15. Охорона праці та безпека у надзвичайних ситуаціях

Оскільки тема дипломного проекту «Електропостачання групи цехів щебеневого виробництва» передбачає проектування джерела живлення, тому нижче розглянемо заходи по забезпеченню безпеки, виробничої санітарії, гігієні праці і пожежної безпеки при експлуатації трансформаторів та шаф в КТП 6/0,4 кВ насосної станції, у відповідності з методичними вказівками.

На основі аналізу технологічних процесів та роботи трансформаторів та шаф в КТП, згідно ГОСТ 12.0.003-74 (1999) «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация», виявлені наступні небезпечні та шкідливі виробничі фактори, здатні привести до травм або ушкодження здоров'я працівників і нанести збитки навколишньому середовищу:

- наявність електричного струму, що при певних обставинах або порушеннях умов і режимів експлуатації обладнання КТП, може привести до травмування обслуговуючого персоналу;

- підвищена або понижена температура поверхонь обладнання під час експлуатації може призвести до ураження шкіри людини;

- підвищений рівень шуму на робочому місці завдяки постійній праці потужних насосних агрегатів може призвести до поступової втрати слуху;

- підвищена вологість повітря приводить до перегрівання організму людини, а також поступового зниження імунітету людини к можливим інфекційним та застудним захворюванням;

- дотик до гострих та обертових частин обладнання може викликати важкі механічні травми;

- монотонність роботи впливає на нервово-психічний стан людини.

15.1 Заходи з охорони праці

В процесі проектування КТП 6/0,4 кВ була встановлена у спеціальному заданому електроприміщенні розміром 3×7,2 метрів.

КТП 6/0,4 кВ насосної станції була спроектована згідно вимог «Правил устрою електроустановок» (далі «ПУЕ»), ГКД 341.004.001-94 «Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 6-750 кВ», ГОСТ 14693-90 (2003) «Устройства комплектные распределительные негерметизированные в металлической оболочке на напряжение до 10 кВ», НАПБ В.01.056-2005/111 «Правила будови електроустановок. Протипожежний захист електроустановок». Згідно з вимогами НПАОП 40.1-1.01-97 «Правила безпечної експлуатації електроустановок» (далі «ПБЕЕ»), ГКД 34.20.507-2003 Правила технічної експлуатації електричних станцій і мереж (далі «ПТЕСіМ») буде експлуатуватися в майбутньому.

У приміщенні КТП встановлені 2 знижувальні трансформатори ТМЗ-1000/10. Встановлені шафи КРП наступних типів: ШВН-3У3, ШЛН-4У3, ШСН-4У3. Також у електроприміщенні з КТП біля стін встановлені 2 низковольтні компенсуючі установки типу УКЛ(П)Н-0,38-300-150 У3 і 2 шафи керування ШСУ, в які вбудовані блоки керування типу Б5130.

Основне експлуатаційне обладнання в електроприміщенні:

- трансформатори ТМЗ-1000/10;

- шафи КРП;

- НКУ;

- шафи керування ШСУ.

Згідно вимог глави 1.7 «ПУЕ», для забезпечення безпеки персоналу у приміщенні КТП розроблено та змонтовано контур захисного заземлення та з’єднання всіх електроприймачів з ним, з метою запобігання потрапляння людини на напругу дотику або кроку, яке складається з внутрішнього та зовнішнього контору. Опір пристрою заземлення, у будь-яку пору року, не перевищує 4 Ом.

До оперативного обслуговування обладнання КТП 10/0,4 кВ, згідно пунктів 5.1.1, 5.1.2 и 6.1.7 НПАОП 40.1-1.01-97 «ПБЕЕ», допускаються працівники зі складу оперативних або оперативно-виробничих працівників, які знають їх схеми, інструкції з експлуатації, особливості конструкції та роботи і пройшли навчання та перевірку знань. Працівники що одноособо обслуговують обладнання, а також старші в зміні мають групу IV, решта - групу III. Допускач що відповідає за правильність і достатність вжитих заходів безпеки та їх відповідність характеру і місцю роботи, зазначених у наряді, за правильний допуск до роботи, а також за повноту та якість проведеного ним інструктажу, повинен мати IV групу з електробезпеки.

Згідно вимог НПАОП 40.1-1.01-97 «ПБЕЕ», відстань між людиною у будь-якому можливому її положенні та інструментів і пристосувань, що використовуються нею до струмоведучих частин, що перебувають під напругою 10 кВ нашої КТП, складає не менше ніж 0,6 м.

Згідно вимог «ПУЕ» у приміщенні КТП передбачені засоби електробезпеки, що являється основним фактором з техніки безпеки:

- використання захисних кожухів, щитів, екранів для огородження неізольованих струмоведучих та обертових частин електроприводів. Заборонено знімати огородження під час роботи цих частин;

- використання ізоляції електрообладнання, ізольованих провідників струму;

- під час виконання робіт обов’язкове використання електрозахисних засобів, а також індивідуальних засобів захисту. До основних ізолюючих засобів в електроустановках напругою до 1000 В і більше відносять діелектричні печатки, ізолюючи, оперативні, електровимірювальні штанги, кліщі, покажчики напруги. Додатковими електрозахисними засобами є діелектричні килимки, боти, галоші, ізолюючі підставки. Ці засоби підлягають періодичній перевірці на діелектричну міцність ізоляції, згідно з встановленими графіками, з записом до протоколу та печаткою, що свідчить про проходження перевірки;

- використання механічних та електричних блокувань, що виключають можливість здійснення помилкових операцій з комутаційною апаратурою, заземлюючими ножами, апаратами для створення видимого розриву електричного кола;

- використання пристроїв захисного відключення для запобігання ураження людини електричним струмом внаслідок випадкового дотику до струмоведучої частини та швидкого відключення короткого замикання з метою запобігання виникнення пожежі;

- вивішування попереджувальних плакатів та знаків електробезпеки згідно з прийнятими стандартами;

- розроблено організації та технічні заходи виконання будь-яких видів робіт у приміщенні КТП, а також протиаварійні заходи та заходи, спрямовані на швидку та безпечну ліквідацію аварійних ситуацій.

Згідно розділу 5 НПАОП 40.1-1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок» клас пожежнобезпечної зони приміщення КТП, де розташоване обладнання підстанції - П-ІІІ, тому мінімальний ступінь захисту оболонок обладнання ІР44.

Згідно ГОСТ 12.1.009-76 (1999) «ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения», для захисту від доторкання до частин, що нормально чи випадково знаходяться під напругою застосовуються робоча, додаткова, а також подвійна ізоляція. Подвійна ізоляція виконується шляхом покриття металевих корпусів та рукояток електрообладнання шаром електроізоляційного матеріалу та застосування ізолюючих пристроїв.

Згідно ГОСТ 12.2.007.0-75* (2001) «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности», обладнання КТП відноситься до ІІ класу електротехнічних виробів по способу захисту людини від поразки електричним струмом.

Захист будівель та споруд від прямих ударів блискавки виконується згідно з ДСТУ Б В.2.5-38:2008 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд (IEC 62305: 2006, NEQ)». Струм блискавки призводить до теплового, електромагнітного та механічного впливу на ті об’єкти, по яким він проходить. Окрім прямого удару блискавки вона може проявлятися у вигляді електростатичної та електромагнітної індукції. Блискавкозахист виконується установкою блискавковідводів на території КТП з приєднанням їх до заземлюючого пристрою.

Згідно глави 3.1. ПУЕ, НПАОП 40.1-1.01-97 «ПБЕЕ», ГКД 34.20.507-2003 «ПТЕСіМ» для захисту силового трансформатора від пошкоджень та ненормальних режимів роботи передбачено наступні пристрої релейного захисту:диференційний захист; захист від пере навантажень; газовий захист. Диференційний струмовий захист трансформатора виконаний з використанням реле типу ДЗТ-11, він задовольняє вимогам чутливості, що регламентуються «ПУЕ». Газовий захист виконується на основі реле РЗТ-50.

Згідно вимог НПАОП 40.1-1.01-97 «ПБЕЕ», до технічних заходів захисту від потенційних небезпек належать:

- основним видом захисту у мережах 0,4 кВ із глухо заземленою нейтраллю є – занулення, яке виконане шляхом приєднання металевого корпусу обладнання до заземленої нейтралі трансформатора за допомогою нульового проводу. Переріз нульового проводу вибраний таким чином, щоб забезпечити чутливість захисного апарата до однофазних коротких замикань (в загальному випадку переріз нульового проводу повинен бути не менше половини фазного). У розділі, який називається «Розробка енергозберігаючих заходів в металургійному цеху» розрахований струм однофазного короткого замикання у мережі 0,4 кВ і перевірена чутливість автоматичних вимикачів.

- заземлення також є захисним заходом, при я кому металеві корпуси обладнання приєднані до пристрою заземлення,який виконаний з двох контурів: внутрішнього і зовнішнього. Внутрішній контур виконується мідною полосою перерізом 25×2 мм і до нього приєднуються корпуси обладнання і нейтралі трансформаторів. Внутрішній контур з’єднаний із зовнішнім,виконаним за допомогою заглиблення вертикальних електродів, які паралельно з’єднанні горизонтальним електродом – сталевою полосою. Згідно вимог розділу 1.7 «ПУЕ» нормативне значення опору пристрою заземлення для сумісного захисту електроустановок з напругою 10 кВ з ізольованою нейтраллю і електроустановок 0,4 кВ із глухо заземленою нейтраллю складає R_{ЗУ норм} = 4 Ом.

Розрахyнок системи захисного заземлення виконано для таких умов: заземлення передбачається здійснити за допомогою металевих труб довжиною l_тр = 200 см і діаметром d = 5 см. Труби закладені в землю на глибину h = 40 см, ґрунт - чорнозем з питомим опором р = 2·10⁴ Ом·см. Ширина горизонтальної з'єднувальної полоси b = 0,9 см.

Визначаємо опір одного електрода (труби):

де t - відстань від поверхні ґрунту до середини труби

Визначаємо необхідну кількість електродів:

де R_з - максимальний допустимий опір заземлення (R ≤ 10 Ом);

η_е - коефіцієнт взаємного екранування труб, який приймається в залежності від відношення відстані між трубами а до їх довжини l (при a/l = 2, η_е = 0,45-0,6).

Приймаємо 8 електродів (труб).

Довжина горизонтальної полоси, що з'єднує вертикальні електроди:

l_n = 1,05·a·(n – 1) = 1,05·400·(8-1) = 2940 см.

де а = 2·l_тр = 2·200 = 400 см.

Визначаємо загальний опір з'єднувальної полоси:

Визначаємо загальний опір всієї системи заземлення:

де, η_n - коефіцієнт, який враховує взаємоекранування електродів зі з'єднувальною полосою (η_n = 0,8-0,9);

η_тр - коефіцієнт, який враховує взаємоекранування електродів (при відкритому контурі η_тр = 0,75-0,8, а при закритому контурі η_тр = 0,66-0,75).

Відповідно до вимог «ПУЕ» і ГОСТ 12.1.030-81 (2001) «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление» опір системи захисного заземлення не повинен перевищувати 10 Ом. У нашому випадку дана вимога витримується (R_с = 4 Ом).

Заходи щодо забезпечення виробничої санітарії і гігієни праці для КТП 10/0,4 кВ складального цеху машинобудівного заводу, розроблені згідно вимог ГН 3.3.5-8.6.6.1-2002 «Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу».

Враховуючі наявні шкідливі виробничі фактори, відповідно до вимог ДСП 173-96 «Державні санітарні правила планування та забудови населених пунктів» та ДБН 360-92** «Містобудування. Планування та забудова міських і сільських поселень», розміри санітарно-захисної зони КТП 10/0,4 кВ складального цеху машинобудівного заводу, складають 25 м.

Згідно ДСН 3.3.6-042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень», ГОСТ 12.1.005-88 (1991) «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», вимірювання параметрів мікроклімату на робочих місцях проводяться на висоті 0,5-1,0 м від підлоги - при роботі сидячи, 1,5 м від підлоги - при роботі стоячи. Оптимальні умови мікроклімату встановлюються для постійних робочих місць. У нашому випадку приміщення КТП не є постійним робочим місцем, тому ми виконуємо допустимі умови мікроклімату.

Для КТП 10/0,4 кВ ковальського цеху, в приміщенні де працює обслуговуючий персонал, згідно вимог ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» та ГОСТ 12.1.005-88 (1991) «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», оскільки робочі місця не є постійними, забезпечуються наступні допустимі метеорологічні умови, для фізичних робіт середньої важкості категорії IIа – тобто для робіт, пов'язаних з постійною ходьбою, переміщенням дрібних (до 1 кг) виробів або предметів у положенні стоячи або сидячи й потребуючих певної фізичної напруги:

- у холодний період року: температура 15-24 С; відносна вологість: 75 %; швидкість переміщення повітря: не більше 0,3 м/с;

- у теплий період року: температура 17-29С; відносна вологість: 65 % при 26°C; швидкість переміщення повітря: не більше 0,2-0,4 м/с.

Ці умови забезпечуються завдяки застосуванню природної вентиляції (аерації) приміщення КТП згідно СНиП 2.04.05-91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Опалення та примусова вентиляція споруди КТП не передбачені. При монтажі КТП проектом згідно СНиП 2.04.05-91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование» передбачений місцевий підігрів вимикача та приводу до нього.

У відповідності із визначенням абзацу в) підпункту 3.1 пункту 3 ДБН В.2.5-28-2006 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення», освітлення КТП, що проектується, виконується суміщеним.

Природне освітлення приміщення забезпечене світлом піднебіння (прямим або відбитим), через світові отвори в зовнішніх огороджуючих конструкціях, згідно вимог ДБН В.2.5-28-2006 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення».

У відповідності до вимог п 4.17. ДБН В.2.5-28-2006 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення», зовнішнє освітлення має керування, незалежне від керування освітленням у середині приміщення закритого розподільчого пункту підстанції. Зовнішнє освітлення ЗРП виконується лампами розжарювання.

У відповідності до вимог п. 4.75 ДБН В.2.5-28-2006 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення» освітлення безпеки (аварійне освітлення) створює на робочих поверхнях у виробничих приміщеннях і на території підприємств, які потребують обслуговування при відключенні робочого освітлення, найменшу освітленість 5 %, яка нормується для робочого освітлення від загального, але не менше 2 лк в середині приміщення і не менше 1 лк - для територій підприємств. При цьому створює найменшу освітленість всередині будинків більше 30 лк при розрядних лампах і більше 10 лк при лампах розжарювання допускається за наявності відповідних обґрунтувань.

Для аварійного освітлення (освітлення безпеки) застосовуються лампи розжарювання.

Захист від вібрації та шуму регламентується ДСН 3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої та локальної вібрації», ГОСТ 12.1.003-83* «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности», ДСН 3.3.6.037-99 «Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» та ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования» Джерелом вібрації та шуму КТП є трансформатори. Додатковими заходами зі зменшення рівню шуму та вібрації є встановлення трансформаторів на масивні фундаменти з застосуванням віброізоляторів. В цілому обладнання КТП не створює небезпечних рівнів вібрації та шуму, тому додаткові заходи не передбачаються.

Гранично допустимі показники впливу електромагнітних полів згідно ДСН 3.3.6-096-2002 «Державні санітарні норми при роботі з джерелами електромагнітних полів», ДСН 476-2002 «Державні санітарні норми і правила при роботі з джерелами електромагнітних полів» і ГОСТ 12.1.006-84 (1999) «ССБТ для електрообладнання КТП промислової частоти 50 Гц встановлені наступні: Е_гд = 35000 В/м; ЕН_гд×г_од = 22,0×108 В/м; Е_гд = 5000 В/м на 8 год; Т (при Е_гд = 0,16 год; Н_гд = 10000 А/м; ЕН_гд×г_од = 21,6×107 А/м; Н_гд = 1400 А/м на 8 год; Т (при Н_гд = 0,16 год). Оскільки обладнання встановлене на КТП розраховано на номінальну напругу 10 кВ промисловою частотою 50 Гц, вплив ЕМП буде в основному обумовлений дією електричного поля високої напруги, захист від якого забезпечений шляхом розміщення електрообладнання 10 кВ на недоступній для людини відстані. Оскільки КТП виконана як ЗРП, постійне перебування обслуговуючого персоналу в приміщенні РП не передбачається і всі гранично допустимі показники впливу ЕМП знаходяться в межах норми ,тому застосування додаткових інженерно-технічних заходів захист від ЕМП є недоцільним.

У відповідності із визначеннями та вимогами НРБУ-97 «Норм радіаційної безпеки України» і ОСПУ-2005 «Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України», КТП насосної станції не є джерелом радіаційного випромінювання, тому спеціальні заходи захисту персоналу не передбачені.

Під час роботи (експлуатації) КТП не утворюються промислові відходи (тверді відходи, промислова каналізація, газоподібні викиди), процес утилізації (очищення стоків, фільтрації газоподібних сумішей) яких може впливати на повітряне середовище, водний басейн, повітряне середовище.

У відповідності до вимог пункту 4.2.200 глави 4.2 «ПУЕ», на підстанції, що проектується, маслогосподарство або маслосклади не споруджуються. Доставка сухого масла на підстанцію, що проектується, здійснюється в пересувних ємностях або автоцистернах з централізованих масляних господарств. Відпрацьоване трансформаторне масло регенерується для повторного використання. Процес здійснюється на спеціально відведених для цього територіях централізованих масляних господарств.

У відповідності до вимог пунктів 3.2.2 та 3.2.3 НАПБ 05.032-2002 «Інструкція з протипожежного захисту розподільних пристроїв, підстанцій та трансформаторів», для запобігання розтіканню масла й поширенню пожежі в разі пошкодження маслонаповнених трансформаторів із масою масла більше 1 т в одиниці (одному баку) виконані маслоприймачі, масловідводи й маслозбірники. Об'єм маслоприймача розрахований на одночасне приймання 100% масла, яке вміщується в корпусі трансформатора.

Згідно СНиП 2.09.04-87* «Административные и бытовые здания», в приміщенні оперативно-виїзної бригади передбачено вбиральні, кімнати для відпочинку, обігріву та охолодження.

Заходи з пожежної безпеки для КТП 10/0,4 кВ насосної станції щебеневого виробництва, розроблені згідно вимог НАПБ А.01.001-2004 «Правила пожежної безпеки України» та НАПБ В.01.056-2005/111 «Правила будови електроустановок. Протипожежний захист електроустановок».

З аналізу речовин і матеріалів, що використовуються при роботі КТП 10/0,4 кВ насосної станції, згідно НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків і зовнішніх установок з вибухопожежної і пожежної безпеки» та СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания», приміщення КТП, в яких розташовують трансформатори, відносяться до пожежанебезпечних установок, якими є масло наповненні трансформатори з категорією небезпеки «В» з пожежної безпеки.

Відповідно до категорії виробництва з пожежної небезпеки «В» і вимогами ДБН В.1.1.7-2002 «Пожежна безпека об’єктів будівництва» будівля КТП має ІІ ступінь вогнестійкості уявляє собою будівлю з несучими та огороджувальними конструкціями залізобетону із застосуванням листових і плитних негорючих матеріалів.

Згідно ДБН В.1.1.7-2002 «Пожежна безпека об’єктів будівництва» і НАПБ 05.032-2002 (ГКД 343.000.003.004-2002) «Інструкція з протипожежного захисту розподільних пристроїв, підстанцій та трансформаторів» в приміщенні передбачено шляхи евакуації працівників на випадок пожежі (максимальне видалення від найбільш віддаленого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу не перевищує 5 м. згідно п. 2.29 (табл. 2) СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания».) що вказано на стендах з інструкцією «Дії при пожежі та інших надзвичайних ситуаціях».

Обладнання, силові та освітленні мережі КТП 10/0,4 кВ, відповідають вимогам пожежної безпеки, оскільки виконані відповідно до вимог НПАОП 40.1-1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок», та мають ступінь захисту оболонок (ізоляції), відповідно до пожежанебезпечної зони П-ІІІ - ІР44.

На КТП, що проектується, згідно НАПБ А.01.003-2009 «Правила улаштування та експлуатації систем оповіщення про пожежу та управління евакуацією людей в будинках та спорудах» та пункту 1.6.14 ДБН В.2.5-13-98* «Інженерне обладнання будників і споруд. Пожежна автоматика будинків і споруд» передбачено встановлення системи пожежної сигналізації у приміщенні чергового персоналу. Для виявлення загорянь і пожеж на об’єкті використовується протипожарна сигналізація «Алай И-3», панель керування якого встановлено на щиті керування, сигналізація додатково виведена на піст охорони.

У якості заходів проти поширення пожежі згідно НАПБ 05.032-2002 (ГКД 343.000.003.004-2002) «Інструкція з протипожежного захисту розподільних пристроїв, підстанцій та трансформаторів», передбачені первинні засоби пожежогасіння, що розташовані на пожежних щитах. У комплект пожежного щита згідно НАПБ Б.03.002-2004 «Типові норми належності вогнегасників», входять: вогнегасники -(ОУ-10 - 1, ОУ-5 - 2), ящики з піском, місткістю 1 м³, совкова лопата, кошма розміром 2 × 2 м, 3 багра, 2 сокири, бочка з водою ємністю 0,2 м³, відро ємністю 0,008 м³. Щити розташовані в видних і доступних місцях та пофарбовані в червоний колір.

15.2 Заходи безпеки у надзвичайних ситуаціях

Хімічне зараження є наслідком аварій на хімічно-небезпечному об’єкті (ХНО) і транспортних засобах, що перевозять сильнодіючі отруйні речовини (СДОР).

Вирішальне значення при аваріях на ХНО має швидкість виконання заходів щодо захисту населення.

При загрозі чи виникненні аварії негайно, відповідно до діючих планів, здійснюється оповіщення працюючого персоналу і населення, що проживає поблизу. Населенню даються вказівки про порядок поводження.

Про аварію керівник об’єкта або черговий диспетчер доповідає начальнику цивільного захисту (ЦЗ) міста, області.

Обслуговуючий персонал відповідно до діючих на об’єкті інструкцій вживає заходи захисту з ліквідації чи локалізації аварії. У міру прибуття до цих робіт беруться підрозділи рятувальних служб і спеціалізовані невоєнізовані формування.

За сигналом оповіщення:

- населення вдягає засоби захисту органів дихання (табельні або найпростіші) і виходить із зони зараження в зазначений район;

- особовий склад (о.с.) органів керування збирається на пунктах керування;

- о.с. підрозділів рятувальних служб прибуває до місця аварії;

- спеціалізовані невоєнізовані формування, формування медичної служби й охорони громадського порядку прибувають у призначені пункти збору.

У першочерговому порядку організовується розвідка, що встановлює місце аварії, вид СДОР, ступінь зараження нею території і повітря, стан людей у зоні зараження, межі зон зараження, напрямок і швидкість вітру, напрямок поширення забруднення. Розвідка ведеться розвідувальними підрозділами газорятувальної служби і спеціалізованих формувань.

Встановлюється оточення зон зараження й організовується регулювання руху.

Після проведення розвідки й ухвалення рішення починається організоване ведення рятувальних робіт. До цього заходи щодо порятунку людей вживаються працюючим персоналом об’єкта і самим населенням у порядку само- і взаємодопомоги.

У зоні зараження намічаються ділянки й об’єкти, на які вводяться рятувальні і медичні формування. Уражені після надання їм допомоги доставляються на незаражену територію, а при необхідності - у лікувальні установи. Населення, яке опинилося в зоні зараження, евакуюється за її межі.

Роботи проводяться з дотриманням запобіжних заходів, використовуються засоби індивідуального захисту (ЗІЗ), передбачається страховка особового складу, що виконує роботи в незручних та ізольованих місцях.

На виході із зон зараження організовується санітарна обробка населення і о.с. формувань, дегазація транспорту та майна. Ці роботи проводяться на пунктах спеціальної обробки (ПуСО). Заражений одяг збирається для наступної дегазації чи знищення.

З метою найшвидшої ліквідації наслідків аварії здійснюється дегазація території, споруджень, устаткування, техніки та інших об’єктів зовнішнього середовища. Повернення населення в зону зараження допускається після проведення контролю зараженості.

Харчова сировина, продукти харчування і фураж, що опинилися в зоні зараження, перевіряють на зараженість, після чого приймається рішення на їхню дегазацію, утилізацію чи знищення.

Запаси води і джерела водопостачання також перевіряються на зараженість.

При виникненні аварії з викидом СДОР на транспорті оповіщаються начальники ЦЗ району, міста й області, на території яких відбулася аварія, і за їх розпорядженням чи за розпорядженням голови надзвичайної комісії приводяться до готовності органи управління, формування розвідки, медичної служби, органи громадського порядку й інші. Організовуються оточення місця аварії, рятувальні й інші невідкладні роботи.

Передбачений для КТП 10/0,4 кВ насосної станції щебеневого виробництва, комплекс заходів по забезпеченню безпеки, виробничої санітарії, гігієни праці і пожежної безпеки забезпечує безпечні та комфортні умови праці персоналу.

Передбачені заходи з цивільного захисту забезпечують стійку роботу об’єкта та безпеку персоналу в умовах надзвичайної ситуації.

16 Індивідуальне завдання

В якості індивідуального завдання розроблено питання блискозахисту на основі активного блискавковідводу Satelit 3.

Найбільш небезпечним проявленням блискавки с точки зору ураження будівель та споруд є прямий удар.

Очікуване число уражень блискавкою у рік споруд та будівель визначається за формулою:

(16.1)

де В - ширина об'єкта, що захищається, м; L - довжина, що захищається, м; h - висота захищуваного об'єкта за його бічних сторін, м; n - середнє число поразок блискавкою 1 на рік, визначаємо з [7].

На практиці для захисту будинків і споруд від прямих ударів блискавки найбільше розповсюдження отримали стрижневі й тросові блискавковідводи.

Рисунок16.1 - Конструкція стрижневого (а) і тросового (б) блискавковідводів

Кожен блискавковідвід складається з наступних елементів:

1-блискавкоприймач, безпосередньо сприймає прямий удар блискавки; 2-несуча конструкція, призначена для установки блискавкоприймача; 3-струмовідвід, що забезпечує відвід струму блискавки в землю; 4-заземлювачі, що відводять струм блискавки в землю і забезпечують контакт із землею блискавкоприймача і струмовідвода.

16.1 Стрижньові блискавкоприймачі

Стрижневі блискавкоприймачі виготовляють із прокатної сталі різного профілю, найбільш розповсюдженими є прутки і водопровідні труби.

Для устрою токотводов застосовують круглу сталь і сталевий канат діаметром 5-6 мм або полосовую сталь прямокутну і кутову з площею поперечного перерізу 24 і 48

Несучі конструкції блискавковідводів виготовляють з залізобетону і металу. Висота залізобетонних блискавковідводів 8-20 м. Металеві блискавковідводи знаходять широке застосування при захисті високих протяжних об'єктів, де необхідна висота складає 20-30 м.

Найбільша оптимальна висота несучих конструкцій окремостоячих блискавковідводів не перевищує 50 м.

Тип, кількість і взаємне розташування блискавковідводів визначають геометричну форми зони захисту.

Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу висотою менше 150 м являє собою конус, вершина якого знаходиться на висоті , горизонтальні перерізів зон захисту на висоті захищаємого об'єкта і на рівні землі є собою колами радіусом і відповідно.

Рисунок 16.2 – Зона захисту одиночного стрижневого блискавковідводу

Тип зони захисту розглянутої споруди ГЗП - 35 кВ - зона А.

Для зони А радіус зон захисту одиночних стрижневих блискавковідводів і висоту розташування блискавкоприймача розраховують за формулами:

(16.2)

(16.3)

(16.4)

Зона захисту подвійного стрижневого блискавковідводу висотою менш 150 м наведена на малюнку 16.3

Рисунок 16.3 – Зона захисту подвійного стрижневого блискавковідводу

Торцеві області зон захисту визначають як зони одиночних стрижневих блискавковідводів. Параметри визначають за формулами (16.2), (16.3), (16.4).

Зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу мають такі розміри: для зони А, яка має місце при L 3h:

(16.5)

(16.6)

(16.7)

16.2 Тросові блискавкоприймачі

У Якості тросового бліскавкоприймача часто використовують стальний оцинкований спіральній канат перетин 48,26

Зона захисту одиночного тросового блискавковідводу висотою h 150 м показана на малюнку 16.4, де h визначають у точці найбільшого провисання троса, при відомій висоті опор і довжині прольоту а < 120 м, сталевого троса перерізом 35-50 визначають як:

(16.8)

Рисунок 16.4 – Зона захисту одиночного тросового блискаприймача

Параметри зони захисту одиночних тросових блискавковідводів, для зони А, визначають за формулами:

(16.9)

(16.10)

(16.11)

16.3 Активні блискавкоприймачі

Спеціальний науково-дослідний центр пожежної безпеки і цивільної оборони МНС РК при проведенні лабораторних випробувань (Протокол випробувань № 24 від 12.02.2001г.) Визнав ефективність дії активної системи блискавкозахисту в кілька разів вища звичайних традиційних штирьових блискавковідводів за рахунок додаткової ініціації верхнього лідера і, як наслідок, збільшення радіусу зони захисту для даного об'єкта.

Активна система блискавкозахисту відповідає нормативним вимогам країн: Франції (NFС), Британії (BS), США (NFPA), Німеччини (VDE), Європи (CENELEC) та Міжнародним стандартам (IEC, ISO).

Зона захисту активного блискавкоприймача істотно перевершує зону захисту звичайного штирьового. Це означає, що там, де за класичними схемами захисту необхідно вибудовувати складну систему штирьових блискавкоприймачів, досить поставити один активний блискавковідвід і рівень захисту буде як мінімум на тому ж рівні, що і за класичною схемою.

Активні громовідводи широко використовуються в Західній Європі, особливо у Франції, Іспанії, Португалії, Польщі, Австрії та ін, ці країни і є їх основними виробниками.

Зазвичай виробники активних блискавкоприймачів гарантують не менше 20 років надійної роботи при будь-якій грозовий актівності.Украіна є областю з досить низькою грозовою активністю, тому терміни служби активних блискавковідводів збільшуються у кілька разів.

16.3.1 Принцип роботи нерадіоактивних активних блискавкоприймачів

Спеціальні форми і іскрові системи РСЕ

Ці системи сконструйовані для того, щоб мати збільшений радіус захисту завдяки спецефічній формі терміналу або блискавкоприймачів, які вистрілюють іскри, коли блискавкоприймач перебуває під впливом сильного електричного поля. Ці іскри викликають посилену іонізуацію на кінчику штанги.

Ці пристрої працюють як конденсатор, збирая заряд при збільшенні електричного поля. Коли лідер наближається до майданчика, електричне поле значно зростає, що викликає іскріння в пристрої, створюється корона і ініціюється колективний стример.

Переваги такого типу пристроїв:

- Широкий вибір радіусів захисту;

- Поліпшена максимальна ефективність;

- Загальна автономія;

- Надійність і витривалість;

- Нерадіоактивних технологія.

Системи РСЕ імпульсного напруги

Блискавкоприймачі цих систем мають додаткові живильні пристрої, які виробляють імпульси напруги. Ці імпульси створюють позитивні іони навколо штанги. Частота імпульсів визначається обмеженням створення просторового заряду (корони) навколо штанги. Ці системи мають загострений стрижень, зафіксований в шахті, яка містить високовольтний трансформатор та електронний модуль, який виявляє збільшення напруженості поля. Ці пристрої зазвичай живляться від батарей і фотоелементів. Вироблена корона постачає канал позитивними іонами перед іспусканням стримера. Ці системи рідко використовуються через їхню складність, хоча, як показали лабороторні випробування, вони виробляють стример на 10-50 мкс раніше, ніж блискавкоприймач Франкліна.

Недавні експериментальні дані показали, що швидкість нижнього лідера приблизно дорівнює швидкості верхнього лідера для систем РСЕ.

Система РСЕ, заснована на пьезоелектричнім ефекті

Стрижень, типовий блискавковідвід, з'єднаний з землею, ефективно працює, змінюючи еквіпотенціали, які відповідають структурі будівлі, яке він захищає.

Поява блискавки є важливим фактором у збільшенні місцевого електричного поля. Принцип п'єзоелектричного блискавковідводу заснований на декількох факторах: збільшенні місцевого електричного поля і ранньому створенні бажаного каналу розряду.

П'єзоелектричні збудження

Основний принцип роботи блискавковідводу - збільшити кількість вільних зарядів (іонізованних частинок і електронів) в повітрі, навколишньому громовідвід, і створити в електричному полі «хмара-земля» канал з відносно високою провідністю, що містить бажану доріжку для блискавки.

Вільні заряди створюються коронним ефектом з застосуванням точок іонізації блискавковідводу, прикладеної напруги, елементами п'єзоелектричної кераміки (свинцево-цирконієвим титаніту); їх особливість полягає у виробленні дуже високої напруги простою зміною прикладеного тиску.

Створена напруга, прикладається через високовольтний кабель, який проходить всередині опорного стовпа блискавковідводу до точок іонізації для створення вільних зарядів коронним ефектом. Потім ці заряди викидаються за допомогою спеціальної аеродинамічної форми блискавкоприймача від голови блискавковідводу вгору (посилена циркуляція повітря). Коли вони знаходяться за межами голови, ці заряди підпорядковуються електричному полю «хмара-земля». Поляризовані заряди відштовхуються хмарою до землі, канал зарядів, який утворюється в продовженні блискавковідводу, потім об'єднується з зарядами від протилежного стовпа електричного поля хмари (стовп розрядів може бути як позитивно зарядженим, так і негативно).

Будь-яке штучне збільшення щільності іонів повітря, що оточує електрод, сприяє зниженню потенціалу пробою.

Здатність просувати збудження при більш низьких величинах електростатичного поля (отже, раніше) збільшує ймовірність захоплення блискавки. Отже, ці громовідводи пропонують високі гарантії під час розрядів з низькою інтенсивністю (від 2 до 5 кА) в порівнянні з простими стрижневими блискавковідводами, які можуть тільки перехоплювати їх на коротких дистанціях.

Області застосування цих систем досить широкі і включають в себе:

- Промисловість (очисні споруди, насосні станції);

- Телекомунікації (реле, антени);

- Відкриті установки (стадіони, корти для гольфу, парки для розваг);

- будівлі (склади, церкви, пам'ятники).

Ці системи можуть бути оснащені розрядними лічильниками

16.3.2 Робота активного блискавковідводу Satelit 3

1) Нормальний стан:

Три гнучкі легкі батареї, розташовані на корпусі SATELI 3, постійно підживлюють внутрішню акумуляторну Ni-MH батарею (максимальна напруга заряду 7.2 V), Фотоелементи, контролер і датчик напруженості і полярності електричного поля живляться від цієї батареї. Діагностичний пульт TELETST 3 отримує дані про нормальний стан.

2) Початок процесу:

При виникненні спалахів чи підвищення напруженості електричного поля фотоелектричні датчики блискавок і датчики атмосферного електричного поля, збуджують ланцюг контролю полярності (негативна або положітельноя полярність). Контролер, що отримав інформацію про ймовірність блискавки, напруженості поля і його полярності збуджує перетворювач високої напруги. Перетворювач заряджає кінчик голки блискавковідводу до потенціалу 35 ~ 45KV. Що призводить до високої іонізаціі повітря навколо кінця громовідводу.

3) Спалах та розряд блискавки через молніеовод:

Під час удару блискавки в громовідвід, на самому початку спалаху, припиняються операції (2). Переважна більшість блискавок в радіусі захисту захоплюються на голку і відводять в землю. Внутрішні елементи SATELI 3 не пов'язані із заземленням, тому не будуть вражені блискавкою і виведені з ладу.

Після зменшення електростатичного поля система автоматично дезактивируется протягом 45 хв.

Якщо знову з'являються грозові хмари і збільшиться електростатичне поле, система спрацює знову, як описано вище.

Устрій активного блискавковідводу Satelit 3показан на листі №8 графічної частини.

Голка, корпус і гніздо розряду виконані з нержавіючої сталі. У конструкції використовується нержавіюча сталь одного виду марки 304 L для виключення виникнення напруги всередині конструкції між різними металами.

Компоненти електронної схеми управління розміщені всередині корпусу. Компоненти захищені від впливу навколишнього середовища і старіння найкращим способом за сучасною технологією. З метою забезпечення надійності блискавковідводу застосовані сонячні батареї і фотоелементи, які звичайно застосовуються у космічній промисловості. Високонадійний акумулятор може, тим не менш, легко замінений. Високий ступінь захисту від впливу пилу, агресивних опадів і перепадів температур теплоізоляція забезпечує SATELI3 тривалим строком служби без збоїв. Конструкція устаткування забезпечує захист від будь-яких кліматичних впливів. Його можна використовувати як у тропіках, де постійно дуже висока вологість, так і в умовах різко континентального клімату - в Сибіру або в пустелях з величезними добовими перепадами температур.

Рисунок 16.5 - Пульт дистанційної діагностики Teletester-S3

Важлива особливість Satelit3 наявність пульта дистанційного діагностики (існує пристрій і без дистанційного пульта діагностики), яке дозволяє діагностуватиодночасно 1 громовідвід. Якщо, наприклад, якщо в системі 10 блискавковідводів,діагностика буде проходити послідовно, по одному. Устрій дистанційноїдіагностики здійснює контроль над блискавковідводом в радіусі максимум від 50до 100 м. Для перевірки блискавковідводу, на пульті спочатку необхідно ввести код серійний номер. Передавач, інтегрований в блискавкоприймач, кожні 90 сек. передає на керуючий пристрій радіосигнали, які надають 2 види інформації про рівень заряду батарей: якщо батарея слабо заряджена горить червоне світло,якщо зарядка батареї достатня для роботи горить зелене світло. Спочатку блимає, потім загоряється. У блискавковідводу використовуються надійні нікель содержащие батареї з ресурсом 5-7 років.

Таблица 16.1 – Попередній вибір активного блискавковідводу Satelit3

Захист радіус захисту (м)
	H = висота кінцівки (м)
	2	4	5	6	10	15	30	45	60
Рівень 1. 1-й рівень забезпечує захист у межах 95-98%. Такий рівень захисту призначений для будинків, де концентрується велика кількість людей, знаходиться високотехнологічне обладнання, де зберігається культурна спадщина або є небезпека ядерного вибуху, такі як театри, школи, готелі, банки, універмаги, висотні будівлі бізнес-компаній з дорогим обладнанням, дитячі установи , промислові підприємства.
Satelit 3-25	19	39	49	50	51	53	55	--	--
Satelit 3-45	28	56	70	71	72	73	75	--	--
Satelit 3-60	34	69	86	87	88	89	90	--	--
Рівень 2. 2-й рівень забезпечує захист об'єкта в межах 80-95%. Підходить для ферм, сільськогосподарських установ з пожежонебезпечністю, пов'язаної з наявністю електричних приладів.
Satelit 3-25	23	46	57	58	61	63	65	70	--
Satelit 3-45	32	64	81	82	83	85	87	90	--
Satelit 3-60	39	78	97	98	99	101	102	105	--
Рівень 3. 3-й рівень блискавкозахисту гарантує захист у межах 0-80%. Підходить для приватних будинків
Satelit 3-25	26	52	65	66	69	72	75	84	85
Satelit 3-45	36	72	89	90	92	95	97	104	105
Satelit 3-60	43	85	107	108	109	111	113	119	120

Захисний радіус, активного блискавкоприймача розраховується за формулою:

R_pa=(h×(2D-h)+dL×(2D+dL)) ^½ (5.12)

де:R_pа – захисний радіус блискавковідводу, в м

dL – ініціація верхнього лідера

D – радіус фіктивної сфери

I рівень захисту – D=20 м,

II рівень захисту – D=45 м,

III рівень захисту – D=60 м,

h – це висота від верхівки п'єзоелектричного блискавковідводу до поверхні, яка повинна бути захищена, в м

Рисунок 16.6 - Захисний радіус підібраний не вірно

Рисунок 16.7 - Захисний радіус підібраний вірно

Що б переконається, що сферична форма зони захисту охоплює весь об'єкт, що захищається, необхідно провести перевірку, підставляючи різні значення висоти h, якщо висоти будівель в захищається зони різні.

16.4 Розрахунок блискавковідводу для об'єкта ГЗП-35кВ.

Вихідні дані:

Середньорічна кількість днів з грозами - 22,8

Габарити захищається майданчики ДхШхВ - 72,6 х45х17 м

16.4.1 Виконаємо розрахунок одиночного стрижневого блискавковідводу для об'єкта ГЗП-35кВ.

За формулами (16.2) (16.3) (16.4) знайдемо радіуси зон захисту при висоті розташування блискавкоприймача h = 65 м:

16.4.2 Виконаємо розрахунок подвійного стрижневого блискавковідводу для об'єкта ГЗП-35кВ.

За формулами знайдемо радіуси зон захисту при висоті розташування блискавкоприймача h = 53 м:

16.4.3 Виконаємо розрахунок одиночного тросового блискавковідводу для об'єкта ГЗП-35кВ.

За формулами (16.8) (16.9) (16.10) (16.11) знайдемо радіуси зон захисту при висоті розташування блискавкоприймача h = 46 м:

= 31,34 м

16.4.4 Виконаємо розрахунок активного блискавковідводу Satelit 3 - 25 для об'єкта ГЗП-110кВ.

Ініціація верхнього лідера dL= 25 м

Висота від верхівки активного блискавко приймача до висоти захищає мого об’єкту h=6 м

За формулою (5.12) визначемо захисний радіус, активного блискавко приймача:

Отже висота установки блискавкоприймача від рівня землі Н=23 м.

16.4.5 Виконаємо розрахунок активного блискавковідводу Satelit 3 - 45 для об'єкта ГЗП-35кВ.

Ініціація верхнього лідера dL= 45 м

Висота від верхівки активного блискавко приймача до висоти захищає мого об’єкту h=2 м

За формулою (16.12) визначемо захисний радіус, активного блискавко приймача:

Отже висота установки блискавкоприймача від рівня землі Н=19 м.

16.4.6 Виконаємо розрахунок активного блискавковідводу Satelit 3 - 60 для об'єкта ГЗП-35кВ.

Ініціація верхнього лідера dL= 60 м

Висота від верхівки активного блискавко приймача до висоти захищає мого об’єкту h=2 м

За формулою (16.12) визначемо захисний радіус, активного блискавко приймача:

Отже висота установки блискавкоприймача від рівня землі Н=19 м.

Рисунок 16.8 – Графік співвідношення висоти установки блискавковідводу і радіуса зони захисту

Проаналізувавши данні приведені вище можно зробити висновок, що використання активного блискавковідводу є більш доцільним в порівнянні з класичними конструкціями пасивних блискавковідводів, це обргрунтовано більшою надійністю системи активного блискавкоприймача, що підтверджують випробування цієї системи, більшою величиною зони захисту, меншими габаритами конструкції, більш естетичний видом пристрою та наявністю дистанційної діагностики роботи блискавковідводу.

ВИСНОВКИ

В дипломному проекті розроблена схема електропостачання групи цехів щебеневого виробництва. На основі розрахунку електричних силових і освітлювальних навантажень , для живлення групи цехів прийнята ГЗП 35/10кВ

з розташуванням у центрі електричних навантажень. На ГЗП встановлені трансформатори типу ТМН-4000/35. На основі побудованої картограми навантажень вибрані 8 КТП 10/0,4 кВ, для яких вибрані потужності трансформаторів з урахуванням компенсації реактивної потужності на боці НН трансформаторів. На основі забезпечення балансу реактивної потужності вибрані 2 конденсаторні батареї 2 х УКЛ-10,5-1350УЗ.

Для РП-10- кВ прийнята компоновка з 2-х рядним розташуванням шаф КРУ типа КМ-1Ф з вимикачами ВB/TEL-10-12.5/630УЗ.

Для кабельних ліній 10 кВ прийняті КЛ ААШв 3х120, які прокладені в траншеї.

В якості оперативного струму прийнятий випрямлений оперативний струм.

Докладно розрахована мережа 0,4 кВ насосна станція для якої вибрана радіальна схема із застосуванням 1 СП типа ШР-11, 1ЯРП та 5 ЩСУ які живляться від РУ-0,4 кВ КТП за радіальною схемою.

Для цехової мережі визначені уставки захисних апаратів і перерізи кабелів і проводів, вибрані тролейні лінії.

Розроблено схему релейного захисту блоку кабельні лінії – трансформатор із застосуванням блоків РЗА типу ЯРЕ2201 і вибрані уставки спрацьовування.

В якості індивідуального завдання розроблено питання блискозахисту на основі активного блискавковідводу Satelit 3.

Також в дипломному проекті розроблені питання з економіки та охорони праці.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Правила устройства електроустановок /Минэнерго СССР- М.:Энергоатомиздат, 1985- 640 с.

2. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2т/Под ред.. А.А. Федорова т.1. Электроснабжение – М.: Энергоатомиздат, 1987- 592с.

3. Справочник по электроснабжению: в 2 т. /Под ред.. А.А. Федорова т.2. Электрооборудование- М.: Энергоатомиздат, 1987- 604с.

4. Справочник по проектированию электроснабжения /Под ред. Ю.Т. Барыбина М.: Энергоатомиздат, 1990-567 с.

5. Методичні вказівки до дипломного проектування для студентів спеціальності 8.090603 «Електротехнічні системи електроспоживання» Укл. О.М. Свидерська і ін. – ЗДТУ – Запорожжя, 1999 – 58 с.

6. Неклепаев Б. Н., Крючков и.П. Электрическая часть станций ы подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования – М.: Энергоатомиздат, 1989-608 с.

7. Методичні вказівки з економічноі частини для виконання дипломногопроектування.

8. Рожкова П.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций М.: Энергоатомиздат, 1987 -648 с.

9. Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ /Г.К. Вишняков и др. Под ред. С.С. Рокотяна -М.: Энергоатомиздат, 1982-352 с.

10. Федоров А.А. Старкова Л.В. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 368 с.

11. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования /Под ред. В.Н. Круповича- М.: Энергоатомиздат.

12. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Проектирование и расчет. А. С. Овчаренко и др. –К: Техника 1985 -279 с.

13. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения Андреев В. А. учебник для вузов и спец. «Электроснабжение» - М.: Высшая школа, 1991-496 с.

14. Компенсация емкостных токов в сетях 6-10 кВ /Ф. А. Лихачев и др. /Электрические станции, 1978, №10 -68 с.

15. Овчаренко А.С. Родинский Д.И. Повышение эффективности электроснабжения промышленных предприятий – К.: Техника, 1989 -287 с.

16. Правила технической эксплуатации и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей – М.: Энергоатомиздат, 1974 -352 с.

17. Методичні вказівки до дипломного проектування з «Охорони праці для студентів 8.090603 «Електротехнічні системи електроспоживання».

18. Охрана труда в электричних установках. /Под ред. Б.А. Князевского. М.: Энергоатомиздат, 1983 -336 с.