Санкт – Петербургский институт Государственной противопожарной службы мчс России
Кафедра пожарной безопасности технологических процессов
Курсовая работа
по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок»
Тема: Выбор электрооборудования для помещения (наружной установки), тепловой расчёт электрических сетей, разработка молниезащиты здания (наружной установки)
Вариант № 04
курсант Файзуллин Р.Р.
Проверил доцент кафедры
к.п.н., доцент Слепов В. В.
Санкт – Петербург
2006 г.
Задание
на выполнение курсовой работы по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок»
курсанта Файзуллина Р.Р.
группа № 32, вариант № 21
Выбрать электрооборудование, произвести тепловой расчёт электрических сетей, разработать молниезащиту для помещения цеха приготовления резинового клея (бензин «калоша»).
Исходные данные:
Силовая сеть:
- Uс, = 380 В
мощность э/двигателей |
КПД |
cos φ |
КПТ |
Р1 = 7 КВт |
0,80 |
0,79 |
6,2 |
Р2 = 28 КВт |
0,80 |
0,92 |
6,0 |
Р3 = 10 КВт |
0,81 |
0,88 |
6,0 |
Р4 = 14 КВт |
0,88 |
0,80 |
6,1 |
Р5 = 20 КВт |
0,80 |
0,80 |
6,4 |
- количество
оборотов
1000
об/мин;
Осветительная сеть:
- щитов/групп 2/8;
- количество светильников 46;
- мощность ламп 150 Вт;
- Uс, = 220 В;
Молниезащита:
- город – Ульяновск;
- размеры здания:
L = 54 м;
S = 16 м;
H = 18 м.
- удельное
сопротивление грунта
= 400 Ом
м.
Введение
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. эксплуатация во многом зависит от технического состояния эл.объектов сельского хозяйства, зданий общественного назначения и жил
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 магнитнх 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.