←предыдущая следующая→
1 2
Раздел 11.
Вопросы охраны труда и техники безопасности.
тема: Обеспечение безопасных условий труда
при электрорадио монтаже устройства.
11.1. Обоснование необходимости зануления.
При монтаже разрабатываемого устройства могут возникать потенциальные опасности:
- замыкание фазного провода на корпус разрабатываемого устройства;
- прикосновение к оголенному фазному проводу:
- выделение вредных веществ при пайке или сварке:
- недостаточное освещение рабочего места
В данном разделе будут приведены расчеты зануления и вентиляции.
Электробезопасность - основной потенциальный поражающий фактор. При работе с электроаппаратурой необходимо уметь оказать первую медицинскую по¬мощь в случае поражения электрическим током и знать правила техники безопас¬ности.
Для уменьшения вероятности поражения электрическим током существуют следующие способы защиты:
•изоляция токоведущих частей;
•режим нейтрали", заземления, зануления;
•защитное отключение; соблюдение микроклимата помещения:
•ограждение токоведущих частей:
•индивидуальные защитные средства.
В дипломном проекте все приборы имеют однофазное питание от сети на¬пряжением 380 В с заземленной нейтралью. Потребляемый ток всех приборов составляет 5 А. Опасность поражения электрическим током при эксперименте связано с замыканием фазного провода на корпус приборов, а также с возмож¬ностью прикосновения к оголенному фазному проводу.
Основным средством обеспечения электробезопасности в сетях до 1000 В с заземленной нейтралью является зануление.
Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым за¬щитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказать¬ся под напряжением.
Для питания электрооборудования от силовой сборки ГосЦНИРТИ использу¬ется провод марки АПР, прокладываемый в стальной трубе. Сечение этого алю¬миниевого провода составляет 2,5 мм2. Диаметр водогазопроводной трубы для прокладки проводов d=19,1 мм Потребитель подключен к третьему участку пи¬тающей магистрали.
Первый участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРГ с алюминиевыми жилами сечением 3х70+1х25 мм2, длина участка 250 м. Участок магистрали №2 выполнен кабелем АВРГ 335+1х10 мм2 длина участка 110 м. Участок №3 имеет длину 30 м. Магистраль питается от масляного трансформато¬ра типа ТМ-1000 с первичным напряжением 6 кВ и вторичным - 380 В. Магистраль зануления выполнена на первых двух участках четвертой жилой питающего кабе¬ля, на третьем участке - стальной трубой.
На щите подстанции, от которой питается рассматриваемая магистраль, установлены измерительные трансформаторы тока.
Третий участок магистрали защищен предохранителями типа ПР-2. Номи¬нальный ток предохранителя выбираем из условия IПРIH , где
IПР - номинальный ток предохранителя;
IH - номинальный ток электроприборов.
Схема магистрали показана на рис. 11.1.
Схема магистрали.
Рис. 11.1 схема магистрали.
TT - трансформатор
ТП - трансформаторная подстанция
РП - распределительный пункт
СП - силовой пункт.
Пусть IПР=3 А. Для того, чтобы определить сможет ли эта схема зануления обеспечить защиту человека от поражения электрическим током необходимо про¬вести расчетную проверку зануления.
11.2. Расчетная проверка зануления.
Определяем расчетный ток однофазового короткого замыкания:
IПРIH, (11.1)
IОКЗ=k* IH (11.2)
где IH - номинальный ток электроприборов
IПР - номинальный ток предохранителя
IПР=3 А
Значение коэффициента К принимается в зависимости от типа электрических установок:
1. Если защита осуществляется автоматическими выключателями, имею¬щими только электро магнитные расцепители, т.е. срабатывающие без выдержки времени, то К выбирается в пределах 1,251,4
2. Если защита осуществляется плавкими предохранителями, время перего¬рания которых зависит от величины тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения К принимают 3.
3. Если установка защищена автоматами выключения с обратно зависимой от тока характеристикой, подобной характеристике предохранителей, то так же К3.
В нашем случае стоят предохранители ПР-2, следовательно коэффициент запаса будет равным 3. Таким образом,
IОКЗ 3*3 А=9 А
Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле:
IКЗ ,
где UФ=220 В - фазное напряжение;
ZФ - суммарное (полное) сопротивление фазового провода и нулевого за¬щитного проводника;
ZМЗ - суммарное (полное) сопротивление петли фазовый провод - магистраль зануления, которые равны:
(11.4)
(11.5)
Определим активное сопротивление фазного провода для каждого участка и суммарное по формуле: , где
L - протяженность участка (км);
S- сечение провода мм2 ,
S1 - сечение провода от трансформаторной подстанции
до распределительного пункта 70 мм2
S2 - сечение провода от распределительного пункта до
силового пункта 35 мм2
в нашем случае на третьем участке S3=2,5 мм2;
- удельное сопротивление материала (для алюминия =31,4 0м*мм2/км).
Для размеров участков соответственно 250, 110 и 30 км получим активное со¬противление фазных проводов для трех участков:
Ом
Ом
Ом
RФ1=0,1122 0м; RФ2=0,0987 0м; RФ3= 0,3768 0м:
Полное активное сопротивление фазного провода: RФ =О, 5877 0м;
Считая нагрев проводов Т=55°, определим значение RФ с учетом температуры:
Ом, где
град - температурный коэффициент сопротивления алюминия.
Определим активное сопротивление нулевого защитного провода, учитывая, что магистраль зануления на первом участке выполнена четвертой жилой питающего кабеля, на втором стальной полосой 40х4 мм, на третьем - стальной трубой сечением 32х2 мм.
0м
Для полоски из стали =0,25 Ом/км
RM3 2=*L=0,25*0,11=0,0275 0м.
Для трубы из стали =0,73 Ом/км
RM3 2=*L=0,73*0,03=0,0219 Oм.
Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:
RM3 =RM3 1+RМЗ 2+RM3 3=0,3634 Oм
Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:
Х'Ф= Х'ФМ - ХФL ;
Для магистрали зануления:
Х'М3= Х'М3 М - ХМ3 L ; где
Х'М3 и Х'ФМ- индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоин¬дукцией фазового провода и магистрали зануления;
ХМ3 и ХФ1- внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.
Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления определяются по формуле:
Х'ФМ = Х'М3 М =0,145 lg(dФМ3) ,
где d - расстояние между фазным и ну¬левым проводом. Примем его для всех участков d=10 мм.
Х’ФМ=Х’М3М=0,145 lg10=0,145 Ом.
Суммарное сопротивление на всех участках:
Х’ФМ =Х’М3М =3*0,145=0,435 Ом
Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:
XФL = X'L* L , где X'L- удельное сопротивление самоиндукции, Ом/м.
X'L1 =0,09*0,25=0,023 Oм
X'L2=0,068*0,11=0,0075 Oм
X'L3 =0,03*0,03=0,0009 Oм
Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:
ХФL=0,0314 Oм
XM3L1 =0,068*0,25=0,017 Oм
XM3L2 =0,03*0,11=0,0033 Oм
XM3L3=0,138*0,03=0,0041 Oм.
Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:
XM3L=0,024 Oм
Суммарное внутреннее индуктивное сопротивление состоит:
ХФ'=0,435-0,0314=0,4036 Ом
ХМ3'=0,435-0,0244=0,4106 Ом
Определяем внутреннее индуктивное сопротивление:
ХФ"1-2= XM3"1-2=0,0157*(L1+L2)=0,0057 Ом
ХФ"3=0,0157*L3=0,0005 Oм
Для стали внутреннее индуктивное сопротивление определяется по форму¬ле:
ХM3”3=0,6* RM3 3 =0,0324 Oм
ХФ"=0,0057+0,0005=0,0062 Ом
ХМ3"=0,047+0,0324=0,0371 Ом
Находим полное сопротивление фазового провода и магистрали зануления по формуле (4) и (5):
ZФ=0,9153 Ом
ZM3=0,85220 Oм
Рассчитываем ток однофазного короткого замыкания по формуле (3):
IКЗ=190,1 А
Сравним расчетные параметры с допустимыми: IКЗ=190,1>9 А
Кроме того, должно выполняться условие: ZM3 < 2 * ZФ
Условие выпол¬няется.
Таким образом, оба условия эффективности защиты соблюдаются. Напряже¬ние прикосновения, в данном случае, определяется падением напряжения на ма¬гистрали зануления: UПР=UМ3=IКЗ * ZM3=190,1* 0,8522=162 В.
Такое напряжение допускает время срабатывания защиты не более 0,5 с, что обеспечивается предохранителем
←предыдущая следующая→
1 2
|
|