Б – 95% и выше.

По типу молниеприемников молниеотводы делят на стержневые, тросовые и сеточные; по количеству и общей зоне защиты – на одиночные, двойные и многократные. Кроме того, различают молниеотводы отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого здания.

Стержневые молниеотводы представляют собой вертикальные стержни или мачты, тросовые – горизонтальные тросы или провода, закрепленные на двух опорах, по каждой из которых прокладывают токоотвод к отдельному заземлителю. У сеточных молниеотводов молниеприемником служит металлическая сетка, присоединяемая токоотводом к заземлителю. Чаще используют стержневые молниеотводы.

При устройстве молниезащиты учитывают особенности защищаемого здания.

Одиночный стержневой молниеотвод. Зона его защиты при высоте h ≤ 150 м представляет собой конус (рисунок 4), вершина которого находится на высоте h₀ < h, основание образует круг радиусом R₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защитного уровня сооружения (h_х) представляет собой круг радиусом R_х.

Эти величины составят:

для зоны типа А:

;                           (22)

;                         (23)

;                 (24)

 

для зоны типа Б:

;                                      (25)

;                                       (26)

;                               (27)

где R_x и h_x определяют по закону подобия треугольников.

 

Рисунок 4 – Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

высотой до 150 м

 

Для зоны типа Б высоту молниеотвода при известных величинах h_x и R_x определяют по формуле:

.                                  (28)

Двойной стержневой молниеотвод представлен на рисунке 5 (для h ≤ 150 м). Торцевые части зоны защиты определяют как зоны одиночных стержневых молниеотводов. Значения h ₀, R ₀,  и рассчитывают по формулам (22…28) для обоих типов зоны защиты.

Другие величины зоны защиты двойного стержневого молниеотвода определяют следующим образом.

 

Зона типа А (существует при L ≤ 3·h):

 

при L ≤ h: h_с = h₀; R_cx = R_x; R_c = R₀;                              (29)

при L > h: h_c = h₀ – (0,17 + 3·10^-4·h)·(L – h);                 (30)

R_c = R₀;                                            (31)

                                   (32)

Зона типа Б (существует при L ≤ 5):

при L ≤ 1,5·h: h_c = h₀; R_cx = R_x; R_c = R₀;                 (33)

при L > 1,5·h: h_c = h₀ – 0,14·(L – 1,5·h).                 (34)

 

Величины R_c и R_cx находят по формулам (31) и (32) соответственно. При известных h_c и L и R_cx = 0 высоту молниеотвода для зоны типа Б определяют по формуле:

.                                   (35)

 

Если стержневые молниеотводы стоят на расстоянии h > 3·h и L > 5·h, их рассматривают как одиночные.

 

 

Рисунок 5 – Зона защиты двойного стержневого

молниеотвода высотой до 150 м

 

Двойной стержневой молниеотвод разной высоты представлен на рисунке 6 (для h₁ и h₂ < 150 м). Торцевые части также представляют собой зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов соответствующей высоты, а , , , , ,  определяют по формулам (22…28) для обоих типов зон. Величину R_cx определяют по формуле (32), остальные размеры зоны:

                                   (36)

                                    (37)

 

где  и  для обоих типов зон защиты вычисляют по формулам (29, 30, 33, 34).

 

 

Рисунок 6 – Зона защиты двух стержневых молниеотводов

разной высоты

 

Для разновысокого двойного стержневого молниеотвода зона защиты типа А существует при L ≤ 3·h₁, а типа Б – при L ≤ 5·h₁.

Многократный стержневой молниеотвод. Зону защиты многократного стержневого молниеотвода равной высоты определяют как зону защиты попарно взятых соседних стержневых молниеотводов (рисунок 7).

Рисунок 7 – Зона защиты (в плане) многократного стержневого

молниеотвода высотой до 150 м

 

Основным условием защищенности одного сооружения или группы сооружений высотой h_х с надежностью, соответствующей зонам типа А и Б, является неравенство R_cx > 0 для всех попарно взятых молниеотводов. Величину R_cx для обоих типов зоны защиты рассчитывают по формулам (29, 31, 32, 33).

 

Одиночный тросовый молниеотвод  (рисунок 8, для h ≤ 150 м).

Зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов имеют следующие размеры.

 

Зона типа А:

                         (38)

                 (39)

 

Рисунок 8 – Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

высотой до 150 м

 

Значение h₀ определяют по формуле (28).

 

Зона типа Б:

                                     (40)

                                      (41)

                               (42)

 

Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных h_х и R_х равна:

 

                                  (43)

 

Здесь h – высота троса в точке наибольшего провеса. С учетом стрелы провеса при известной высоте опор h_оп и длине пролета а < 120 м высота троса h = h_оп – 2 м, а при а = 120…150 м h = h_оп – 3 м.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. – М.: Колос, 2005. – 216с.

2. Красник В.В. Правила устройства электроустановок. – М.: ЭНАС, 2009. – 512 с.

3. Куценко Г.Ф. Электробезопасность: практическое пособие. – М.н.: Дизайн ПРО, 2006. 240 с.

4. Сибикин Ю.Д. Охрана труда и электробезопасность.– М.: РадиоСофт, 2007.- 408с

5.  Сидоров А.И. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие. – М.: КНОРУС, 2009. – 496 с.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Варианты заданий на курсовую работу

 

Последняя цифра шифра	Вариант	Последняя цифра шифра	Вариант
0	1 – 1 2 – 2 3 – 3 4 – 4	5	1 – 5 2 – 4 3 – 3 4 – 2
1	1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 5	6	1 – 1 2 – 5 3 – 4 4 – 3
2	1 – 3 2 – 4 3 – 5 4 – 1	7	1 – 2 2 – 1 3 – 5 4 – 4
3	1 – 4 2 – 5 3 – 1 4 – 2	8	1 – 3 2 – 2 3 – 1 4 – 5
4	1 – 5 2 – 1 3 – 2 4 – 3	9	1 – 4 2 – 3 3 – 2 4 – 1

Примечание – первая цифра варианта – номер задания, вторая – номер варианта

 

 

Продолжение приложения А

 

 

Выбор задания по вариантам

 

Номер задания	Вариант
1. Расчет параметров электробезопасности (схема включения человека в цепь тока)	1 – однофазное включение; 2 – двухфазное включение; 3 – трехфазное включение; 4 – напряжение прикосновения; 5 – шаговое напряжение
2. Расчет заземления (тип заземлителя) (см. таблицу 2)	1 – трубчатый; 2 – протяженный круглого сечения; 3 – протяженный полосовой; 4 – круглая пластинка; 5 – пластинчатый
3. Расчет защитного зануления (мощность трансформатора, кВА)	1 – 20 2 – 50 3 – 100 4 – 320 5 – 1000
4. Расчет молниезащиты (тип молниеотвода)	1 – одиночный стержневой 2 – двойной стержневой 3 – двойной стержневой разной высоты 4 – многократный стержневой 5 – тросовый

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

Пример оформления титульного листа

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

 

 

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра: БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

Дисциплина: ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

 

 

НОМЕР ШИФРА 122222

 

ВЫПОЛНИЛ: студент 227 группы

 

           Иванов Петр Васильевич

 

ПРОВЕРИЛ: доцент Белокуренко С.А.

 

Барнаул 2014

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Пример оформления задания

 

ЗАДАНИЕ