Охрана труда и техника безопасности

В процессе дипломного проектирования ведется опытно-конструкторская разработка устройства постановки помех. В рамках разработки проводится эксперимент. Задачей эксперимента является выяснение зависимости подавления полезного сигнала в приемном устройстве сигналом с изменяющейся частотой. Работы проводятся на лабораторном стенде радиотехнической лаборатории. При проведении эксперимента работа происходит при искусственном освещении, измерительная аппаратура использует высокое напряжение.

1. Влияние внешних факторов на организм человека и требования, предъявляемые к этим факторам в радиотехнической лаборатории

Действие электрического тока на организм человека.

Степень воздействия электротока на организм человека зависит от его величины о протяженности воздействия. В случае если устройства питаются от напряжения 380/220 В или 220/127 В в электроустановках с заземленной нейтралью применяется защитное зануление.

Назначение зануления.

Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижение напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты. Из всего выше сказанного делаем вывод, что основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Для этого ток короткого замыкания должен значительно превышать установку защиты или номинальный ток плавких вставок. Далее приведем принципиальную схему зануления на рис. 23:

Рис. 23. Схема зануления.

Ro - сопротивление заземления нейтрали

Rh - расчетное сопротивление человека;

1- магистраль зануления;

2- повторное заземление магистрали;

3- аппарат отключения;

4- электроустановка (паяльник);

5- трансформатор.

Сила тока зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления участка тела. Сопротивление участка тела складывается из сопротивления тканей внутренних органов и сопротивления кожи. При расчете принимается R=1000 Ом. Воздействие тока различной величины приведено в таблице 9.1.

Таблица 1

Ток, мА	Воздействие на человека
	Переменный ток	Постоянный ток
0,5	Отсутствует	Отсутствует
0,6-1,5	Легкое дрожание пальцев	Отсутствует
2-3	Сильное дрожание пальцев	Отсутствует
5-10	Судороги в руках	Нагрев
12-15	Трудно оторвать руки от проводов	усиление нагрева
20-25	руки парализует немедленно	усиление нагрева
50-80	Паралич дыхания	затруднение дыхания
90-100	при t>3 сек тАУ паралич сердца	паралич дыхания

К электроустановкам переменного и постоянного тока при их эксплуатации предъявляют одинаковые требования по технике безопасности.

2. Расчетная часть

Расчет зануления

Спроектировать зануление электрооборудование с номинальным напряжением 220 В и номинальным током 10 А.

Для питания электрооборудования от цеховой силовой сборки используется провод марки АЛП, прокладываемый в стальной трубе. Выбираем сечение алюминиевого провода S=2.5 мм. Потребитель подключен к третьему участку питающей магистрали.

Первый участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРЕ с алюминиевыми жилами сечением (3*50+1*25) мм в полихлорвиниловой оболочке. Длина первого участка - 0,25 км. Участок защищен автоматом А 3110 с комбинированным расщепителем на ток Iном=100 А.

Второй участок проложен кабелем АВРЕ (3*25+1*10) мм длиной 0,075 км. Участок защищен автоматическим выключателем А 3134 на ток 80 А. Магистраль питается от трансформатора типа ТМ=1000 с первичным напряжением 6 кВ и вторичным 400/220 В.

Магистраль зануления на первых двух участках выполнена четвертой жилой питающего кабеля, на третьем участке - стальной трубой.

Рис. 24.Ва Схема питания оборудования

TT - трансформатор

ТП - трансформаторная подстанция

РП - распределительный пункт

СП - силовой пункт.

Для защиты используется предохранитель ПР-2. Ток предохранителя:

ВаВаВаВа (9.1)

где Кп - пусковой коэффициент = 0,5..4,0

Значение коэффициента К принимается в зависимости от типа электрических установок:

1. Если защита осуществляется автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитные расцепители, т.е. срабатывающие без выдержки времени, то К выбирается в пределах 1,25ё1,4

2. Если защита осуществляется плавкими предохранителями, время перегорания которых зависит от величины тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения К принимают i3.

3. Если установка защищена автоматами выключения с обратно зависимой от тока характеристикой, подобной характеристике предохранителей, то так же Кi3.

Выбираем стандартный предохранитель на 15 А.

Так как в схеме приведен участок магистрали больше 200 м, то необходимо повторное зануление. Значение сопротивления зануления не должно превышать 10 Ом.

Расчетная проверка зануления

Определим расчетное значение сопротивления трансформатора:

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода для каждого из участков:

ВаВаВаВа (9.2)

где l - длина провода

ВаВаВаВаВа S - сечение провода

ВаВаВаВа r - удельное сопротивление материала (для алюминия r=0,028 0м_*мм²/км).

Рассчитаем активное сопротивление фазных проводов для трех участков:

ВаВаВа ОмВаВаВаВа (9.3)

ВаВаВа ОмВаВаВаВа (9.4)

ВаВаВа ОмВаВаВаВа (9.5)

R_Ф1=0,14 0м;ВаВаВа R_Ф2=0,084 0м;Ва R_Ф3= 0,336 0м:

Полное активное сопротивление фазного провода: R_Фе =О, 56 0м;

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода с учетом температурной поправки, считая нагрев проводов на всех участках равным Т=55 С.

Ва Ом,ВаВаВаВа (9.6)

Вагде

град - температурный коэффициент сопротивления алюминия.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника:

Ва ОмВаВаВаВа (9.7)

ВаВа ОмВаВаВаВа (9.8)

Для трубы из стали: r=1,8 Ом/км

Ва ОмВаВаВаВа (9.9)

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

R_{M3 å} =R_{M3 1}+R_{МЗ 2}+R_M33=0,544 OмВаВаВаВа (9.10)

Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:

Х'_Ф= Х'_ФМ - Х_ФL ;ВаВаВаВаВа (9.11)

Для магистрали зануления:

Х'_М3= Х'_М3М - Х_{М3 L} ;ВаВаВаВаВа (9.12)

где

Х'_М3 и Х'_ФМ- индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления;

Х_М3 и Х_Ф1- внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.

Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления определяются по формуле:

Х'_ФМ = Х'_{М3 М} =0145 lg(d_ФМ3) ,ВаВаВаВа (9.13)

где d - расстояние между фазным и нулевым проводом. (дляВа 1 и 2 d=15 мм, для 3 d=9.5 мм)

ХтАЩ_ФМ1=ХтАЩ_М3М=0,145 lg15=0,17 Ом.ВаВаВаВа (9.14)

ХтАЩ_ФМ2=ХтАЩ_М3М=0,145 lg15=0,17 Ом.ВаВаВаВа (9.15)

ХтАЩ_ФМ3=ХтАЩ_М3М=0,145 lg9,5=0,142 Ом.ВаВаВаВа (9.16)

Суммарное сопротивление на всех участках:

ХтАЩ_ФМ =ХтАЩ_М3М =3_*0,145=0,482 ОмВаВаВаВа (9.17)

Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:

X_ФL = X'_L* L , где X'_L- удельное сопротивление самоиндукции, Ом/м.

X'_L1 =0,09_*0,25=0,023ВаВа Oм

X'_L2=0,068_*0,075=0,005 Oм

X'_L3 =0,03_*0,03=0,0009Ва Oм

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:

Х_ФL=0,029Ва Oм

X_M3L1 =0,068_*0,25=0,017Ва Oм

X_M3L2 =0,03_*0,075=0,0025 Oм

X_M3L3=0,138_*0,03=0,004 Oм.

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:

X_M3L=0,024Ва Oм

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление:

Х_Ф'=0,435-0,0314=0,453ВаВа Ом

Х_М3'=0,435-0,0244=0,458Ва Ом

Определяем внутреннее индуктивное сопротивление:

Х_Ф"_1-2= X_M3"_1-2=0,057_*0,075=0,001 Ом

Х_Ф"₃=0,0157_*0,03=0,0005 Oм

Полное сопротивление фазного провода и магистрали зануления:

Z_Ф=0,78Ва Ом

Z_M3=0,79Ва Oм

Ток однофазного КЗ определим по формуле:

I_КЗ =220/(0,78+0,79)=132 АВаВаВаВаВа (9.18)

Сравним расчетные параметры с допустимыми:Ва I_КЗ=132>12 А

Кроме того, должно выполняться условие:ВаВаВаВаВаВаВаВаВа Z_M3 < 2 _* Z_Ф

Условие выполняется.

3. Расчет местной вытяжной вентиляции

Вентиляция тАУ организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными газами, парами, пылью, а также улучшающий метеорологические условия в цехах. По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненного, системы делят на естественную, механическую и смешанную.

Механическая вентиляция может разрабатываться как общеобменная, так и местная с общеобменной. Во всех производственных помещениях, где требуется надежный обмен воздуха, применяется приточно-вытяжная вентиляция. Высота приемного устройства должна зависеть от расположения загрязненного воздуха. В большинстве случаев приемные устройства располагаются в нижних зонах помещения. Местная вентиляция используется для удаления вредных веществ 1 и 2 классов из мест их образования для предотвращения их распространения в воздухе производственного помещения, а также для обеспечения нормальных условий на рабочих местах.

4. Расчет выделений тепла

А) Тепловыделения от людей

Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для умственной работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 140 ВТ при 10^оС и 16 ВТ при 35^оС. Для нормальных условий (20^оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 55 ВТ. Считается, что женщина выделяет 85%, а ребенок тАУ 75% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении (5х10 м) находится 5 человек. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет:

Q₁=5*55=275 ВТВаВаВаВа (9.19)

Б) Тепловыделения от солнечной радиации.

Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации Q_ост и Q_п (ВТ), производится по следующим формулам:

для остекленных поверхностей

Q_ост=F_ост*q_ост*A_{остВаВаВаВа} (9.20)

для покрытий

Q_п=F_п*q_{пВаВаВаВа} (9.21)

гдеВа F_ост и F_п - площади поверхности остекления и покрытия, м²

q_ост и q_п тАУ тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м², через 1 м² поверхности остекления (с учетом ориентации по сторонам света) и через 1 м² покрытия;

А_ост тАУ коэффициент учета характера остекления.

В помещении имеется 2 окна размером 2х1,2 м². ТогдаВаВаВаВаВа F_ост=4,8 м².

Географическую широту примем равной 55^о, окна выходят на юго-восток, характер оконных рам тАУ с двойным остеклением и деревянными переплетами. Тогда,

q_ост=145 Вт/м²,Ва А_ост=1,15

Q_ост=4,8*145*1,15=800 Вт

Площадь покрытия F_п=20м². Характер покрытия тАУ с чердаком. Тогда,

q_п=6 Вт/м²

Q_п=20*6=120 Вт

Суммарное тепловыделение от солнечной радиации:

Q₂=Q_ост+Q_п=800+120=920. ВтВаВаВа (9.22)

В) Тепловыделения от источников искусственного освещения.

Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле:

Q₃=N*n*1000, ВтВаВаВаВаВа (9.23)

Где N тАУ суммарная мощность источников освещения, кВт;

n тАУ коэффициент тепловых потерь (0,9 для ламп накаливания и 0,55 для люминесцентных ламп).

У нас имеется 20 светильников с двумя лампами ЛД30 (30Вт) и 2 местных светильника с лампами Б215-225-200 или Г215-225-200. Тогда получаем:

Q₃=(20*2*0.03*0.55+2*0.2*0.9)*1000=1020 Вт

Г) Тепловыделения от радиотехнических установок и устройств вычислительной техники.

Расчет выделений тепла проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:

Q₄=N*n*1000, Вт ВаВаВа(9.24)

Коэффициент тепловых потерь для радиотехнического устройства составляет n=0,7 и для устройств вычислительной техники n=0,5.

В помещении находятся: 3 персональных компьютера типа Pentium PRO по 600 Вт (вместе с мониторами) и 2 принтера EPSON по 130 Вт.

Q₄=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт

Суммарные тепловыделения составят:

Q_с=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=3245 ВтВаВаВаВа (9.25)

Q_изб тАУ избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Q_с тАУ теплом, выделяемым в помещении и Q_расх тАУ теплом, удаляемым из помещения.

Q_изб=Q_с-Q_расхВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (9.26)

Q_расх=0,1*Q_с=324,5 Вт

Q_изб=2920,5 Вт

5. Расчет необходимого воздухообмена

Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла, G (м³/ч), рассчитывают по формуле:

G=3600*Q_изб/C_р*p*(t_уд-t_пр)ВаВаВаВа (9.27)

ГдеВа Q_изб тАУ теплоизбытки (Вт);

ВаС_р тАУ массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгС);

Вар тАУ плотность приточного воздуха (1,2 кг/м³)

Ваt_уд, t_пр тАУ температура удаляемого и приточного воздуха.

Температура приточного воздуха определяется по СНиП-П-33-75 для холодного и теплого времени года. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проведем именно для него, приняв t_пр=18^оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:

t_уд=t_рз+a*(h-2)ВаВаВаВа (9.28)

ГдеВа t_рз тАУ температура в рабочей зоне (20^оС);

Ва а тАУ нарастание температуры на каждый метр высоты (зависит от тепловыделения, примем а=1^оС/м)

Ва h тАУ высота помещения (3,5м)

t_уд=20+1*(3,5-2)=21,5^оС

G=2160, м³/ч

9.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ ВОЗДУХОВОДА

Исходными данными для определения поперечных размеров воздуховода являются расходы воздуха (G) и допустимые скорости его движения на участке сети (V).

Необходимая площадь воздуховода f (м²), определяется по формуле:

V=3 м/с

f=G/3600*V=0,2 м^{2ВаВаВаВаВаВа (9.29)}

Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети, подборе вентилятора и электродвигателя) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, т.е. f=0,246 м². В промышленных зданиях рекомендуется использовать круглые металлические воздуховоды. Тогда расчет сечения воздуховода заключается в определении диаметра трубы.

По справочнику находим, что для площади f=0,246 м² условный диаметр воздуховода d=560 мм.

7. Определение сопротивления сети

Определим потери давления в вентиляционной сети. При расчете сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Естественным давлением в системах механической вентиляции пренебрегают. Для обеспечения запаса вентилятор должен создавать в воздуховоде давление, превышающее не менее чем на 10% расчетное давление.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

P=R*L+E_i*V²*Y/2ВаВаВа (9.30)

ГдеВа R тАУ удельные потери давления на трение на участках сети

Ва L тАУ длина участка воздуховода (8 м)

Ва Е_i тАУ сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

Ва V тАУ скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Ва Y тАУ плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м³).

Значения R, определяются по справочнику (R тАУ по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Е_i тАУ в зависимости от типа местного сопротивления.

Результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице 9.2, для сети, приведенной на рисунке 25 ниже.

Рис. 25.

Таблица 9.2. Расчет воздуховодов сети.

№ уч.	G м3/ч	L м	V м/с	d мм	М Па	R Па/м	R*L Па	Еi	W Па	Р Па
1	2160	5	2,8	560	4,7	0,018	0,09	2,1	9,87	9,961
2	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
3	4320	3	4,5	630	12,2	0,033	0,099	0,9	10,98	11,079
4	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
5	6480	2	6,7	630	26,9	0,077	0,154	0,9	24,21	24,264
6	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
7	8640	3	8,9	630	47,5	0,077	0,531	0,6	28,50	29,031

Где М=V² *Y/2, W=M*E_iВаВа(9.31)

P_max=P₁+P₃+P₅+P₇=74,334 Па.ВаВаВаВаВаВа (9.32)

Таким образом, потери давления в вентиляционной сети составляют Р=74,334 Па.

8. Подбор вентилятора и электродвигателя

Требуемое давление, создаваемое вентилятором с учетом запаса на непредвиденное сопротивление в сети в размере 10% составит:

P_тр=1,1*P=81,7674 Па ВаВаВаВа(9.33)

В вентиляционной установке для данного помещения необходимо применить вентилятор низкого давления, т.к. Р_тр меньше 1 кПа.

Выбираем осевой вентилятор (для сопротивлений сети до 200 Па) по аэродинамическим характеристикам т.е. зависимостям между полным давлением Р_тр (Па), создаваемым вентилятором и производительностью V_тр (м/ч).

С учетом возможных дополнительных потерь или подсоса воздуха в воздуховоде необходимая производительность вентилятора увеличивается на 10%:

V_тр=1,1*G=9504 м/чВаВаВаВа (9.34)

По справочнику выбираем осевой вентилятор типа 06-300 N4Ва с КПД n_в=0,65 первого исполнения. КПД ременной передачи вентилятора n_рп=1,0.

Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

ВаВаВаВа (9.35)

N=332 Вт

По мощности выбираем электродвигатель АОЛ-22-2 с мощностью N=0,6 кВт и частотой вращения 2830 об/мин.

Вместе с этим смотрят:

5.45-мм автомат Калашникова и ручной пулемёт Калашникова

90 шпаргалок по БЖД 1 курс (1-2 семестр)

Cистемы пожарной сигнализации

РЖнформацiйнiсть як фактор ризику. Операцiя "Паганель"

РЖонiзуюче випромiнювання та його вплив на органiзм