Розрахунки з питань охорони праці та безпеки життєдіяльності

Заземлення розраховують в такій послідовності.

1. Розраховують опір одиночного заземлювача з обраного матеріалу за емпіричними формулами.

Смуга сталева з перерізом  не менше 100 мм² і товщиною 4 мм, яка закладається в ґрунт паралельно землі на глибину 0,7-0,8 м ребром угору, дорівнює:

Кільцевий заземлювач з прутка діаметром d чи смуги шириною р, що закладається на глибину Н_см 0,7-0,8 м, має опір:

де: D- діаметр кільця заземлювача м; d = 0,5 b діаметр заземлювача для смуги шириною b.

2. Визначають  коефіцієнт використання опору  одиночного заземлювача, розрахованого за формулами (12.7)-(12.9), коли він знаходиться в групі контурного заземлення.

Коли в груповому контурному заземленні відстань між одиночними заземлювачами більше 40 м, то загальний  опір усієї групи буде визначатися, як паралельне з'єднання окремих заземлювачів.

Коли відстані між заземлювачами  менше 40 м, тоді погіршуються умови  розтікання струму від кожного окремого заземлювача, тобто опір розтіканню струму від заземлювача, розрахований за формулами (12.7)-(12.9), фактично буде більшим. Більшим буде й опір контурного групового заземлювача, і щоб одержати такий же опір контурного групового заземлення, потрібна більша кількість окремих заземлювачів. Розраховуючи кількість окремих групових заземлювачів, використовують коефіцієнт, що враховує ступінь збільшення опору одиночного заземлювача - коефіцієнт використання одиночного заземлювача ц або коефіцієнт екранування.

Значення коефіцієнт використання одиночного заземлювача залежить від: кількості заземлювачів у контурі; відстані між заземлювачами; форми  і їхніх розмірів. Чим менша відстань між заземлювачами, тим менший цей коефіцієнт. Він дорівнює одиниці при відстані між заземлювачами більше 40 м, коли взаємне їхнє екранування відсутнє.

Якщо відома кількість  одиночних заземлювачів і відстань між ними, тоді згідно з табл.12.2 знаходимо коефіцієнти використання як одиночного заземлювача, так і смуги, що з'єднує заземлювачі.

Коли відомий опір одиночного вертикального заземлювача, розрахований за формулами (12.7)-(12.9), орієнтовно визначають (при відомій нормі опору заземлювального пристрою) кількість заземлювачів. Потім розміщують заземлювачі на плані, визначають відстань між ними і згідно з табл.12.2 знаходять значення коефіцієнтів η _ст і η _см і більш точно розраховують кількість заземлювачів у контурному груповому заземленні:

Таблиця 12.2

Коефіцієнти використання одиночного заземлювача зі стрижня (η _ст) чи кутника (η _к) і смуги, що поєднує ці заземлювачі (η _см)

3. Розраховують  опір розтіканню струму в землі  від з'єднувальної смуги за формулою (12.8), попередньо визначивши її довжину при відомій кількості заземлювачів і відстані між ними.

4. Розраховують  опір групового контурного заземлювального пристрою зі стрижневих чи кутникових заземлювачів, з'єднаних смугою:

Приклад 12.6. Розрахувати контурне заземлення підстанції 6/0,4 кВ і опір контура заземлювача.

Вихідні дані: Трансформаторна підстанція має два понижуючих трансформатори 6/0,4 кВ, у яких нейтралі заземлені на стороні 0,4 кВ. Підстанція розміщується в цегельному будинку розміром 10x15 м. Поблизу підстанції частково зарита в землю металева конструкція, яку можна використовувати як природний заземлювач, що має опір розтіканню струму з урахуванням сезонних коливань ІІ_е= 18 Ом. Довжина кабельних ліній напругою 6 кВ І = 80 км, повітряних - І = 50 км. Як єдині вертикальні заземлювачі, будуть використовуватися сталеві стрижні довжиною І_в = 5 м, діаметром й = 16 мм. З'єднуються верхні кінці стрижнів сталевою смугою перерізом 4x40мм, покладеної в землю на глибині Н_см = 0,8 м. Вертикальні заземлювачі, головним чином, розташовуються в суглинку з питомим опором ґрунту р_в = 110 Ом-м, а горизонтальна сталева смуга - в чорноземі з питомим опором р_см = 190 Ом-м (табл.12.1).

Розв'язання. Струм замикання на землю І_з на стороні 6 кВ визначиться за формулою:

Заземлення приймаємо  загальним для установок 6 кВ і 0,4 кВ і тоді відповідно до ПУЕ-86 його опір штучного заземлення становитиме:

Тоді необхідний опір контурного заземлення з урахуванням використання природного заземлювача визначається за виразом:

Заземлення приймаємо  загальним для установок 6 кВ і 0,4 кВ і тоді відповідно до ПУЕ-86 його опір штучного заземлення становитиме:

Тоді необхідний опір контурного заземлення з урахуванням використання природного заземлювача визначається за виразом:

Попередньо заземлювачі  розмістимо на плані з урахуванням  розмірів підстанції. Розташовуємо заземлювачі по периметру підстанції на відстані а = 5 м один від одного. Як що кількість заземлювачів п = 12 шт., тоді довжина Ь з'єднувальної смуги визначиться:

Визначимо опір розтікання струму від одиночного вертикального стрижневого заземлювача R_ст і від з'єднувальної смуги R_см за формулами (12.7)-(12.8):

З табл.12.2 визначимо коефіцієнт використання одиночного стрижневого заземлювача при відношенні: а/1 = 5/5 = 1; п = 12 шт.; П_ст= 0,55 і з'єднувальної смуги г|_см = 0,35.

Визначимо опір штучного контурного заземлення Я_шкз за формулою (12.10):

Визначений опір штучного контурного заземлення 2,6 Ом перевищує Я_н = 2,28 Ом, тому слід збільшити кількість заземлювачів до 13 штук.

Отже, контурне заземлення буде складатися з 13 вертикальних стрижнів довжиною 5 м, діаметром 16 мм, забитих  по периметру будинку підстанції на відстані 5 м один від одного, з'єднаних сталевою смугою довжиною 65 м, перерізом 4х40 мм, прокладеною на глибині 0,8 м, і підключених до природного заземлювача зварюванням.

Контроль  заземлювальних пристроїв. Виконавець заземлювального пристрою до початку приймально-здавальних випробувань надає приймальній комісії технічну документацію:

- робочі креслення і  схеми заземлювального пристрою  із зазначенням розташування  підземних комунікацій;

- акти на підземні роботи щодо укладання елементів заземлювального пристрою;

- акти на виконання схованих чи малодоступних елементів захисту від блискавки (струмовідводи, троси, приймачі блискавок). Опір заземлювального пристрою вимірюють за допомогою спеціальних приладів - вимірників заземлення. Опір розраховується безпосередньо в омах за шкалою приладу. Для цього застосовуються вимірники заземлення МЗГ з трьома границями виміру (0-2,5; 0-25 і 0-250 Ом) і похибкою до 5%.

ІВЗ-І - інспекторський вимірник заземлення з двома границями виміру (0-5 і 0-50 Ом) і похибкою 10 % і вимірник опору заземлення типу М-416.

Занулення електроустановок - електричне з'єднання з нульовим захисним провідником 1 металевих неструмопровідних частин електроустановок, що можуть виявитися під напругою. Нульовий захисний провідник - провідник, що з'єднує занульовані частини з глухозаземленою нейтральною точкою обмотки джерела струму чи з її еквівалентом.

Схема занулення електроустановки наведена на рис.12.8. Занулення здійснюють для усунення небезпеки ураження людини струмом у випадку її дотику до корпуса електроустановки, яка  виявилася під напругою щодо землі, при замиканнях на корпус чи переході напруги внаслідок ушкодження ізоляції струмопровідних дротів електроустановки.

Робота занулення полягає  в тому, що при замиканні фази на корпус створюється однофазне  коротке замикання між фазою  і нульовим захисним провідником через апаратуру захисту - запобіжник 2, що спрацьовує і відключає замкнену на корпус фазу. Як апаратуру захисту при цьому застосовують: плавкі запобіжники чи автомати максимального струму; магнітні пускачі з тепловим захистом; контактори з тепловими реле для захисту від перевантажень та ін.ш.

Занулення застосовується у  трифазних чотирипровідних мережах  із глухозаземленою нейтраллю напругою 380/220 В, 220/127 В і 660/380 В. Зануленню підлягають усі корпуси електроустановок і неструмопровідні частини, що підлягають заземленню.

Однак слід знати, що в одній  мережі, неприпустимо одні установки  тільки зануляти, а інші - тільки заземляти, тому що небезпека дотику до корпусів електроустановок, що живляться від  цієї мережі зростає.

Для прикладу розглянемо ситуацію (рис.12.9), коли установка 1 занулена, а установка 2 заземлена.

Коли фаза замкнула на корпус заземленої установки 2, тоді струм  замикання / буде протікати через  опір заземлення цього корпуса r_з, опір заземлення нейтралі г₀ і нульову точку джерела струму

(рис.12.9).

Тоді напруга Е/_к між заземленим корпусом 2 і землею буде дорівнювати:

Коли припустимо, що опір заземлення нейтралі г₀ і опір захисного заземлення г₃ однакові (r₀ = r_з), то U_к і U₀ теж будуть однакові, тобто напруга корпуса щодо землі кожної з установок буде дорівнювати половині фазної 220/2 = 110 В. Більше того, якщо опори r ₀ і г не будуть однакові, то напруга фази розподілиться між ними пропорційно значенням цих опорів і тоді на одній з установок напруга може бути більша 110 В. На практиці таке замикання може існувати довго та його відшукати дуже важко, тому що корпуси всіх установок занулених та заземлених, у тому числі і справних, знаходяться під напругою. Одночасне занулення і заземлення того самого корпуса електроустановки не тільки не є небезпечним, а, навпаки, збільшує безпеку.

 

3.Штучне освітлення. Можливості вибору освітлювачів  на підприємствах. Нормування.

Штучне освітлення поділяється в залежності від призначення на робоче, аварійне, евакуаційне та охоронне.

Розрізняють такі системи штучного освітлення: загальне, місцеве та комбіноване.

Система загального освітлення призначена для освітлення всього приміщення, вона може бути рівномірною та локалізованою. Загальне рівномірне освітлення встановлюють у цехах, де виконуються однотипні роботи невисокої точності по усій площі приміщення при великій щільності робочих місць. Загальне локалізоване освітлення встановлюють на поточних лініях, при виконанні робіт, різноманітних за характером, на певних робочих місцях, при наявності стаціонарного затемнюючого обладнання, та якщо треба створити спрямованість світлового потоку.

Місцеве освітлення призначається  для освітлення тільки робочих поверхонь, воно може бути стаціонарним (наприклад, для контролю за якістю продукції  на поточних лініях) та переносним (для  тимчасового збільшення освітленості окремих місць або зміни напрямку світлового потоку при огляді, контролю параметрів, ремонті). Світильники місцевого освітлення повинні бути зручними у користуванні, а, головне, безпечними при експлуатації. Категорично забороняється застосовувати лише місцеве освітлення, оскільки воно створює значну нерівномірність освітленості, яка підвищує втомленість зору та призводить до розладу нервової системи. Таке освітлення на виробництві є допоміжним до загального.

Комбіноване освітлення складається  з загального та місцевого. Його передбачають для робіт І—VIII розрядів точності за зоровими параметрами, та коли необхідно створити концентроване освітлення без утворення різких тіней.

Джерела світла

Головними джерелами світла для промислового освітлення є лампи розжарювання та газорозрядні лампи різноманітних типів. Кожен із типів ламп має свої недоліки та переваги.

Лампи розжарювання (ЛР) належать до джерел світла теплового випромінювання, їх світлова віддача складає 10... 15 лм/Вт. Вони створюють безперервний спектр випромінювання, який найбільш багатий жовтими та червоними (тобто інфрачервоними) променями та бідніший у зоні синіх та зелених спектрів випромінювання, ніж спектр природнього світла неба, що погіршує розрізнення кольорів. У цих ламп низький коефіцієнт корисної дії, малий термін служби (до 1000 годин), висока температура на поверхні колби (250...300 °С). Водночас вони мають деякі переваги: широкий діапазон потужностей і типів, порівняно з газорозрядними лампами, незалежність експлуатації від навколишнього середовища (вологості, запиленості і т. д.), простота світильників та компактність. На підприємствах для освітлення застосовують різноманітні види ламп розжарювання: вакуумні (В), газонаповнені (Г), газонаповнені біоспіральні (Б) та ін.

Газорозрядні лампи (люмінесцентні, ртутні, високого тиску дугові типу ДРЛ та ін.) випромінюють світло, близьке до природного. Поверхня колби цих ламп холодна, вони більш економні, дозволяють створювати високу освітленість. За спектром їх випромінювання передача кольорів має велике значення для промисловості, оскільки дає можливість визначити дійсну якість продукції, здійснювати контроль сировини, напівфабрикатів та готових виробів. Люмінесцентні лампи в 2,5...З рази економніші від ламп розжарювання, працюють протягом 5-ти тис. годин, їх світловіддача становить З0...80лм/Вт.

Недоліки освітлювальних установок  із газорозрядними лампами (пульсація  світлового потоку, осліплююча дія, шум дроселів, великі первинні витрати на закупівлю та монтаж) компенсуються їх економнічністю в процесі тривалої експлуатації, а також їх незамінністю при необхідності виконання робіт із розрізненням кольорів. Пульсація світлового потоку газорозрядних ламп не сприймається оком, але небажана, оскільки є причиною виникнення стробоскопічного ефекту. В пульсуючому світлі виникає викривлення зорового сприйняття стану рухомих та обертальних об'єктів, а це вже є небезпечним фактором. Ослаблення пульсації досягається підключенням паралельно працюючих ламп на різні фази трифазної мережі або застосуванням високочастотного постачання освітлювальної установки. Засліплювання змінює сприйняття спектрального складу світлового випромінювання. Тому захист від блискучості таких світильників обов'язковий. Не дозволяється застосовувати відкриті газорозрядні лампи.