- •Введение
- •Часть 1. Безопасность труда на производстве Раздел 1. Организационные основы безопасности труда Глава 1. Основы управления безопасностью труда 1.1. Общие сведения
- •1.2. Расчет численности службы охраны труда на предприятии
- •1.3. Организация профессионального отбора
- •1.5. Оценка состояния безопасности труда
- •1.6. Паспортизация санитарно-бытовых помещений
- •1.7. Расчет экономических последствий травматизма
- •1.7.1. Травма с временной утратой трудоспособности
- •1.7.2. Травма с возможным инвалидным исходом
- •1.7.3. Травма с летальным исходом
- •1.8. Расчет доплат за вредные и тяжелые условия труда
- •1.9. Расчет экономической эффективности мероприятий по охране труда
- •Раздел 2. Производственная санитария
- •Глава 2. Отопление производственных помещений
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Классификация систем отопления
- •2.3. Расчет водяного (правового) отопления
- •2.4. Упрощенный расчет водяного (парового) отопления
- •2.5. Расчет калориферного отопления
- •Глава 3. Вентиляция производственных помещений 3.1 Общие сведения
- •3.2. Классификация систем вентиляция
- •3.3. Расчет вентиляции по коэффициенту кратности воздухообмена
- •3.5. Расчет вентиляции для удаления избытков тепла
- •3.6. Расчет вентиляции для удаления избытков влаги
- •3.7. Расчет естественной вентиляции
- •3.8. Расчёт местной вентиляции
- •3.9. Расчёт механической общеобменной вентиляции
- •Глава 4. Производственное освещение 4.1. Общие сведения
- •4.3. Расчет естественного освещения по световому коэффициенту
- •4.4. Расчёт естественного бокового освещения по минимальному коэффициенту естественной освещённости
- •4.5. Расчёт естественного верхнего освещения по минимальному коэффициенту естественной освещённости
- •4.6. Расчет искусственного освещения лампами накаливания методом светового потока
- •4.7. Расчет искусственного освещения люминесцентными лампами методом светового потока
- •4.8. Расчет искусственного освещения методом удельной мощности
- •Глава 5. Электромагнитные излучения 5.1. Общие сведения
- •5.2. Нормирование электромагнитных излучений
- •5.3. Основные характеристики электромагнитных излучений
- •5.4. Расчет технических средств защиты от тепловых излучений
- •Глава 6. Производственный шум 6.1. Общие сведения
- •6.2. Классификация и основные характеристики шума
- •6.3. Расчет суммарного уровня шума
- •6.4. Расчет требуемого снижения шума
- •6.5. Звукопоглощение
- •6.6. Звукоизоляция
- •6.7. Расчет глушителей шума
- •Глава 7. Производственная вибрация 7.1. Общие сведения
- •7.2. Классификация и основные характеристики вибрации
- •7.3. Виброизоляция
- •7.4. Расчет резиновых виброизоляторов
- •7.5. Расчет пружинных изоляторов
- •7.6. Расчет виброгасяших оснований
- •7.7. Вибропоглощение
- •Раздел 3. Безопасность технических систем
- •Глава 8. Основы электробезопасности
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Расчет тока через человека при однофазном включении в сеть
- •8.3. Расчет тока через человека при двухфазное включение в сеть
- •8.4. Расчет тока через человека при включении в сеть в аварийном режиме
- •8.5. Расчет тока через человека при включении под напряжение шага
- •8.8. Расчет напряжения прикосновения
- •8.7.2. Расчет защитного зануления
- •8.7.3. Расчет и выбор плавких вставок
- •Глава 9. Защита от атмосферного электричества 9.1. Основные характеристики грозовой деятельности
- •9.2. Классификация здании и сооружении ни по устройства молниезащиты
- •9.3. Зоны защиты молниеотводов
- •9.4. Расчет одиночного стержневого молниеотвода
- •9.6. Двойной стержневой молниеотвод разной высоты
- •9.7. Многократный стержневой молниеотвод
- •9.8. Одиночный тросовый молниеотвод
- •9.9. Расчет молниезащиты при установке молниеотвода на объекте защиты
- •Глава 10. Обеспечение безопасности транспортных работ
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Требования к проездам, помещениям и площадкам для размещения машин
- •10.3. Устойчивость мобильных машин к опрокидыванию
- •10.4. Расчет тормозного пути мобильной машины
- •Глава 11. Обеспечение безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Техническое освидетельствование грузоподъемных машин
- •11.3. Определение опасной зоны грузоподъемных машин
- •Раздел 4. Взрывопожарная безопасность
- •Глава 12. Очаг поражения при пожаре
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Факторы, определяющие пожарную опаность
- •12.3. Оценка пожарной обстановки
- •12.4. Расчет средств пожаротушения
- •12.5. Противопожарное водоснабжение
- •12.6. Определение категории взрывопожарной опасности производств
- •12.7. Расчет параметров эвакуации людей и животных
- •Глава 13. Очаг поражения при взрыве 13.1. Общие сведения
- •13.2. Взрыв топливовоздушных, газовоздушных смесей
- •13.3. Взрыв пылевоздушных смесей
- •105 Па. Объем котла равен 320 м3.
- •Часть 2. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
- •Раздел 5. Природные опасности и стихийные бедствия Глава 14. Природные опасности
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Природные пожары
- •14.3. Очаг поражения при природных пожарах
- •Глава 15. Стихийные бедствия 15.1. Общие сведения
- •15.2. Стихийные бедствия в литосфере
- •15.3. Очаг поражения при землетрясении
- •15.4. Стихийные бедствия в атмосфере
- •15.5. Очаг поражения при ураганах
- •15.6. Стихийные бедствия в гидросфере
- •15.7. Очаги поражения стихийных бедствий в гидросфере
- •Раздел 6. Очаги поражения при применении оружия Глава 16. Современные средства поражения 16.1. Общие сведения
- •16.2. Очаг поражения при взрыве взрывчатых веществ
- •Глава 17. Очаг ядерного поражения
- •17.1. Общие сведения
- •17.3. Поражающее действие светового излучения
- •17.4. Радиоактивное заражение местности
- •17.5. Поражающее действие электромагнитного импульса
- •Глава 18. Очаг химического поражения 18.1. Общие сведения
- •18.2. Оценка обстановки в очаге химического поражения
- •Глава 19. Очаг бактериального поражения 19.1. Общие сведения
- •19.2. Оценка обстановки в очаге бактериологического поражения
- •Раздел 7. Техногенные аварии и катастрофы
- •Глава 20. Аварии на радиационно-опасных объектах
- •20.1. Общие сведения
- •20.2. Оценка радиационной обстановки после аварии на роо
- •Глава 21. Аварии на химически опасных объектах 21.1. Общие сведения
- •21.2. Методика оценки химической обстановки при авариях на хоо
- •21.3. Прогнозирование химической обстановки
- •Глава 22. Гидродинамические аварии 22.1. Общие сведения
- •22.2. Методика оценки воздействия гидродинамических аварий
- •Раздел 8. Защита населения и повышение устойчивости объекта при чрезвычайных ситуациях
- •Глава 23. Защита населения в чрезвычайных ситуациях 23.1. Оповещение, эвакуация и рассредоточение
- •23.2. Защитные сооружения
- •23.3. Режимы защиты населения
- •23.4. Специальная обработка
- •Глава 24. Повышение устойчивости объектов к чрезвычайным ситуациям
- •24.1. Общие сведения
- •24.2. Методика оценки устойчивости отраслей экономики
- •24.3. Методика оценки устойчивости персонала
- •Глава 25. Количественная оценка опасностей 25.1. Понятие о риске. Расчет риска
- •25.2. Вероятностный расчёт чрезвычайного происшествия
- •25.3. Методика расчета средств безопасности
8.7.2. Расчет защитного зануления
Защитное зануление - это преднамеренное соединение металлических не-токоведущих частей электроустановки с нулевым защитным проводником /V
217
(рис.
8.15). Оно эффективно в сетях с глухозаземленной
нейтралью.
Защитный и, следовательно, в снижении времени воздействия электрического тока на человека. Замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым защитным проводником с целью создания большого тока на обеспечивающего срабатывание защиты и отключение поврежденного участка от сети.
Применение повторного заземления нулевого провода Rn через каждые 20м обеспечивает снижение потенциала на корпусе оборудования при обрыве нулевого провода.
Условие надежного срабатывания защиты
КЗ
н
(8.25)
где JK3 ток короткого замыкания, А;
Jн - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автомата, А (табл. 8.7);
к - коэффициент защиты (к = 3 - для плавких предохранителей; к = 4 - для взрывоопасных помещений, к = 1,25... 1,4 — для автоматов защиты).
Таблица 8.7 - Технические характеристики предохранителей
Вид предохранителя |
Тип |
Напряжение, В |
Ток патрона, А |
Номинальный ток плавкой вставки Iн в А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Быстродействующий |
ПМБ5-660/100 |
660 |
100 |
63; 100 |
предохранитель, |
ПМБ5-660/250 |
660 |
250 |
160;250 |
патрон с наполнителем |
ПМБ5-380/630 |
380 |
630 |
500,630 |
|
ПМБ5-3 80/400 |
380 |
400 |
315; 400 |
|
ПМБ5-3 80/250 |
380 |
250 |
160;250 |
|
ПМБ5-380/100 |
380 |
100 |
40; 63 |
|
ПМБ5-220/100 |
220 |
100 |
25; 40; 63 |
Продолжение таблицы 8.7
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
ПД-1;ПДС-1
380
1;2;4;6
218
с патроном и |
ПД-2; ПДС-2 |
380 |
20 |
10; 15; 20 1 |
наполнителем |
ПД-3; ПДС-3 |
380 |
60 |
25; 35;60 |
|
ПД-4; ПДС-4 |
380 |
125 |
80; 100;125 |
|
ПД-5; ПДС-5 |
380 |
225 |
160; 200; 225 |
|
ПД-6; ПДС-6 |
380 |
350 |
260; 300;350 |
|
ПД-7 |
380 |
600 |
430; 500; 600 |
Предохранители |
ПН2-100 |
380;220 |
100 |
30;40;50;60;80;100 |
с закрытым патроном |
ПН22250 |
380;220 |
250 |
80;100;120;150;200;250 |
и наполнителем |
ПН2-400 |
380;220 |
400 |
200;250;300;350;400 |
|
ПН2-600 |
380;220 |
600 |
300; 400; 500; 600 |
Активное сопротивление фазного и нулевого проводов определяют по формуле, задавшись сечением, длиной, материалом проводников
Рпр
S
(8.26)
где l - длина провода, м; S - сечение провода, мм2;
Ом■мм2
(для медных про-
Рпр~ удельное сопротивление проводника,
м
водников рпр= 0,018 для алюминия рпр= 0,028).
Диаметры голых стальных проводов, используемых для зануления, могут быть меньше, чем заземляющих проводников, но нулевые и фазные провода должны быть одинаковыми. Для стальных проводов воздушных линий до 1000В допускается диаметр не менее 4мм, а на ответвлениях для ввода в дом не менее 3 мм. В качестве зануляющих могут применяться проводники и из цветных металлов. Наименьшие допустимые их сечения указаны в табл. 8.8.
Таблица 8.8 - Наименьшее сечение зануляющих проводников
Зануляющие проводники |
Медь, мм |
Алюминий, мм |
Неизолированные проводники при открытой проводке |
4 |
6 |
Изолированные провода |
1,5 |
2,5 |
Жилы кабелей или многожильных проводов в обшей защитной оболочке с фазными жилами |
1 |
1,5 |
Зануляющие проводники должны иметь проводимость не менее 50% от проводимости фазных проводников, а не 1/3, как для заземляющих. Тонкостенные стальные трубы, используемые в качестве зануляющего проводника, могут иметь нужную проводимость лишь при диаметрах 18-30 мм.
Сопротивление петли "фаза-ноль" (Zп = ZФ + ZH) определяют по формуле
^~^X)2+Xl (8.27)
где Rф, Rn - активное сопротивление фазного и нулевого проводов, Ом; Хп - реактивное сопротивление петли "фаза-ноль", Ом.
219
Если провода выполнены из цветных металлов, индуктивным сопротивлением можно пренебречь, ввиду его малой величины.
При отдельно проложенных нулевых проводах принимают Хn = 0,6 Ом на 1 км длины провода. Для стальных проводов значения Хn выбирают по табл. 8.9.
Расчетное значение тока короткого замыкания находят по формуле
КЗ
О
U
ф
н
(8.28)
где Uф - фазное напряжение, В (в сетях 380/220В Uф= 220В); ZT - сопротивление обмоток трансформатора, Ом (табл. 8.10); ZФ, Zn - сопротивление фазного и нулевого проводов, Ом, (Zф +Zн =Zn).
Таблица 8.9 - Активные и индуктивные сопротивления стальных проводников
Размер или диаметр, мм |
Площадь сечения, мм |
Активные и индуктивные сопротивления, Ом/км, при плотности тока, А/мм | |||
0,5 |
1 |
1,5 |
2 | ||
полоса прямоугольного сечения | |||||
20x4 |
80 |
5,24/3,14 |
4,2/2,52 |
3,48/2,09 |
2,97/1,78 |
30x4 |
120 |
3,66/2,2 |
2,91/2,75 |
2,38/1,43 |
2,04/1,22 |
40x4 |
160 |
2,8/1,68 |
2,24/1,34 |
1,81/1,08 |
1,54/0,92 |
50x4 |
200 |
1,77/1,06 |
1,34/0,8 |
1,08/0,65 |
- |
60x4 |
240 |
3,83/2,03 |
2,56/1,54 |
2,08/1,025 |
- |
30x5 |
150 |
2,1/1,26 |
1,6/0,96 |
1,28/0,77 |
- |
50x5 |
250 |
2,02/1,33 |
1,51/0,89 |
1,15/0,7 |
- |
проводник круглого сечения | |||||
5 |
19,63 |
17/10,2 |
14,4/8,65 |
12,4/7,45 |
10,7/6,4 |
6 |
28,27 |
13,7/8,2 |
11,2/6,7 |
9,4/5,65 |
8/4,8 |
8 |
50,27 |
9,6/5,75 |
7,5/4,5 |
6,4/3,84 |
5,3/3,2 |
10 |
78,54 |
7,2/4,32 |
5,4/3,24 |
4,2/2,52 |
- |
12 |
113,1 |
5,6/3,36 |
4/2,4 |
- |
- |
14 |
150,9 |
4,55/2,73 |
3,2/1,92 |
- |
- |
16 |
201,1 |
3,72/2,23 |
2,7/1,6 |
- |
- |
Таблица 8.10 - Сопротивление силовых трансформаторов для однофазного замыкания
Мощность трансформатора, кВт |
Активное сопротивление Яъ Ом |
Индуктивное сопротивление XТ, Ом |
Полное сопротивление, ZТ, Ом |
25 |
0,652 |
0,81 |
1,036 |
40 |
0,376 |
0,53 |
0,649 |
63 |
0,202 |
0,358 |
0,411 |
100 |
0,106 |
0,237 |
0,259 |
220
160 |
0,061 |
0,150 |
0,162 |
250 |
0,038 |
0,096 |
0,103 |
400 |
0,022 |
0,061 |
0,065 |
630 |
0,012 |
0,041 |
0,0427 |
1000 |
0,0077 |
0,026 |
0,0271 |
При мощности трансформатора 1000 кВ-А и более величиной Zт /3 пренебрегают.
По ожидаемому значению тока короткого замыкания из табл. 8.7 или 8.11 подбирается предохранитель с номинальным током плавкой вставки таким образом, чтобы соблюдалось условие надежного срабатывания (8.25).
Таблица 8.11 - Значение Jн стандартных предохранителей для сетей напряжением 220 и 380 В
Тип предохранителя |
Номинальный ток плавкой вставки. Jн, А |
Тип предохранителя |
Номинальный ток плавкой вставки, Jн , А |
НПИ15 |
6;10;15 |
ПН2-400 |
200;250;300;350;400 |
НПН60М |
20;25;35;45;60 |
|
|
ПН2-100 |
30;40;50;60;80;100 |
ПН2-600 |
300;400;500;600; |
ПН-250 |
80; 100; 120; 150;200;250 |
ПН2-1000 |
500;600;750;800; 1000 |
Напряжение на корпусах зануленного оборудования относительно земли определяют по формуле
зо Jкз
(8.29)
где Rн - сопротивление нулевого провода, Ом
Рассчитывают напряжение прикосновения на зануленном оборудовании по формуле
я
R3+R
пз
где Rпз - сопротивление повторного заземления. Ом; Rз - сопротивление рабочего заземления, Ом.
Согласно правилам устройства электроустановок сопротивление заземления нейтрали и всех повторных заземлений нулевого провода должно быть не более 8; 4; 2 Ом соответственно, при линейных напряжениях 220, 380 и 660В источника трехфазного тока или 127, 220, 380В источника однофазного тока.
Расчеты рабочего и повторного заземления выполняются аналогично расчетам защитных заземлений электроустановок.
Я
(8.31)
~пз
Напряжение зануленных корпусов при обрыве нулевого провода снизится до значения
ия=13-ят=иф-
221
где Rпз - сопротивление повторного заземления, Ом; R0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом.
Если сопротивление повторного заземления и сопротивление нулевого провода равны Rпз = Rн то корпуса, присоединенные к нулевому проводу как до, так и после места обрыва, будут иметь одинаковое напряжение
Un = U0 = 0,5 иф (8.32)
Пример 8.6. Определить эффективность зануления, если защита электроустановки выполнена предохранителем с током плавкой вставки 25 А. Сопротивление петли «фаза-нуль» равно 4 0м.
Решение. Ток замыкания для надежного срабатывания защиты должен в 3 раза превышать ток плавкой вставки - это значит Iзам = 3 х25 = 75 А.
Определим ток замыкания для нашего случая по формуле
0
Вывод. Предохранитель с током плавкой вставки 25 А не сработает.
Пример 8.7. Воздушная линия, питающая ферму, выполнена проводом марки А-35, Нулевой провод имеет то же сечение и ту же марку, что и фазные провода. Расстояние от подстанции до фермы 0,5 км. На подстанции установлен трансформатор ТМ-100 мощностью 100 кВ А. Определить ток однофазного короткого замыкания при замыкании фазного провода сети 380/220 В на корпус электродвигателя вакуумного насоса. Переходным сопротивлением в месте короткого замыкания пренебречь.
Решение. Активное сопротивление проводов Rп сечением Sп, равным 35 мм2, длиной 1000 м при удельном сопротивлении проводника
рпр = 0,028 определенное по формуле (8.26), составит
м
Rп = 1000/ 35 х 0,028 = 0,79 Ом
Реактивное сопротивление составит 0,6 Ом.
Определим полное сопротивление петли «фаза-нуль» по формуле (8.27)
Zn = A/(^+Rn)2+Xn2 = >,79)2+0,62=l,06 Ом
Сопротивление обмотки питающего трансформатора определим по табл. 8.10 для трансформатора мощностью 100 кВ A ZT = 0,259 Ом.
Ток однофазного короткого замыкания рассчитаем по формуле (8.28)
222
J -U ф - 220 -l9l9A
kэ ~ Z ~ 0 259 ~ 1
ZT + Z.+Z ^^ + 1,06 3 ф n 3
Вывод. Ток короткого замыкания равен 192 А.
Пример 8.8. В сети напряжением 380/220 В часть электроустановок заземлена через заземляющее устройство, не имеющее соединения с нулевым проводом, а часть занулена (в нарушение ПУЭ). Сопротивление заземляющего устройства, не соединенного с нулевым проводом R3 составляет 2 Ом. Общее сопротивление заземляющего устройства на подстанции и повторного заземления R составляет 3 Ом. Сопротивление обмотки питающего трансформатора (Zт/3) типа ТМ-100 равно 0,358 Ом. Полное сопротивление фазного провода составляет 0,5 Ом. Переходным сопротивлением в месте замыкания пренебречь. Определить напряжение между корпусами зануленных электроустановок и землей.
Решение. Ток замыкания на землю рассчитаем по формуле (8.26)
J иФ - 220 -37 5Л
ь Z^ 0,358 + 0,5 + 2 + 3
3
Напряжение на заземляющем устройстве при таком токе будет составлять
U3=IK3-R = 37,5-3 = 112 В
Вывод. Если пренебречь сопротивлением пола и обуви, то человек окажется под напряжением 112 В, что представляет опасность для жизни.