Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по оценке средств защиты труда в производственной сфере. Учебное пособие
.pdf
61
Продолжение таблицы 28
Расстояние от центра тяжести отдельных элементов до плоскости
опорного контура, м
h
i
башни
h
б
10
поворотной платформы
h
пп
1
противовеса
h
пв
2,5
неповоротной части крана
h
нч
0,5
Площадь наветренной поверхности элементов крана, м
2
A
i
стрелы
A
c
4
башни
A
б
14
поворотной платформы
Aпп
5
противовеса
A
пв
4
неповоротной части крана
Aнч
3
груза
A
г
3
Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м
вперед
b 2
назад
B1 1,5
Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы, м
r
2,4
Расстояние от опорного контура до корневого шарнира cтрелы, м
h
r
19
Длина стрелы, м
L
ст
23
Высота подъема груза, м
Н
гр
37
Максимальная скорость подъема груза, м/с
v
0,3
Кратность грузового палиспаста, шт
n
гп
2
Для определения собственной устойчивости крана рассматривается случай, когда кран стоит на горизонтальной поверхности, без груза и с максимально поднятой стрелой (=600). Стрела расположена в направлении перпендикулярном к передвижению крана. Кран опрокидывается назад, ребро опрокидывания крана проходит по заднему рельсовому пути (рис.7).
Расчет собственной устойчивости крана
1. Определяем весовые нагрузки от элементов крана по формуле:
Gi= g·mi , (56)
где g – ускорение свободного падения, g =9,81 м2/с.
Численные значения величин нагрузок от веса элементов крана представлены в
табл. 29.
62
Таблица 29
Конструктивные элементы
крана
Расчет нагрузок
Величины нагрузок, кН
Неповоротная часть
Gнч = 25,5 х 9,81
250,2
Поворотная платформа
G
пп
= 7 х 9,81
68,7
Противовес
G
пв
= 28 х 9,81
274,7
Башня
Gб = 6 х 9,81
58,9
Стрела
Gс = 3 х 9,81
29,4
i
bL
iкэ
iкэ
L
Конструктивные элементы
крана
Расчет длин плеч нагрузок
Длина плеч, м
Неповоротная часть
нч
=|0-1,5|
1,5
Поворотная платформа
пп
=|1,5-1.5|
0
Противовес
пв
=|5-1,5|
3,5
Башня
б
=|-1,8-1,5|
3,3
cos)
2
(
c
c
L
br
c
i
Весовые нагрузки от элементов крана
2. Производим расчет величин плеч нагрузок из выражения:
где
- расстояние от центра тяжести элемента до оси вращения крана, м; b1 –
|
|, (57)
1
расстояние от оси вращения крана до вертикальной оси опрокидывания
назад, м.
Численные значения плеч нагрузок приведены в табл. 30.
Таблица 30
Численные значения плеч нагрузок от весов элементов крана
Плечо нагрузки от веса стрелы определяется по формуле:
3. Рассчитываем величины изгибающих моментов от нагрузок, воздей-
ствующих на элементы крана по формуле:
Мi=Gi∙
, (58)
= 2,4+2+11,5∙0,5= 10,15 м.
. (59)
63
Рис.7. Рабочая схема для расчета собственной устойчивости крана
64
Численные значения изгибающих моментов от нагрузок, воздействую-
Конструктивные элементы
крана
Расчет значений изгибающих
моментов
Численные значения изгиба-
ющих моментов, кН∙м
Неповоротная часть
Мнч=250,2 х 1,5
375,3
Противовес
Мпв=274,7 х 3,5
961,4
Башня
Мб= 58,9 х 3,3
194,2
Стрела
Мс= 29, 4 х 10,15
298,4
Конструктивные элементы
крана
Расчет значений ветровой
нагрузки
Ветровая нагрузка, кН
Неповоротная часть
Wнч=0,6х 3
1,8
Поворотная платформа
Wпп=0,6 х 5
3,0
Противовес
Wпв= 0,6 х 4
2,4
Башня
Wб= 0,6 х 14
8,4
щих на элементы крана, приведены в табл. 31.
Таблица 31
Численные значения изгибающих моментов от нагрузок
4. Производим расчет ветровой нагрузки по формуле:
Wi=w∙Ai, (60)
где w – удельная ветровая нагрузка; w= 600 н/м2.
Численные значения ветровой нагрузки приведены в табл. 32.
Таблица 32
Ветровая нагрузка на стрелу определяется по формуле
Wс = w∙Ai∙sin . (61)
Wс = 0,6∙4∙0,866 = 2,1 кН.
5. Определяем моменты от ветровой нагрузки:
Мwi= Wi∙hi . (62)
Численные значения моментов от ветровой нагрузки приведены в табл. 33.
65
Таблица 33
Конструктивные элементы
крана
Расчет значений моментов от
ветровой нагрузки
Моменты от ветровой
нагрузки, кН∙м
Неповоротная часть
М
нч
=1,8∙0,5
0,9
Поворотная платформа
Мпп=3∙1
3,0
Противовес
Мпв=2,4∙ 2,5
6,0
Башня
Мб=8,4∙ 10
84,0
Стрела
М
с
=2,1∙29
60,9
n
i
о
n
i
i
у
су
i
M
M
k
1
1
9,6084639,0
4,2982,1944,9613,375
су
р
k
15,1
су
н
k
Численные значения моментов от ветровой нагрузки
6. Определяем коэффициент собственной устойчивости крана по формуле
(55):
7. Производим оценку собственной устойчивости крана.
Так как расчетный коэффициент собственной устойчивости крана больше
нормативного (требуемого)
Глава 8. РАСЧЕТ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ
ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
8.1. Оценка шагового напряжения
Шаговое напряжение – это напряжение между двумя точками на земле,
=
9,3 >
9.3.
- кран устойчив.
обусловленное растеканием тока замыкания, при одновременном касании их
ногами человека (рис.8). Если одна нога находится на расстоянии х от центра
заземлителя, то другая отстоит от него на расстоянии х+ а, где а – длина шага
(в расчетах принимается а = 0,8 м).
Шаговое напряжение при этом определяют по формуле:
66
Uш=
2 ( )
з
Ia
х х a
Грунт
Удельное электрическое сопротивление
грунта,
, Ом∙м
Торф
20
Суглинок пластичный
30
Суглинок полутвердый
60
Глина полутвердая
72
Супесь влажная
150
Чернозем
200
Песок
500
Каменистый грунт(известняк, ракушечник,
гнейсы)
700
, (63)
где I3 - ток замыкания, А;- удельное электрическое сопротивление грунта,
принимаемое по табл. 34.
Рис.8. Схема шагового напряжения при обрыве провода
Таблица 34
Удельное электрическое сопротивление грунта
Пример № 16
Исходные данные
На расстоянии 5м сзади от идущего человека на землю упал оборвавшийся провод электропередач, напряжением 10кВ. Определить опасность поражения человека шаговым напряжением, если ток замыкания на землю Iз =12 А.
Грунт-суглинок полутвердый.
67
Решение
2 ( )
з
Ia
х х a
12 60 0,8
3,14 5 (5 0,8)
2000-3000
S
d
1
2
3
1. По табл.34 определяем удельное сопротивление грунта ρ, которое для
полутвердого суглинка составляет 60 Ом∙м.
2. Производим расчет шагового напряжения:
Uш=
=
= 6,33 В.
Такое напряжение при рассматриваемых выше условиях для человека
практически безопасно.
8.2. Расчет защитного заземления электрооборудования
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с зем-
лей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
Основными элементами защитного заземления являются: стержневые и
полосовой заземлители, соединительный проводник (рис.9).
Рис. 9. Схема защитного заземления электрооборудования:
1– соединительный проводник; 2,3 – полосовой и стержневой заземлитель
Заземление предназначается для защиты от поражения электрическим то-
ком за счет создания такого соединения металлических нетоковедущих частей
68
электроустановок с землей, которое обладало бы достаточно малым сопротив-
2 1 4
0,366 ( ),
24
c
l h l
R g g
l d h l
2
h
ОмggR
c
7,21
5,295,14
5,295,14
5,0
06?0
5,22
5,2
72
366,0
лением с тем, чтобы ток, прошедший через человека, не достигал опасного значения. В зависимости от режима нейтрали электрической цепи заземление выполняют по схеме с глухозаземленной или изолированной нейтралью.
Заземление бывает двух видов: контурное и выносное.
Рассмотрим методику расчета защитного заземления на конкретном примере.
Пример № 16
Исходные данные
Произвести расчет сопротивления защитного заземляющего устройства
для электрооборудования с напряжением 380/220 В при условии, что стержневые заземлители выполнены из стальных труб длиной 2,5 м и диаметром 6 см с
глубиной погружения его верхних концов на 0,7 м ниже уровня поверхности
земли. Грунт – глина. Коэффициент эффективности заземляющего устройства
=0,78.
Расчет
1. На первом этапе определяем сопротивления одинарного стержне-
вого заземлителя по формуле:
(64)
где Rc – сопротивление одинарного стержневого заземлителя, Ом; –
удельное электрическое сопротивление грунта, Омм (см. табл.24); , d –
соответственно длина и диаметр стержневого заземлителя, м;
– расстоя-
ние от поверхности земли до середины стержневого заземлителя, м.
2. Затем производим расчет требуемого числа стержневых заземлителей
по формуле:
.
69
n =
33
c
н
э
R
R
Нормативное сопротивление
защитного заземления, R
н
33 , Ом
Характеристика электроустановок
До 0,5
Для электроустановок напряжением выше 1000 В
и током замыкания на землю < 500A
До 2,0
В электроустановках напряжением 660/380 В
До 4,0
В электроустановках напряжением 380/220 В
До 10,0
В электроустановках напряжением 220/127 В
78,04
7,21
bh
g
L
2
2
95,107,0
5,22
15
72
2
g
пc
пc
RRRR
5,37,21
5,37,21
, (65)
где Rн 33 – нормативное сопротивление защитного заземления, принимаемое по
табл. 35. Для нашего случая Rн 33 = 4 Ом.
Таблица 35
Нормативные значения сопротивления заземляющих устройств
n =
= 6,96 Ом. Принимаем n = 7 шт.
3. Зная число стержневых заземлителей, определяем длину L полосового
горизонтального заземлителя, считая, что расстояние между стержневыми заземлителями равно длине заземлителя l
L = (n-1) ∙l . (66)
L = 6∙2,5 = 15 м.
4. Производим расчет сопротивления полосового заземлителя из усло-
вия, что ширина полосы b = 7 см по формуле:
Rп = 0,366
Rп = 0,366
. (67)
= 3,5 Ом.
5. По формуле параллельных проводников определяем суммарное сопро-
тивление защитного заземляющего устройства
R33 =
6. Производим оценку эффективности защиты заземляющегося устрой-
ства электрооборудования.
=
= 3,01 Ом.
70
Так как расчетное сопротивление защитного заземляющегося устройства
фтп
ф
ZZU
22
)()(
пнфнф
ХХХRRl
R33 = 3,01 Ом меньше нормативного сопротивления Rн 33 = 4 Ом, эффективность защиты электрооборудования обеспечена.
8.3. Расчет защитного зануления
Расчет защитного зануления электрооборудования сводится к проверке
условия обеспечения отключающей способности системы зануления, когда ток
короткого замыкания больше номинального тока в автомате отключения в 1,25
раза (Iкз > 1,25 I
тока в плавких предохранителях в 3 раза (Iкз > 3 I
н
) или, когда ток короткого замыкания больше номинального
авт
н
).
пл.вст.
Расчет тока короткого замыкания производится по формуле:
Iкз=
, (68)
где Uф – фазное номинальное напряжение (Uф = 220 В); Zп – полное сопротивление петли фаза-ноль, Ом; Zфт - сопротивление трансформатора току однофазного короткого замыкания, Ом.
Полное сопротивление петли фаза-ноль определяют по формуле
Zп =
, (69)
где l – длина участка линии, м; Rф,Rн – численные значения удельного активного сопротивления соответственно фазного и нулевого проводников, Ом/м, которые следует принимать по табл. 34; Хф, Хн , Хп – удельные внутренние индуктивные сопротивления соответственно фазного, нулевого проводников и петли
проводников фаза-ноль, Ом/м.
Если проводники выполнены из цветных металлов, численные значения
удельных внутренних индуктивных сопротивлений Хф и Хн можно считать равными нулю, в остальных случаях на воздушных линиях при номинальном
напряжении Uн≤1 кВ: Хв = Хн = 0,3∙10-3 Ом/м (при номинальном напряжении
Uн=6 кВ или Uн=10 кВ Хв = Хн = 0,4∙10-3 Ом/м); численное значение удельного
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]