Расчет контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000 в

Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением. Выполнить расчет по варианту.

Варианты заданий

вариант	Длина помещения, м	Ширина помещения, м	Удельное сопротивление грунта, Ом∙см

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, испытательные стенды, станки и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы.

Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

· при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т.е. во всех случаях;

· при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

· при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители

соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25…50 мм

R_тр = 0,9 (ρ/ l _тр),

где ρ- удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от типа, Ом ∙см (для песка оно равно 40000…70000, для супеси- 15000…40000, для суглинка- 4000…15000, для глины- 800…7000, для чернозема- 900…5300); l _тр – длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета коэффициента экранирования

n= R_тр/r,

где r- допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжение до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл.1)

Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей η_тр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр
		0,66…0,72		0,76…0,80		0,84…0,86
		0,58…0,65		0,71…0,75		0,78…0,72
		0,52…0,58		0,66…0,71		0,74…0,78
		0,44…0,50		0,61…0,66		0,68…0,73
		0,38…0,44		0,55…0,61		0,64…0,69
		0,36…0,42		0,52…0,58		0,62…0,67

Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования

n₁ = n/ η_тр.

Длина соединительной полосы,м,

l_п= n₁a,

где а- расстояние между заземлителями,м.

Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м. После этого следует уточнить значение η_тр.. Если а/ l _тр>3, принимают η_тр=1.

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом,

R_п= 2,1 (ρ/ l_п).

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом,

R_з= R_тр R_п/(η_п R_тр + η_тр R_п n₁),

где η_п – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 2)

Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы η_п

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

Полученное результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства сравнивают с допустимым. На плане цеха размещают вертикальные заземлители и соединительную полосу.

ЗАДАЧА 3

РАСЧЕТ ОБЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ

Произвести расчет общего освещения согласно варианту.

вариант	помещение	Длина пом.,м	Ширина пом., м	Высота пом.,м	Наименьший размер объекта различения	Контраст объекта с фоном	Хар-ка фона	Хар-ка пом. по условиям среды
	Вычисл. центр				0,4	малый	свет- лый	неболь-шая запылен-ность
	Дисплей-ный зал				0,45	средний	сред- ний	то же
	Зона ТО и ТР				0,9	средний	сред- ний	запылен- ность
	Мойка					средний	сред- ний	влажность
	Инструм. участок				0,3	средний	сред- ний	запылен- ность
	Участок диагности- рования				0,5	большой	свет- лый	неболь-шая запылен-ность
	Аналит. лаборато рия				0,7	большой	свет- лый	неболь-шая запылен-ность
	Участок сварки				0,4	большой	сре-ний	то же
	Админист- ративное помещение				0,5	большой	свет- лый	неболь-шая запылен-ность
	Участок сборки					средний	сред- ний	то же

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ

Учитывая заданные по варианту характеристики зрительной работы (наименьший размер объекта различения, характеристика фона и контраст объекта различения с фоном) с помощью СНиП 23-05-95 определяют разряд и подразряд зрительной работы, а также нормируемый уровень минимальной освещенности на рабочем месте.

При проектировании осветительных установок для обеспечения на рабочих местах нормируемой освещенности проводят светотехнический расчет. Его задачей является определение электрической мощности установки для получения заданной освещенности. При расчете общего освещения для горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, окрашенного потолком и стенами, применим метод коэффициента светового потока. Основное уравнение метода:

Fл=	100EнSZКz	(1)
Nh n

где F_л – световой поток каждой из ламп, Лм

E_н – минимальная нормируемая освещенность, Лк (см. приложение 1)

К_z – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (К=1,4-1,8) – в зависимости от количества выделяемой в помещении пыли;

S – площадь помещения, м²;

Z – отношение средней освещенности к минимальной, значение которого для ламп накаливания и ДРЛ-1,15; для газоразрядных ламп-1,1;

N – число светильников;

n - число ламп в светильнике;

h – коэффициент использования светового потока ламп, % (см. приложение 2), т. е. отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность к суммарному потоку всех ламп. Зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка r_п; стен r_с и индекса i формы помещения.

Индекс формы помещения:

i=	S	(2)
Hp(A+B)

где H_p – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

А и В – характерные основные размеры помещения, м;

Подсчитав по формуле (1) световой поток, по приложению 3 подбирают ближайшую стандартную лампу, обеспечивающую этот поток.

В практике допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного в пределах от –10% до +20%, в противном случае задается другая схема расположения светильников.

Распределяют светильники и определяют их число.

Возможно проведение светотехнического расчета обратным методом. В зависимости от условий производственной среды и назначения выбирают тип светильника, затем для него выбирают тип лампы определенной мощности. По приложению 3 определяют световой поток стандартной лампы. Выразив из формулы (1) число светильников, определяют их число. Затем по выбранной схеме распределяют светильники.

Мощность осветительной установки определяется по формуле:

P= p_л n,

где p_л – мощность лампы, Вт;

n– число ламп в осветительной установке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Нормы проектирования искусственного освещения

(СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение)

Зрительный разряд	Размер объекта разли-чения, мм	Контраст объекта с фоном	Фон	Наименьшая освещенность (лк) при лампах
газоразрядных	накаливания
освещение
комбини-рованное	общее	комбини-рованное	общее
1. наивысшей точности	Менее 0,15	Малый	Темный
Малый	Средний
Средний Малый Средний	Темный Светлый Средний
Большой Средний Большой	Темный Светлый Средний
2. очень высокой точности	От 0,15 до 0,3	Малый	Темный
Малый	Средний
Средний Малый Средний	Темный Светлый Средний
Большой Средний Большой	Темный Светлый Средний
3. высокой точности	От 0,3 до 0,5	Малый	Темный
Малый	Средний
Средний Малый Средний	Темный Светлый Средний
Большой Средний Большой	Темный Светлый Средний
4. средней точности	От 0,5 до 1,0	Малый	Темный
Малый	Средний
Средний Малый Средний	Темный Светлый Средний
Большой Средний Большой	Темный Светлый Средний
5. малой точности	От 1,0 до 5,0	Малый	Темный
Малый	Средний
Средний Малый Средний	Темный Светлый Средний	-		-
Большой Средний Большой	Темный Светлый Средний	-		-
6. грубая работа	Более 5,0	Не зависит от характери-стики фона и контраста объекта с фоном	-		-

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Коэффициент использования светового потока

i	h %
Глубокоиз-лучатель	Универсаль	Люцетта	ОД	ПВЛ
30; 50; 70; 10 30 50	30; 50; 70; 10 30 50	30; 50; 70; 10 30 50	30; 50; 70; 10 30 50	30; 50; 70; 10 30 50
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 3,0 3,5 4,0 5,0	19 21 25 24 27 31 29 31 34 32 34 37 34 36 39 36 38 40 37 39 41 39 41 43 41 43 46 43 44 48 44 46 49 46 48 51 49 51 53 50 52 54 51 52 55 52 54 57	21 24 28 27 30 34 32 35 38 35 38 41 38 40 44 40 42 45 42 44 46 44 46 48 46 48 51 48 50 53 50 52 55 52 54 56 55 57 60 56 58 61 57 59 62 58 60 63	14 16 22 19 21 27 23 24 30 25 26 33 27 29 35 29 31 37 30 32 38 31 34 41 34 37 44 36 39 46 38 41 48 40 43 50 44 47 54 45 49 57 46 50 59 48 52 61	23 26 31 30 33 37 35 38 42 39 41 45 42 44 48 44 46 49 46 48 51 48 50 53 50 52 56 52 55 58 55 57 60 57 59 62 60 62 66 61 64 67 63 65 68 64 66 70	14 16 19 18 20 22 21 23 25 23 25 27 25 27 29 26 28 30 27 29 31 29 30 32 30 31 34 31 33 35 33 34 36 34 35 37 36 37 40 37 38 40 38 39 41 38 40 42

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Световые и электрические параметры ламп накаливания и люминесцентных ламп

Лампы
накаливания	люминесцентные
Тип лампы	Световой поток, лм	Тип лампы	Световой поток, лм
В-15 В-25 Б-40 БК-40 Б-60 БК-100 Г-150 Г-200 Г-300 Г-500 Г-750 Г-1000		ЛДЦ20 ЛД20 ЛБ20 ЛДЦ30 ЛД30 ЛБ30 ЛДЦ40 ЛД40 ЛБ40 ЛДЦ80 ЛД80 ЛБ80

.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник под ред. С.В.Белова.- М.: Высшая школа, 2002.-343.

2. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда)/ П.П.Кукин, В.Л.Лапин, Е.А.Подгорный и др.- М.: Высшая школа, 1999.

3. Охрана окружающей среды. Учебник под ред. С.В.Белова.М.: Высшая школа, 1991.-307 с.

4. Физиология человека: В 3-х томах. Пер. с англ./ Под ред. Р.Шмидта, Г.Гевса.- М.: Мир, 1996.

5. Трудовой кодекс РФ, 2002 г.

6. СанПиН 2.2.4.548-96. Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

7. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий на территории жилой застройки.

8. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

9. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

10. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

11. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

12. СНиП 2.02.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

13.ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.