Назначение отдельных элементов системы зануления.

Назначение, устройство и принцип действия защитного заземления

Защитное заземление-преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом. (те вода реки или моря, камен. уголь) металлических нетоковедущих частей,которые могут оказаться под напряжением, для обеспечения электробезопасности.

Назначение ЗЗ. Устранение опасности поражения электрическим током в сл. прикосновения к корпусу электроустановки и др нетоковедущим металлическим частям, оказавшимися под напряжением.

Принцип действия ЗЗ снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и др причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (за счет уменьшения сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Устройство заземления Заземляющим устройством наз-ся совокупность заземлителя-проводника или группы проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в контакте с землей, и заз. проводников, соединяющих заземляемые части в электроустановки с заземлителем.

По расположению заземлителей относительно заземляемых корпусов заземления выделяют выносные и контурные.

Выносное заземление:

Заземлители нах-ся на некотором удалении от заземляемого оборудования. Выносное заземляющее устройство наз-ют сосредоточенным.

Контурное заземление:

Электроды его заземлителя размещаются по контуру площадки, на которой нах-ся заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Электроды равномерно распределяются по площадке, поэтому устройство наз-ся распределенным.

1. Классификация заземлений по назначению

Защитное заземление-преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом. (те вода реки или моря, камен. уголь) металлических нетоковедущих частей,которые могут оказаться под напряжением, для обеспечения электробезопасности.

Рабочее заземление-преднамеренное соединение с землей определенных точек электрической цепи, например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугоносящих аппаратов…

РЗ предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осущ-ся непосредственно (те путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через спец. аппараты – пробивные предохранители, разрядники, резисторы.

Заземление молниезащиты - преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников с целью отводов от них токов молнии в землю.

Методы измерения параметров микроклимата и используемые приборы.

Для проведения лабораторной работы используется термометры, психрометры, гигрограф, анемометр, барограф, барометр, вентилятор и секундомер.

Измерение температуры воздуха.

Температура воздуха на рабочих местах измеряется ртутным или спиртовым термометрами.

Ртутные термометры, как правило, используются при измерении температуры выше 0⁰С, так как ртуть расширяется более равномерно, чем спирт.

Температура воздуха в производственных помещениях зависит от количества тепла, поступающего в помещение от источников тепловыделения конвекционным путём, количества тепла, уходящего из помещения, и разбавления его приточным воздухом.

Нормирование шума

Нормативным докум. является ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ.

1 метод. Нормирование по уровню звукового давления.

2 метод. Нормирование по уровню звука.

По 1 методу дополнительный уровень звукового давления на раб. местах (смена 8 ч) устанавливается для октавных полос со средними геом. частотами, т.е. нормируется с учетом спектра.

По 2 методу дополнит. уровень звука на раб. местах устанавливается по общему уровню звука, определенного по шкале А шумометра, т.е. на частоте 1000 Гц.

 

19. Методика измерения постоянного шума. 3.1. Измерения могут проводиться при наличии или отсутствии (последнее предпочтительнее) оператора (работающего) на рабочем месте или в рабочей зоне. Измерения проводят в фиксированных точках или с помощью микрофона, закрепляемого на операторе и перемещающегося вместе с ним, что обеспечивает более высокую точность определения уровня шума и является предпочтительным.
3.1.1. Измерения в фиксированной точке проводят, если положение головы оператора известно точно. При отсутствии оператора микрофон устанавливают в заданную точку измерения, находящуюся на уровне его головы. Если положение головы оператора точно не известно и измерения проводят в отсутствии оператора, то микрофон устанавливают для сидячего рабочего места на высоте (0,91±0,05) м над центром поверхности сидения при его среднем регулировочном положении по росту оператора, а для стоячего рабочего места - на высоте (1,550±0,075) м над опорой на вертикали, проходящей через центр головы прямостоящего человека.
3.1.2. Если присутствие оператора необходимо, то микрофон устанавливают на расстоянии приблизительно 0,1 м от уха, воспринимающего больший (эквивалентный) уровень звука, и ориентируют в направлении взгляда оператора, если это возможно, или в соответствии с инструкцией изготовителя.
3.1.3. Если микрофон закрепляют на операторе, то его устанавливают на шлеме или плече с помощью рамки, а также на ошейнике на расстоянии 0,1-0,3 м от уха, но так, чтобы не препятствовать работе оператора и не создавать ему опасности.
3.1.4. Если оператор располагается очень близко к источнику шума, положение и ориентировка микрофона должны быть точно указаны в протоколе испытаний.
3.1.5. Микрофон должен быть удален не менее чем на 0,5 м от оператора, проводящего измерения

3.2. Для оценки шума на постоянных рабочих местах измерения следует проводить в точках, соответствующих установленным постоянным местам.

3.3. Для оценки шума при непостоянных рабочих местах оператора измерения проводят на каждом его рабочем месте и определяют эквивалентный уровень звука шума, воздействующего на оператора за рабочую смену.
Для оценки шума в рабочих зонах, где имеется несколько работающих, для сокращения объема измерений выделяют зоны с приблизительно равным шумом. К таковым могут быть отнесены зоны, где на рабочих местах выполняется однотипная или одинаковая работа (например, токарный участок), или зоны, где шум в основном определяется далеко расположенными источниками шума (на расстоянии более 5-20 м). Если эквивалентный уровень звука в пределах рабочей зоны не отличается более чем на 5 дБ А, то проводят измерения на выборочных типовых рабочих местах, результат измерения усредняют и относят его ко всем рабочим местам данной рабочей зоны. Дополнительно в случае сомнения измеряют шум на конкретном рабочем месте. При отличиях эквивалентного уровня звука в рабочей зоне более чем на 5 дБ А измерение шума проводят на каждом рабочем месте.
3.4. При проведении измерений октавных уровней звукового давления переключатель частотной характеристики прибора устанавливают в положение "фильтр". Октавные уровни звукового давления измеряют в полосах со среднегеометрическими частотами 63-8000 Гц.

3.5. При проведении измерений уровней звука и октавных уровней звукового давления постоянного шума переключатель временной характеристики прибора устанавливают в положение "медленно". Значения уровней принимают по показанию прибора в момент отсчета.

3.6. Значения уровней звука и октавных уровней звукового давления считывают со шкалы прибора с точностью до 1 дБ А, дБ.
3.7. Измерения уровней звука и октавных уровней звукового давления постоянного шума должны быть проведены в каждой точке не менее трех раз.
3.8. Для измерений эквивалентного уровня звука предпочтительно применять интегрирующий шумомер. Но если показания шумомера (не интегрирующего) при включенной временной характеристике "медленно" (S) изменяются не более чем на 5 дБ А, то эквивалентный уровень звука принимают равным среднему арифметическому значению отсчетов на установленной продолжительности измерений. Показания шумомера снимают в момент отсчета.
3.9. При проведении измерений максимальных уровней звука колеблющегося во времени шума переключатель временной характеристики прибора устанавливают в положение "медленно". Значения уровней звука снимают в момент максимального показания прибора.

3.10. При проведении измерений максимальных уровней звука импульсного шума переключатель временной характеристики прибора устанавливают в положение "импульс". Значения уровней принимают по максимальному показанию прибора.
3.11. Интервалы между отсчетами при измерении шумомером (не интегрирующим) составляют 5-6 с.
3.12. При проведении измерений эквивалентных уровней звука непостоянного шума переключатель временной характеристики прибора устанавливают в положение "медленно", измеряют уровни звука и продолжительность каждой ступени.

20. РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНОГО УРОВНЯ ЗВУКА КОЛЕБЛЮЩЕГОСЯ ВО ВРЕМЕНИ ШУМА. Колеблющийся шум - непостоянный шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени. Импульсный шум - непостоянный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых импульсов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, дБА, измеренные при включении временных характеристик "медленно" и "импульс" шумомера по ГОСТ 17187-71, отличаются не менее чем на 7 дБА. Расчет производится в следующей последовательности.
1. Диапазон подлежащих измерению уровней звука разбивают на следующие интервалы: от 38 до 42; от 43 до 47; от 48 до 52; от 53 до 57; от 58 до 62; от 63 до 67; от 68 до 72; от 73 до 77; от 78 до 82; от 83 до 87; от 88 до 92; от 93 до 97; от 98 до 102; от 103 до 107; от 108 до 112; от 113 до 117; от 118 до 122 дБ А.
2. Измеряемые уровни звука распределяют по интервалам, подсчитывают число отсчетов уровней звука в каждом интервале.
Результаты отсчетов заносятся в табл.
3. По табл. 2 определяют частные индексы в зависимости от интервала и числа отсчетов в данном интервале уровней звука. Полученные значения записывают в графу 4 табл.1.
4. Записанные в графе 4 частные индексы суммируют и результат записывают в графу табл.1.
5. Эквивалентный уровень звука , дБ А, определяют по формуле где - поправка, дБ А, определяемая по табл. 3 в зависимости от величины суммарного индекса.

 

Характеристики вибрации.

- частота колебания (Гц) 1-10.000Гц:

- виброскорость V (м/с): оценка уровня вибрации L=20*lg(V/V₀)², V₀=5*10^-8м/с – пороговая скорость вибрации,

- виброускорение (м/с²): оценка уровня вибрации

L=20*lg(а/а₀)², а₀=1*10^-6м/с²

- среднегеометрические частоты fср.=

Воздействие вибрации на человека. Частоты ниже 35 Гц вызывают изменения в нервно-мышечной системе и суставах. Наиболее опасны производственные вибрации равные или близкие к частоте колебания человеческого организма или отдельных органов и равные 6-10 Гц (собственная частота колебаний рук и ног 2-8 Гц, живота 2-3 Гц, груди 1-12 Гц). Колебания с такой частотой влияют на психологическое состояние человека. Одной из причин гибели людей в Бермудском треугольнике может являться колебание водной среды в спокойную погоду, когда частота колебаний равна 6-10 Гц. Частота колебания небольших судов совпадает с частотой колебания среды и у людей появляется чувство опасности, страха. Моряки стремятся покинуть корабль. Длительная вибрация может привести к гибели людей. Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм человека в целом, нарушая нормальное функционирование нервной системы и органов, связанных с обменом веществ. Вибрация может вызывать нарушения деятельности сердечно-сосудистых и дыхательных органов, заболевания рук и суставов. Особенно опасны вибрации с большой амплитудой, которые оказывают в основном неблагоприятное действие на костно-суставный аппарат. При малой интенсивности и кратковременном воздействии вибрация оказывает даже благоприятное влияние. При высокой интенсивности и продолжительном действии вибрация может привести к развитию профессиональной вибрационной болезни, которая при известных условиях может перейти в «церебральную» форму (поражение центральной нервной системы), практически неизлечимую.

Защита от вибрации.

Коллективные средства защиты:

- виброизоляция – исп-ся спец-е виброамортизаторы, иск-е жесткую связь (для ослабления передачи вибрации от источника к рабочему месту).

Коэффициент амортизации = 1/[(f₁/ f₀)²-1]; f₁ – возмущающая среда; f₀– собственные колебания амортизатора (часто f₀ = f₁/4)

- замена виброопасных технологий безвибрационными

- вибропоглощение – обкладывание слоем защ-го материала (пластмасса)

- виброгашение – введение доп-й массы или повышение жесткости си-мы

- вибродемпфирование – нанесение спец покрытий с большим внутр трением на вибропров-е пов-ти (резина, пробка, войлок, асбест)

Организационные:

- орг-ция труда рабочих виброопасных профессий по ГОСТу

- сокращенный рабочий день

- периодические медицинские осмотры (для выявления на ранней стадии профессиональных заболеваний).

Индивидуальные:

- средства защиты рук – рукавицы, перчатки со специальными вкладышами

- средства для защиты ног – специальная обувь, наколенники

- для защиты тела – нагрудники, пояса, спец костюмы.

Все средства индивидуальной защиты выполнены из упруго деформирующих материалов.

24. Нормирование вибрации. Вибрация_, воздействующая на человека, нормируется для каждого направления в каждой октавной полосе. Важное гигиеническое значение имеет частота вибраций. Частоты порядка 35-250 Гц наиболее характерные при работе с ручным инструментом, могут вызвать вибрационную болезнь со спазмой сосудов. Общая вибрация нормируется по следующим октавным полосам частот: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; локальная: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Гц.Общая вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой октавной полосе по вертикальному направлению (оси Z) или горизонтальному направлению (оси Х, У). Выбор нормирования определяется в зависимости от интенсивности: по более интенсивному направлению. Гигиенические нормы технологической вибрации, воздействующей на операторов стационарных машин в течение 480мин(8 часов), приведены в ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.-039-99

Что такое напряжение шага?

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (рис. 3):

где х, х+а - расстояние 1 и 2-й точек на поверхности земли, в которых находятся одновременно ноги человека, от заземлителя;а - длина шага, принимаемая равной 0,8 м. (предполагается, что человек движется по направлению к заземлителю или от него).

Напряжение шага зависит от величины тока замыкания на землю Iз, сопротивления заземляющего устройства R, от характера распределения потенциала и длины шага. 2) Величина напряжения шага зависит:

1) От сопротивления опорной поверхности ног и сопротивления обуви.

2) От расстояния до заземления

3) От расстояния между ногами () относительно источника заземления

Классификация

1.1. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1-й - вещества чрезвычайно опасные;

2-й - вещества высокоопасные;

3-й - вещества умеренно опасные;

4-й - вещества малоопасные.

1.2. Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице.

 

Назначение отдельных элементов системы зануления.

 

.Назначение нулевого защитного провода. Пусть мы имеем схему без нулевого защитного провода, роль которого выполняет земля. При замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток Iз=Uф/(r0+r_k).

Uф – фазное напряжение цепи

r0,rk – сопротивления заземлений нейтрали и корпуса

Сопротивлния обмоток источников тока и проводов сети малы по сравнению с r₀ и r_k. Их в расчет не принимаем.Тогда на корпусе возникает напряжение Uk=Iз*rk=Uф*rk/(rk+r0).

Iз может оказаться недостаточным, чтобы вызвать срабатывание максимальной токовой защиты. Т. Е.установка может не отключиться. Если ток срабатывания защиты больше Iз, то отключения не произойдет. При этом возникает угроза поражения током людей, прикоснувшихся к корпусу поврежденного оборудования. Назначение нулевого защитного проводника – обеспечить необходимое для отключения установки значение тока однофазного короткого замыкания, путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Назначение заземления нейтрали. Рассмотрим сеть, изолированную от земли, т.е. с изолированной нейтралью обмоток источника тока и без повторного заземления нулевого защитного проводника. При замыкании фазы на землю (например, провод упал) земля приобретает потенциал фазы и между зануленным оборудованием и землей возникает напряжение Uk, близкое по значению к фазовому напряжению сети Uф. Это весьма опасно.

При заземлении нейтрали при таком повреждении будет практически неопасная ситуация: Uф разделится пропорционально сопротивлениям замыкания фазы на землю rзм и заземления нейтрали ro, благодаря чему Uk уменьшится и будет равно:

Uk=Iзм*r0=(Uф*r0)/(rзм+ro)

Как правило rзм >> ro, поэтому Uk незначительно.

Таким образом, назначение заземления нейтрали обмоток источников тока – снижение напряжения зануленных корпусов (а, след-но, нулевого защитного проводника) относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю.

Назначение повторного заземления нулевого защитного провода (НЗП)

Повтороное заземление НЗП практически не влияет на отключающую способность схемы зануления, и в этом смысле без него можно обойтись. Однако, при отсутствии повторного заземлнеияНЗП возникает опасность для людей, прикасающихся к зануленному оборудованию в период, пока существует замыкание фазы на корпус, кроме того, в случае обрыва НЗП, и замыкания фазы на корпус за местом обрыва эта опасность резко повышается, поскольку напряжение относительно земли оборванного участка нулевого провода может достигать фазного напряжения (чушь какая-то).

Повторное заземление НЗП значительно уменьшает опасность поражения током в результате обрыва НЗП и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью, т.е. не может обеспечить условий безопасности, существующих до обрыва.

Назначение повторного заземления – снижение напряжения относительно земли зануленных конструкций в период замыкания фазы на корпус как при исправной схеме зануления, так и в случае обрыва НЗП.

 

3) Изменение потенциала на поверхности земли при стекании тока с полусферического заземлителя.

Стекающий с заземлителя ток создает в грунте с удельным электрическим сопротивлением ρ элект­рическое поле напряжен­ностью E. Величину этой напряженности можно определить на основании закона Ома:

(1)

где j - плотность электрического тока в зоне растекания в земле.

Поскольку земля однородна и изотропна, ток распределяется по поверхности концентрических полусфер равномерно.

Поэтому плотность тока в любой точке, находящейся на расстоянии Х от заземлителя, определяется как отношение тока замыкания на землю I_з к площади поверхности полушара радиусом X

(2)

 

Рисунок 2.1. Растекание тока замыкания на землю через полусферический заземлитель

Эта поверхность является эквипотенциальной. Выделив на расстоянии Х от заземлителя элементарный слой толщиной dx, получим падение напряжения в этом случае:

(3)

Потенциал произвольно выбранной точки А , т.е. ее напряжение относительно другой бесконечно удаленной точки, обладающей пулевым потенциалом , найдется из выражения

(4)

Решая самостоятельно уравнения (1) – (4), получим

Если приравнять

то получим уравнение гиперболы

Такое распределение потенциалов объясняется формой проводника – земли, поперечное сечение которого возрастает пропорционально квадрату расстояния от центра заземлителя.

Точки, лежащие на поверхности земли, имеют тем меньший потенциал, чем дальше они находятся от заземлителя: в пределе потенциал удаленных точек грунта стремится к нулю. Часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю, называется зоной нулевого потенциала или «удаленной землей». Плотность тока в «удаленной земле» также может быть принята равной нулю.

Принято считать, что «удаленная земля» в зависимости от свойств грунта начинается с расстояния 10-20 м от заземлителя, так как на этом расстоянии и далее потенциал грунта не превышает нескольких процентов от потенциала заземлителя.

Таким образом, при полушаровом заземлителе потенциал точек на поверхности земли изменяется по гиперболе. Если пренебречь точками, расположенными в непосредственной близости от заземлителя, полученная зависимость может быть с некоторым приближением использована для изучения поля растекания и при других заземлителях (стержень, уголок или труба).

Во всех случаях максимальный потенциал будет иметь сам заземлитель. На поверхности заземлителя, где расстояние от центра равно , потенциал или напряжение заземлителя относительно земли

здесь - сопротивление растеканию тока.

Если какая-либо точка электрической цепи оказывается в контакте с заземлителем, вследствие чего через заземлитель протекает ток , потенциал заземлителя сообщается и данной точке. Это обстоятельство, благодаря которому в результате контакта с заземлителем любая точка электрической цепи, в т.ч. корпус электроприемника, может снизить свой потенциал (напряжение относительно земли) до величины , используется для целей безопасности. Мера защиты такого рода называется защитным заземлением.