Обеспечение безопасных условий труда при электрорадио монтаже устройства

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 по­мощь в случае поражения электрическим током и знать правила техники безопас­ности.

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 на­пряжением 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 возмож­ностью 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 за­щитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказать­ся под напряжением.

Для питания электрооборудования от силовой сборки ГосЦНИРТИ использу­ется провод марки АПР, прокладываемый в стальной трубе. Сечение этого алю­миниевого провода составляет 2,5 мм2. Диаметр водогазопроводной трубы для прокладки проводов d=19,1 мм Потребитель подключен к третьему участку пи­тающей 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 3´35+1х10 мм2 длина участка 110 м. Участок №3 имеет длину 30 м. Магистраль питается от масляного трансформато­ра типа ТМ-1000 с первичным напряжением 6 кВ и вторичным - 380 В. Магистраль зануления выполнена на первых двух участках четвертой жилой питающего кабе­ля, 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. Номи­нальный ток предохранителя выбираем из условия IПР³IH , 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 про­вести расчетную проверку зануления.

11.2. Расчетная проверка зануления.

Определяем расчетный ток однофазового короткого замыкания:

IПР³IH, (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, имею­щими только электро магнитные расцепители, т.е. срабатывающие без выдержки времени, то К выбирается в пределах 1,25¸1,4

2. Если защита осуществляется плавкими предохранителями, время перего­рания которых зависит от величины тока (уменьшается с ростом тока), то в целях ускорения отключения К принимают ³3.

3. Если установка защищена автоматами выключения с обратно зависимой от тока характеристикой, подобной характеристике предохранителей, то так же К³3.

В нашем случае стоят предохранители ПР-2, следовательно коэффициент запаса будет равным 3. Таким образом,

IОКЗ ³ 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 за­щитного 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;

r - удельное сопротивление материала (для алюминия r=31,4 0м*мм2/км).

Для размеров участков соответственно 250, 110 и 30 км получим активное со­противление 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: RФå =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 r =0,25 Ом/км

RM3 2=r*L=0,25*0,11=0,0275 0м.

Для трубы из стали r=0,73 Ом/км

RM3 2=r*L=0,73*0,03=0,0219 Oм.

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

RM3 å =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 взаимоин­дукцией 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 ну­левым 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: