7. Безопасность и экологичность

1. Обеспечение электробезопасности

Под электробезопасностью понимается система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия электрического тока и электростатических зарядов.

Организационные мероприятия по электробезопасности – это правильная организация и внедрение безопасных методов работ; обучение и инструктаж электротехнического персонала; контроль и надзор за выполнением правил техники безопасности.

Технические мероприятия по электробезопасности – это обеспечение нормальных метеорологических условий в рабочей зоне, нормированной освещенности, применение ограждений, блокировок коммутационных электроаппаратов, спецодежды и спецобуви, а также необходимых защитных мер и средств.

Для обеспечения электробезопасности разрабатываемой системы управ-ления необходимо предусмотреть защиту от возможного поражения людей электрическим током от двух ее составных частей:

а) стойки числового программного управления (ЧПУ);

б) координатного стола (КС).

Исходя из того что ЧПУ питается от трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220В (мощность потребления 5кВт) принимается решение выполнить защитное “зануление” металлических нетоковедущих частей конструкции и выполнить повторное заземление.

Электропитание координатного стола осуществляется от стойки ЧПУ постоянным напряжением до 100В. Потребляемая мощностью 3кВт. Согласно литературе защитное заземление таким электроустановкам не требуется.

2. Расчет повторного защитного заземления

Дано: U=380В;

P_ПОТ.=5кВт;

Расстояние от электроустановки до предполагаемого размещения заземлителя L_З=50м.

Почва в размещения электроустановки – однородная твердая супесь.

Найти: количество, размеры и расположение электродов искусственного заземления в соответствии с рисунком 11.

Рисунок 11

Решение: В качестве электродов заземления возможно использование стальных стержней диаметром 15мм. Для соединения корпуса с заземлителем предполагается использовать стальную ленту сечения (4x7)мм .

1. В соответствии с требованиями правил устройства электроустановок (ПУЭ) сопротивление заземляющего устройства для

электроустановки напряжением до 1000В и мощностью менее 100кВ·А должно быть не более 10 Ом т.е. R_зу=10 Ом.

2. Заземляющий проводник соответствует нормам [1], предполагается использовать по толщине 4мм, но не соответствует по сечению, так как сечение проводника 28мм , а требуемое для наружной проводки 48мм .Следовательно нужно использовать две паралельнно соединенные жилы. Общая площадь сечения составит при этом 56мм .

Сопротивление заземляющего проводника определяется для каждой жилы в отдельности по формуле 4

;

;

; (19)

где X_пр- реактивное сопротивление проводника, Ом;

a,b - удельные сопротивления (активные и реактивные)

определяются по графику Неймана в зависимости от

плотности тока [1];

f - частота электрической сети, Гц;

P - периметр поперечного сечения проводника, см.

R_пр=2,7∙0,05∙50^0,5/2,2=0,43 Ом ;

X_пр=1,60,05∙50^0,5/2,2=0,26 Ом ;

В формулах использользованы следующие значения параметров:

L_З=50м=0,05км ; f=50Гц ; P=2,2см ; a=2,7 ; b=1,6 ;

С учетом параллельного соединения двух проводников

Z_пр=0,5∙(0,43²+0,26²)^0,5=0,25 Ом

3. Допустимое сопротивление искусственного заземлителя определяется по формуле 2

R_зд=R_зу-R_пр ; (20)

где R_пр- сопротивление заземляющего проводника;

R_зд=10-0,43=9,57 Ом ;

4. Определяется сопротивление одного вертикального электрода. Согласно рекомендациям [1] выбираем конструкцию заземления в виде стержней расположенных вертикально в грунте в соответствии с рисунком 12.

Рисунок 12

; (21)

где δ- удельное сопротивление для твердой супеси (δ=400 Ом);

L_В- длина одного электрода, согласно рекомендациям ПЭУ принимается l=4м;

d-диаметр электрода, d=0,015м;

t- глубина расположения середины вертикального электрода

; (22)

h- расстояние от поверхности земли до верхнего края

электрода, выбираем h=0.5м;

Вычисляем

Ом

5. Ориентировочное количество вертикальных электродов находиться

по формуле 23 и округляется до большего целого числа

; (23)

Принимаем n₀=12 шт.

6. В соответствии с ПЭУ выбираем способ расположения электродов

”в ряд” и расстояние между ними k=4м. Коэффициент использования вертикальных электродов n_в=0,63 [1].

По формуле (24) находим уточненное число электродов

; (24)

;

Принимаем n=20 шт.

По формуле (25) уточненное значение сопротивления одного вертикаль-ного электрода

; (25)

Ом.

6. Находим длину горизонтального электрода

;

.

Берем формулу [1] для горизонтального расположения заземляющего стержня в соответствии с рисунком 13.

Рисунок 13

;

;

;

Ом;

Определяем коэффициент [1] использования горизонтального электрода n_г=0,6

Уточненные значения сопротивления горизонтального электрода

;

Ом

6. Определяем уточненное значение сопротивления заземлителя

;

Ом;

так как Ом то .

Полученное значение меньше допустимого, а это значит что расчет завершен.