МЧС России

Санкт-Петербургский университет

государственной противопожарной службы

Кафедра пожарной безопасности технологических процессов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок»

ТЕМА: Обеспечение пожарной безопасности электроустановок промышленного предприятия

Выполнил: курсант 31 группы ФПБ

ряд. вн. сл.

А. Л. Сивков

Проверил:

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

Дата защиты ________________________

Оценка ________________________

________________________

^{(подпись руководителя)}

Санкт-Петербург 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание на выполнение курсового проекта 3

Введение 5

Физико-химические свойства вещества 10

Выбор оборудования силовой сети 10

Выбор оборудования осветительной сети 18

Выбор защитного заземления 20

Задание на выполнение курсового проекта

Выбрать электрооборудование для помещения, произвести тепловой расчёт электрических сетей, разработать молниезащиту здания.

Группа № 31-ПБ, Вариант № 59

Исходные данные:

Силовая сеть:

Количество щитов/групп – 2/10;

Напряжение U = 220 В

Мощность электродвигателей:

P₁ = 1,7 кВт;

P₂ = 1,7 кВт;

P₃ = 10 кВт;

P₄ = 10 кВт;

P₅ = 10 кВт;

P₆ = 7 кВт;

P₇ = 7 кВт;

P₈ = 4,5 кВт;

P₉ = 4,5 кВт;

P₁₀ = 7 кВт;

Частота вращения (синхронная) n_c = 1000 об/мин

Осветительная сеть:

Количество щитов/групп – 1/6;

Количество светильников – 43;

Мощность ламп – 150 Вт

Напряжение U = 127 В

Молниезащита:

Город – Иркутск

Размеры здания:

длина L = 60 м;

ширина S = 20 м;

высота H = 15 м;

Удельное сопротивление грунта ρ = 300 Ом·м

Характеристика технологического процесса:

Цех приготовления эмали (t_всп=26 град цельсий)

Введение

Принципы оценки пожарной опасности электрических изделий включают два основных направления: определение возможности возникновения пожара и оценку последствий горения. Пожарную опасность может представлять любая электрическая цепь, в которую локально, в течение определенного времени подключается мощность более 15 Вт. В этот диапазон входит большинство электрических изделий. Опасность возникновения пожаров при эксплуатации электроустановок заключается в наличии сгораемой изоляции электрических сетей, машин и аппаратов, кислорода воздуха (или другого окислителя) и источника зажигания (электрического тока). Большинство изоляционных материалов (хлопчатобумажная и шелковая ткань, резина, лакоткани, бумага, картон, полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, трансформаторное масло и др.) сгораемые.

Анализ противопожарного состояния промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства, зданий общественного назначения и жилых домов показывают, что их безопасная эксплуатация во многом зависит от технического состояния эл. оборудования, эл. установок и эл. приборов. Недооценка или непонимание степени пожарной безопасности эл. установок, машин и приборов приводит к пожарам и авариям. В условиях бурного роста выработки и потребления эл. энергии исключительно важное значение приобретают мероприятия, направленные на предупреждение пожаров. Опасность возникновения пожаров от эл. установок появляется при наличии сгораемой изоляции эл. сетей, машин и аппаратов, кислорода воздуха и источника зажигания. Большинство изоляционных материалов относится к горючим. Кислород воздуха в смеси с горючими газами или парами ЛВЖ при открытом монтаже эл. установок всегда может создать горючую или взрывоопасную смесь. Причинами пожаров могут быть короткие замыкания в электропроводах, машинах и аппаратах, перегрузки проводников, искры и эл. дуги, большие переходные сопротивления, вихревые токи и другие.

Коротким замыканием называют всякое непредусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление между фазами, а в системах с заземленной нейтрально также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод). Основной причиной к. з. является нарушение изоляции в эл. проводах, кабелях, машинах и аппаратах, которое вызвано перенапряжением, прямыми ударами молнии, старением изоляции, недостаточно тщательным уходом за эл. оборудованием и механическими повреждениями изоляции. Наиболее характерными признаками к. з. является оплавление проводов и других токоведущих устройств. Они имеют вид наплавленных шариков металла. Факт к. з. может быть зафиксирован электроизмерительными приборами.

Перегрузкой называют явление, когда по проводам и кабелям эл. сетей, обмоткам машин и аппаратов идёт рабочий ток больше допустимого. Величина длительно допустимых токов зависит от сечения и материалов проводников и температуры окружающей среды. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока, сущность и количественная сторона которого выражается законом Джоуля-Ленца. При прохождении по проводникам тока больше допустимого их температура может быть выше допустимой. При двукратной и более перегрузке проводников со сгораемой изоляцией происходит её воспламенение. При небольших перегрузках воспламенения не происходит, но происходит быстрое старение изоляции. Основными причинами перегрузок являются: несоответствие сечения проводников рабочему току, параллельное включение в сеть не предусмотренных расчётом токоприёмников, попадание на проводники токов утечки, молнии, повышение температуры окружающей среды. Перегрузка двигателей также возможна при механической нагрузке на валу, работе трёхфазного двигателя на двух фазах, неправильном выборе мощности двигателя. Характерным признаком перегрузок эл. установок является их повышенный нагрев. Перегрев проводников с резиновой изоляцией сопровождается специфическим запахом резины. При значительных перегрузках в сети резко снижается напряжение, уменьшается накал ламп и частота вращения эл. двигателей. Перегрузка оказывает наиболее сильное влияние на различные контакты, места соединения и окольцевания проводов, если они выполнены некачественно, вызывая их перегрев. Во избежание перегрева при перегрузках необходимо: правильно выбирать сечение проводников по нагреву, ограничивать включение токоприёмников в сеть, не рассчитанную на большую нагрузку, создавать необходимые условия для охлаждения проводов, эл. машин и аппаратов. Во избежание перегрузок двигателей необходимо правильно выбирать двигатели по мощности, не допускать их механической перегрузки, работы на двух фазах, очищать от грязи и пыли. Для защиты от перегрузок используют плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле магнитных пускателей.

Искрение и электрическая дуга. Всякая эл. дуга есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании эл. цепей под нагрузкой, при пробое изоляции между проводниками, при работе эл. машин – между щётками и коллектором, а так же во всех случаях при наличии плохих контактов. Под действием эл. поля воздух между контактами ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит тлеющий разряд. С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде эл. дуги. Искры и эл. дуга при наличии в помещении легкогорючих веществ и взрывчатой системы , могут быть причиной пожара, взрыва. Для уменьшения пожарной опасности необходимо: искрящие по условиям работы части закрывать щитками, крышками, колпаками, применять исполнения, которые обеспечивают безопасность взрыва.

Переходным сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на эл. аппарат, при наличии плохого контакта. Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления. Для предупреждения возникновения пожаров от больших переходных сопротивлений необходимо тщательное соединение проводов и кабелей. На съёмных концах для удобства и надёжности контактов следует применять специальные наконечники и зажимы, что особенно важно для алюминиевых проводов и кабелей. Для отвода тепла необходимо изготовлять контакты определённой массы и поверхности охлаждения. Контакты часто защищают от окисления покрытием тонким слоем олова, серебра. Необходимо следить, чтобы контакты машин плотно и с достаточной силой прилегали друг к другу.

Вихревые токи – токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями. Вихревые токи могут быть очень большими и сильно нагревать сердечники, что может привести к разрушению изоляции и даже её воспламенению. Для уменьшения вихревых токов якоря генераторов, эл. двигателей, сердечники трансформаторов набирают из отдельных тонких листов стали (до 4% Si). Примесь Si не изменяет магнитных свойств стали, но значительно увеличивает её эл. сопротивление, и, следовательно, уменьшает величину вихревого тока и его тепловое действие.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) помещения и наружные установки, в зависимости от способности к образованию взрывоопасных смесей или возгоранию находящихся в них материалов и веществ, делятся на взрыво- и пожароопасные. По нормам технологического проектирования или по перечням производств, утвержденным в установленном порядке соответствующими министерствами и ведомствами, устанавливаются как категории помещений, так и классы зон.

Взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении (в радиусе 5 м) или наружной установке (см. класс зоны В-1г), в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси.

Зоны класса B-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т.п.

Зоны класса В-Ia - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса B-Iб - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

1. Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок).

2. Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения. Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и стартерных аккумуляторных батарей).

Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т.п.

Зоны класса В-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и выгрузке технологических аппаратов).

Зоны класса В-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные в В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.

Классификация пожароопасных зон приведена в п.п. 7.4.3-7.4.6 [4].

Зоны класса П-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С.

Зоны класса П-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха.

Зоны класса П-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

Зоны класса П-III - расположенные вне помещений зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С или твердые горючие вещества.

В соответствии с заданием на курсовой проект, нам предстоит разработать электрооборудование для помещения насосной по перекачке трансформаторного масла.