Задача 2. Пожарная опасность токов короткого замыкания

Исходные данные представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Исходные данные

Параметры	Единицы измерения	Вариант (предпоследняя цифра учебного шифра)
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Материал проводника		Алюминий	Медь	Алюминий	Медь	Алюминий	Медь	Алюминий	Медь	Алюминий	Медь
Iк.з	А	1000	1000	1050	1050	1100	1100	1150	1150	1200	1200
l	м	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11
	мм	1,6	1,8	2,0	2,3	2,5	2,7	3,2	3,6	4,5	5,6
tк.з	с	0,9	0,9	0,8	0,8	0,7	0,7	0,6	0,6	0,5	0,5

Примечание. Начальная температура проводника t_н = 20°С.

Порядок решения

Температуру проводника (t_пр), °С, нагреваемого током короткого замыкания, вычисляют по формуле

,

где t_н - начальная температура проводника, °С; I_к.з - ток короткого замыкания, А; R - сопротивление проводника, Oм; _к.з - время короткого замыкания, с; С_пр - теплоемкость проводника, Дж·кг^-1·К^-1 (для меди 386; для алюминия 950); m_пр - масса проводника, кг.

Сопротивление однородного проводника вычисляется по формуле:

,

где ρ - удельное сопротивление материала проводника, Ом·м (для меди при 20°С 1,7 10^-8; для алюминия при 20°С 2,8 10^-8); l - длина проводника, м; S - площадь сечения проводника, мм².

Площадь сечения проводника вычисляют по формуле

,

где - диаметр проводника, мм.

Масса проводника равна

,

где - плотность материала проводника, г · см^-3 (для меди 8,92; алюминия 2,70); – геометрический объем проводника, см³.

Геометрический объем проводника определяется как произведение:

.

Л.: 1, 10, 23.

Задача 3. Оценка воздействия электрических полей промышленной частоты на организм человека

Исходные данные приведены в таблице 8.

Решение задачи

По значениям напряженности Е₁, Е₂, Е₃ определяют допустимое время пребывания обслуживающего персонала в течение рабочего дня в соответствии с таблицей 8.

Из таблицы 9 следует, что величина Е = 25 кВ/м является предельно допустимым уровнем напряженности электрического поля.

Таблица 8 - Исходные данные

Вариант (предпоследняя цифра шифра)	Напряженность электрического поля в контролируемых зонах, кВ/м			Время пребывания персонала в контролируемых зонах, ч
	Е1	Е2	Е3
0	8,11	7,40	1,15	0,67	1,29	2,09
1	8,56	7,32	1,49	0,54	1,35	2,28
2	8,87	7,13	1,89	0,66	1,22	2,40
3	8,91	6,75	2,43	0,59	1,20	2,31
4	9,05	6,33	2,97	0,61	1,37	2,35
5	9,23	6,17	3,38	0,57	1,33	2,24
6	9,39	5,81	3,75	0,64	1,29	2,36
7	9,52	5,79	4,21	0,66	1,34	2,37
8	9,63	5,48	4,54	0,58	1,29	2,15
9	9,84	5,24	4,82	0,65	1,31	2,23

Допустимое время пребывания в электрическом поле может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью электрического поля время пребывания вычисляют по формуле:

Таблица 9 - Допустимое время пребывания в течение рабочего дня

Напряженность ЭП, кВ/м	Допустимое время пребывания
Е 5	В течение рабочего дня
Е = 5… 20	Т = (50 / Е) – 2, ч
Е = 20…25	Т  10 мин

Т_пр = 8

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в электрическом поле нижней границы нормируемой напряженности, ч; - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью E₁, E₂,…, Е_n, ч; - допустимое время пребывания в электрическом поле для соответствующих контролируемых зон. В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002-84 приведенное время не должно превышать 8 ч.

Л.: 1, 11, 20.