6.2 Техника безопасности

Основными опасными производственными факторами в данном АРМ является электрический ток.

Электрооборудование АРМ оснащается пусковой аппаратурой, исключающей самопроизвольное включение при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения независимо от положения органов управления к этому моменту. Электробезопасность АРМ обеспечивается изготовлением электрооборудования в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 [14], ГОСТ 12.2.007.14-75 [15], ГОСТ 12.1.019-79 [16] и соблюдением правил ПУЭ [17] при их эксплуатации. В частности необходимо произвести защитное зануление согласно ГОСТ 12.1.030-81 [18]. Обеспечить надежную изоляцию всех токоведущих частей.

В случае повреждений изоляции токоведущих частей возможно попада­ние человека под фазное напряжение.

Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Эта искра может служить причиной воспламенения горючих или взрывоопасных газов, паров или пыли с воздухом.

Для персонала, обслуживающего автоматизированное рабочее место, должны быть разработаны и утверждены в установленном порядке инструкции по охране труда, в которых приводят обязанности обслуживающего персонала, безопасные приемы и методы работы при обучении, наладке и ремонте, формы организации контроля за мероприятиями и средствами обеспечения безопасности, рациональные режимы труда и отдыха персонала, обслуживающего данное АРМ.

В инструкцию по эксплуатации включают следующие разделы.

Общие требования безопасности. Указываются назначение и характеристики АРМ, характеристика опасных и вредных производственных факторов, действующих на работающих, требования по обеспечению взрыво- и пожаробезопасности, условия допуска лиц к выполнению работы, а также ответственность работающего за нарушение требований инструкции.

Требования безопасности перед началом работы. Необходимо проверить исправность оборудования, ограждений, сигнализации, блокировочных и других устройств, защитного заземления, вентиляции, провести тестовую проверку функционирования частей АРМ. Особое внимание при этом уделяется блокировочным устройствам, которые должны срабатывать в соответствии с электрической схемой.

Требования безопасности во время работы. Указываются способы и приемы безопасного выполнения работ, правила использования технологического оборудования.

Требования безопасности в аварийных ситуациях. Отражаются порядок безопасного отключения и действия персонала при возникновении опасных, критических и аварийных ситуаций, которые могут сформировать несчастный случай или аварию.

Требования безопасности по окончанию работы. Указывается порядок отключения АРМ, записей в журнале о техническом состоянии, передачи АРМ по смене.

Требования безопасности, безопасные приемы и методы работы при обучении, проведении наладочных, ремонтных и профилактических работ.

Требования к организации контроля за безопасной работой. Указывается, что контроль за исправностью оборудования и средств защиты на АРМ, соблюдением работающими правил безопасности труда осуществляют ИТР цеха, отдел охраны труда предприятия совместно со службой, проводящей контроль за оборудованием.

Заземление – преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкание на корпус и по другим причинам согласно ГОСТ 12.1.030-81 [18].

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением согласно ГОСТ 12.1.030-81 [18].

Расчет системы защитного зануления при мощности питающего трансформатора 700 кВА, схема соединения обмоток трансформатора – звезда, электродвигатель асинхронный, серии 4А, U=380B, n=3000 мин^-1,тип 4А132М2.

Условие обеспечения отключающей способности зануления:

(6.1)

где U_ф – фазное напряжение, В;

Z_T – сопротивление трансформатора, Ом;

Z_П – сопротивление петли фаза-нуль, которое определяется по зависимости

(6.2)

где R_н, R_Ф – активные сопротивления фазного и нулевого проводников, Ом;

Х_н, Х_ф – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников, Ом;

Х_П – внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль, Ом.

При расчетах зануления Z_Т берется из таблицы 6.1.

Таблица 6.1 Приближенные расчетные полные сопротивления Z_Т, Ом, масляных трансформаторов по ГОСТ 11920–73 и ГОСТ 12022–76

Мощность трансфор-матора, кВА	ZT, при схеме соединения обмоток		Мощность трансфор-матора, кВА	ZT, при схеме соединения обмоток
	звездой Δ	треугольником Δ		звездой Δ	треугольником Δ
25	3,11	0,906	250	0,312	0,090
40	1,949	0,562	400	0,195	0,056
63	1,237	0,360	630	0,129	0,042
100	0,799	0,226	1000	0,081	0,027
160	0,487	0,141

Номинальный ток электродвигателя

(6.3)

где Р – номинальная мощность двигателя, кВт;

U_н – номинальное напряжение, В;

cos – коэффициент мощности.

Для расчета активных сопротивлений R_н, и R_Ф задаемся сечением, длинной, материалом нулевого и фазного проводников. Сопротивление проводников из цветных металлов определяется по формуле

(6.4)

где ρ – удельное сопротивление проводника (для меди ρ=0,018, для алюминия ρ=0,028 Оммм²/м);

– длина проводника ,м;

S – сечение мм².

Значения Х_ф и Х_н для медных и алюминиевых проводников малы и, как правило ими пренебрегают. Активное и индуктивное сопротивления проводников берут из справочных материалов. Для этого задаются длиной проводника и профилем сечения, определяют ожидаемое значение тока короткого замыкания. Величину внешнего индуктивного сопротивления петли фаза-нуль в практических расчетах принимают равным 0,6 Ом/км.

Из справочных данных находим основные технические характеристики электродвигателя N=10 кВт; cos=0,9;

Пусковой ток двигателя

.

Номинальный ток плавкой вставки

(6.5)

где  – коэффициент режима работы принимается для двигателей с частыми включениями, например двигателей для кранов =1,6…1,8, для двигателей, приводящих в действие механизмы с редкими пусками (конвейеров, вентиляторов) =2…2,5.

Определим ожидаемое значение тока короткого замыкания

Задаемся стандартным сечением нулевого провода 440 мм и рассчитываем плотность тока 

(6.6)

Из справочных таблиц находим активные и индуктивные сопротивления стальных проводников. Для этого задаемся сечением и длиной нулевого и фазного проводников, выполненных из стали: , сечением 440 мм; S =160 мм²; ; сечением  =8 мм; S =50,27 мм². Активное сопротивления фазного и нулевого проводов.

(6.7)

(6.8)

Определяем внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников Х_ф и Х_н.

(6.9)

(6.10)

где Х_ – из справочной таблицы, Ом;

– длина проводника, км.

Общая длина петли фаза-нуль 50100=150 м=0,15 км, тогда

Используя получены данные, рассчитываем Z_п и определяем ток короткого замыкания.

Проверим условие надежного срабатывания защиты

.

Ток I_кз более чем в три раза превышает номинальный ток плавкой вставки, поэтому при замыкании на корпус плавкая вставка перегорит за 5…7 с и отключит поврежденную фазу. По номинальному току из таблицы стандартных предохранителей принимаем плавкую вставку серии ПН2-100 с номинальным током 80 А при напряжении сети 380 В.

В соответствии с правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей использование земли в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках напряжением до 1000В запрещается [7]. Поэтому в нашем случае при рассмотрении заземляющего оборудования на АРМ будем иметь в виду трехфазную четырехпроводную сеть с нейтралью. Соответственно отсутствие заземляющего оборудования есть трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью или нулевой провод.

Сопротивление заземляющего устройства растекание тока должно быть равно или несколько меньше допустимого сопротивления по ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ [22] или ПУЭ [17].

При пробое изоляции на корпусе оборудования появляется напряжение. Прикосновение к такому оборудованию является однофазным. Однофазное включение представляет собой непосредственное соприкосновение человека с частями электроустановки или оборудования, нормально или случайно находящимися под напряжением.