5.4. Электробезопасность в условиях строительной площадки.

5.4.1 Зануление

Зануление состоит в соединении корпусов токоприёмника или другого оборудования (которое может оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции) с нулевым проводом при помощи металлических проводников.

Принцип действия зануления – превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание.

Рис. 3. Принципиальная схема зануления электродвигателя.

Для надёжного срабатывания защиты необходимо выполнение условия:

>3или>1,25, где

– ток короткого замыкания.

- номинальный ток плавкой вставки

- номинальный ток срабатывания автомата.

Рассчитаем систему защитного зануления при мощности питающего трансформатора 630 кВА, схема соединения обмоток трансформатора – звезда, электродвигатель асинхронный, серии АИР 250 М6 U=380 В,n=1000(электродвигатель шнека бурильной машины УБГ-Л «Журавль»)

Проверяем условие обеспечения отключающей способности зануления:

>3,, где

-фазное напряжение,- сопротивление трансформатора,сопротивление петли фаза-нуль, которое определяется по зависимости:

, где

,– активное сопротивление фазного и нулевого проводников;

,- внутреннее сопротивление фазного и нулевого проводников;

– внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль.

Определяем номинальный ток электродвигателя:

===89 А, где

P– номинальная мощность двигателя, кВт;

- номинальное напряжение;

– коэффициент мощности

Для расчета активных сопротивлений изадаёмся сечением, длиной, материалом нулевого и фазного проводников. Сопротивление проводников из стальных металлов определяется по формуле:R=, где

Ρ– удельное сопротивление проводника;

l– длина проводника.

S– его сечение.

Значения идля медный и алюминиевых проводников малы, и мы ими пренебрегаем.

По справочным данным находим основные технические характеристики электродвигателя

N=55 кВт;0,9

=5,0

Рассчитываем пусковой ток двигателя: =5,0*89=445 А

Вычисляем номинальный ток плавкой втавки:

===223А, где

α – коэффициент режима работы эл. двигателя.

Определяем предельное значение тока короткого замыкания.

>3=3*223=669 А.

По табл. VI.2 справочника строителя «Инженерные решения по охране труда в строительстве» находим активные и индуктивные сопротивления стальных проводников. Для этого задаёмся сечением и длиной нулевогои фазовогопроводников, выполненных из стали:сечение 40*4 мм;S=160,=100, сечениеd8 мм,S=

Активное сопротивление фазного провода берется из табл. VI.2 в зависимости от площади сечения и плотности тока (δ===8,0 А/

=r=0,92*0,1=0,092 Ом.

Аналогично определяем активное сопротивление нулевого провода.

=r=1,54*0,05=0,077 Ом.

Определяем внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого проводников и.

=3,84*0,1=0,38 Ом

=1,08*0,05=0,054 Ом

Внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль =0,6 Ом/км

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

Используя полученные данные, рассчитываем и определяем ток короткого замыкания:

==687А>3=669 А.

Ток более чем в три раза превышает номинальный ток плавкой вставки., поэтому при замыкании на корпус плавкая вставка перегорит за 5…7 сек. и отключит повреждённую фазу. По номинальному току по табл.VI.4 принимаем плавкую вставку серии ПН-

2-250 с номинальным током 200 А при напряжении в сети 380 В.

5.4.2. Заземление

Защитное заземление – преднамеренное соединение с землей частей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки.

Рис. 3. Принципиальная схема защитного заземления и устройство заземления.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать 10 Ом при мощности трансформатора (генератора) <100 кВА, 4 Ом при>100 кВА, 0,5 Ом – в электроустановках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А).

Рассчитываем заземляющее устройство для заземления электродвигателя серии АИР250М6 при напряжении U=380 В в трехфазной сети с изолированной нейтралью (электродвигатель шнека бурильной машины УБГ-Л «Журавль») при следующих исходных данных:

Грунт – суглинок с удельным электрическим сопротивлением ρ=100 Ом*м.

В качестве заземлителя приняты стальные трубы диаметром d=0,08 м и длинойl=2,5 м, располагаемые вертикально и соединённые на сварке стальной полосой 40*4 мм.

Мощность электродвигателя серии АИР250М6 P=55 кВт,n=1000

Мощность трансформатора 630 кВА, требуемое по нормам допускаемое сопротивление заземляющего устройства <4 Ом.

Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя.

=(ln+*)=

t– расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м.

l,d– длина и диаметр стержневого заземлителя, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта =*𝛹, где𝛹- коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течение года.

=*𝛹=100*1,7=170 Ом*м

Определяем сопротивление сальной полосы, соединяющей стержневые заземлители.

=ln=ln=21 Ом.

=*𝛹=100*5,9=590 Ом*м

Определяем ориентировочное число nодиночных стержневых заземлителей по формулеn===12шт.

Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l. По табл. 3.2, 3.3 справочника по технике безопасности найдем действительное значение коэффициента использования заземлителяИсходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей

Определяем необходимое число вертикальных заземлителей:

n===18шт.

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства Rс учетом соединительной полосы:

R===3,76 Ом<=4 Ом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

20