Задание

Рассчитать контурное защитное заземление цеха, если заземлитель предполагается выполнить трубами длиной L, м, диаметром d, м, глубина заложения заземляющего устройства h, м (схема приведена на рисунке 1); норма сопротивления заземляющего устройства R_н = 4 Ом. Отношение расстояния между заземлителями к их длине y; удельное сопротивление грунта , Ом*м; длина горизонтальной соединительной полосы L_г, м; ширина соединительной горизонтальной полосы b = d / 2, м.

Данные для решения задачи приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Номер варианта	L, м	d, м	h, м	, Ом*м	y, м	Lг, м
1	3	0,06	0,6	100	2	15
2	5	0,06	0,7	80	1	11
3	4	0,04	0,8	90	3	13,5
4	6	0,05	0,6	110	2	16
5	3,5	0,03	0,5	100	1	10
6	4,5	0,06	0,6	85	3	12
7	2,5	0,03	0,4	90	2	10,5
8	5	0,04	0,8	100	3	13
9	4	0,05	0,9	110	1	12,5
10	6	0,06	0,7	120	3	15
11	5,5	0,06	0,5	130	2	14,5
12	5	0,05	0,6	80	2	15
13	4	0,04	0,4	100	1	13
14	3,5	0,03	0,7	90	3	12
15	2,5	0,03	0,6	110	1	11

Порядок расчета

1. Определяем сопротивление одиночного заземлителя R_од :

R_од = (1.1)

где t – расстояние от поверхности земли до середины электрода:

t = h + (1.2)

Если R_од , то достаточно одного искусственного заземлителя, если это равенство не выполняется, то необходимо определить количество заземлителей.

2. Определяем количество заземлителей n :

n = (1.3)

где _в – коэффициент использования вертикальных электродов (при отношении расстояний между заземлителями к их длине при у = 1 _в=0,75; при у = 2 _в = 0,86; при у = 3 _в = 0,9).

3. Расчет сопротивления горизонтальной соединительной полосы:

R_г = (1.4)

Где L_г – длина соединительной полосы, м.

4. Определяем R_о – общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:

R_о = (1.5)

где _г – коэффициент использования горизонтальной соединительной полосы, принимается равным _г = 0,6.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Переписать задание, в соответствии с вариантом, заданным преподавателем.

3. Выполнить расчет, в порядке методических указаний, приведенных выше.

Контрольные вопросы

1. Защитное заземление, область его применения.

2. Назначение защитного заземления.

3. Принцип действия защитного заземления.

4. Заземляющее устройство, его основные элементы.

5. Искусственные заземлители.

6. Естественные заземлители.

Практическая работа

Тема: Микроклимат производственных помещений. Расчет температуры воздуха на рабочем месте в холодный период года.

Цель: Изучить основные параметры микроклимата на рабочем месте. Ознакомиться с классификацией работ в зависимости от энергозатрат работника, изучить основные элементы систем отопления, научиться рассчитывать температуру воздуха в рабочей зоне в холодный период года.

Основные теоретические положення

Существенное влияние на состояние организма человека, его работоспособность оказывает микроклимат (метеорологические условия) в производственных помещениях, под которыми понимают климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения нагретых поверхностей.

Микроклимат производственных помещений, в основном, влияет на тепловое состояние организма человека и его теплообмен с окружающей средой. Свойство человеческого организма поддерживать тепловой баланс называется терморегуляцией.

Нормальное протекание физиологических процессов в организме возможно лишь тогда, когда выделяемое организмом тепло непрерывно отводится в окружающую среду.

Количество тепла, выделяемое человеком, главным образом, зависит от степени тяжести выполняемой работы и температурного режима.

В таблице 1 приведены оптимальне и допустимые значения температуры для рабочей зоны – пространства, ограниченного по высоте 2 м над уровнем пола и площадки, на которой находятся рабочие места работников.

Таблица 1

Период года	Категория физическ. работы	Оптимал. температ.	Допустимая температура на рабочем месте, оС
			Верхняя граница		Нижняя граница
			постоян.	не постоян	постоян	не постоян
Холодный	Легкая	22-24	25	26	21	18
Холодный	Средней тяжести А	18-20	23	24	17	15
Холодный	Средней тяжести В	17-19	21	23	15	13
Холодный	Тяжелая	16-18	19	20	13	12

Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие условия, при которых имеет место наивысшая трудоспособность и хорошее самочувствие.

Допустимые условия предусматривают возможность напряженной работы механизма терморегуляции, которая не выходит за границы возможностей организма, а также чувства дискомфорта.

Легкая физическая работа (до 150 ккал/час) – производимая сидя, стоя, или связанная с ходьбой, но не требующая физического напряжения – поднятия или переноски тяжестей.

Средней тяжести физическая работа (А) – выполняемая стоя или при постоянной ходьбе – но не требующая перемещений тяжестей, (151 – 200 ккал/час).

Средней тяжести физическая работа (В) – постоянная ходьба и переноска небольших (до 10 кг) тяжестей, (201-250 ккал/час).

Тяжелая физическая работа – работа, связанная с систематическим физическим перенапряжением и переноской значительных тяжестей (свыше 10 кг).

Снижение температуры при всех других одинаковых условиях приводит к росту теплоотдачи путем конвекции (перемещения микроскопических частей газа, жидкости, приводящее к переносу массы, теплоты и других физических величин) и излучения и может привести к переохлаждению организма (гипотермии).

В холодный период года компенсировать потери тепла через ограждающие внешние строительные конструкции и подогревать холодный воздух, поступающий в помещение извне должна система отопления.

Система отопления – комплекс элементов, необходимый для нагревания помещений в холодный период года.

К основным элементам системы отопления относят – источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы.

Передача тепла нагревательным приборам осуществляется через теплоносители – нагретую воду, пар или воздух. По виду теплоносители системы отопления делятся на воздушные, водяные и паровые.

Количество тепла Q_к, которое теряет строительная конструкция, зависит от разницы температур в помещении и на открытом воздухе, величины их значений, площади и вида материала ограждающих конструкций. Для плоских поверхностей теряемое количество тепла можно определить по формуле:

Q_к = k  F_к  (t_вн – t_нар) (1.1)

Где k – коэффициент теплоотдачи ограждающих конструкций (стен), ккал/час м^{2 о}С

F_к – площадь ограждающих конструкций, м²

t_вн – температура внутри помещения, ^оС

t_нар – температура наружного воздуха, ^оС

Поверхность нагрева нагревательных устройств, которые отдают тепло, определяют в эквивалентных квадратных метрах q_{экв. м}². Значение q_{экв. м}² можно определить по фор-ле:

q_{экв. м}² = 8 (t – 10)  (1.2)

Где  - поправочный коэффициент, который зависит от относительного расхода воды на эквивалентный квадратный метр;

t – разница температур между средней температурой теплоносителя в нагревательном устройстве и температурой внутри помещения t_вн;

t = – t_вн (1.3)

Где t_нач – начальная температура теплоносителя;

t_кон - конечная температура теплоносителя;

t_вн - температура внутри помещения.

Необходимую общую площадь обогревательных устройств можно определить по формуле:

F_устр. = (1.4)

Где Q_к – количество тепла, теряемое строительной конструкцией, ккал/час.

Необходимое количество секций радиаторов определяется по формуле:

n = (1.5)

Где f_экв.м² – площадь одной секции (для радиаторов М-140 f_экв.м² = 0,31 м²).

Подставляя в формулу 1.4 значение Q_к из формулы 1.1 и значение q_экв.м² из формулы 1.2, получим формулу для определения температуры воздуха внутри помещения:

t_вн = (1.6)