Составители: Севастьянов Б.В., д.т.н., профессор

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

 

ИЖЕВСК 2005

Составители: Севастьянов Б.В., д.т.н., профессор

Лисина Е.Б., к.т.н., доцент

Николаева Л.С., ст. преподаватель

Селюнина Н.В., ст. преподаватель

 

 

Рецензент:

 

 

Рекомендовано к изданию на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности», 30 декабря 2004 года, протокол № 5.

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ «ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» - Ижевск: Изд-во ИжГТУ,2005. – с.75.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

	Введение
1.	Оценка воздействия вредных веществ, содержащихся в воздухе
2.	Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции
3.	Расчёт аппаратуры для защиты атмосферного воздуха от промышленных загрязнений
4.	Расчёт общего освещения
5.	Расчёт уровня шума в жилой застройке
6.	Оценка возможности использования железобетонного фундамента цеха в качестве заземлителя
7.	Расчёт контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000В
8.	Расчет площади легкосбрасываемых кон­струкции
9.	Расчет нагрузок, создаваемых ударной волной
10.	Расчет интегральной бальной оценки тяжести труда на рабочем месте
	Приложение
	Список литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель методического пособия – обеспечить четкую организацию проведения практических занятий по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», оформление отчета, максимально приближенное к оформлению курсовых и дипломных работ, дать возможность студентам самостоятельно выбрать необходимый вариант задания, оформить отчет и своевременно защитить его.

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,

СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВОЗДУХЕ

 

Общие сведения

Для обеспечения жизнедеятельности человека необходима воздушная среда определённого качественного и количественного состава. Нормальный газовый состав воздуха следующий (об. %): азот – 78,02; кислород – 20,95; углекислый газ – 0,03; аргон, неон, криптон, ксенон, радон, озон, водород – суммарно до 0,94. В реальном воздухе, кроме того, содержатся различные примеси (пыль, газы, пары), оказывающие вредное воздействие на организм человека.

 

Нормирование

Основной физической характеристикой примесей в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений является концентрация массы (мг) вещества в единице объёма (м³) воздуха при нормальных метеорологических условиях.

От вида, концентрации примесей и длительности воздействия зависит их влияние на природные объекты.

Нормирование содержания вредных веществ (пыль, газы, пары и т.д.) в воздухе проводят по предельно допустимым концентрациям (ПДК).

ПДК – максимальная концентрация вредных веществ в воздухе, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного воздействия (включая отдалённые последствия).

Содержание вредных веществ в атмосферном воздухе населённых мест нормируют по списку Минздрава № 3086 – 84, а для воздуха рабочей зоны производственных помещений – по ГОСТ 12.1.005.88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых пунктов нормируют по максимально разовой и среднесуточной концентрации примесей.

ПДК_max – основная характеристика опасности вредного вещества, которая установлена для предупреждения возникновения рефлекторных реакций человека (ощущение запаха, световая чувствительность и др.) при кратковременном воздействии (не более 30 мин.)

ПДК_сс – установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вредного вещества при воздействии более 30 мин.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это такая концентрация, которая при ежедневном воздействии (но не более 41 часа в неделю) в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований, в период работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

 

 

Порядок выполнения задания

Получив методические указания по практическим занятиям, переписать форму табл.1 на чистый лист бумаги.

 

Образец заполнения

Таблица 1

Исходные данные и нормируемые значения содержания

вредных веществ

Вариант	Вещество	Концентрация вредного вещества	Класс опасности	Особенности воздействия	Соответствие нормам каждого из веществ
Фактическая	В воздухе рабочей зоны	В воздухе населённых пунктов	В воздухе рабочей зоны	В воздухе населённых пунктов при времени воздействия
Максимально разовая <30 мин	Сред-несуточная >30 мин	< 30 мин	>30 мин
	Оксид углерода							<ПДК	=ПДК	>ПДК

Используя нормативно-техническую документацию (табл.2), заполнить графы 4…8 табл.1.

 

 

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе, мг/ м³

Вещество	В воздухе рабочей зоны	В воздухе населённых пунктов	Класс опасности	Особенности воздействия
Максимально разовая; воздействие < 30 мин	Среднесуточная; воздействие > 30 мин
Азота диоксид		0,085	0,04		О
Азота оксиды		0,6	0,06		О
Азотная кислота		0,4	0,15		-
Акролеин	0,2	0,03	0,03		-
Алюминия оксид		0,2	0,04		Ф
Аммиак		0,2	0,04		-
Ацетон		0,2	0,04		-
Аэрозоль ванадия пентооксида	0,1	-	0,002		-
Бензол		1,5	0,1		К
Винилацетат		0,15	0,15		-
Вольфрам		-	0,1		Ф
Вольфрамовый ангидрид		-	0,15		Ф
Гексан			-		-
Дихлорэтан					-
Кремния диоксид		0,15	0,06		Ф
Ксилол		0,2	0,2		Ф
Метанол			0,5		-
Озон	0,1	0,16	0,03		О
Полипропилен					-
Ртуть	0,01/ 0,005	-	0,0003		-
Серная кислота		0,3	0,1		-
Сернистый ангидрид		0,5	0,05		-
Сода кальцинированная		-	-		-
Соляная кислота		-	-		-
Толуол		0,6	0,6		-
Углерода оксид					Ф
Фенол	0,3	0,01	0,003		-
Формальдегид	0,5	0,035	0,003		О, А
Хлор		0,1	0,03		О
Хрома оксид		-	-		А
Хрома триоксид	0,01	0,0015	0,0015		К, А
Цементная пыль		-	-		Ф
Этилендиамин		0,001	0,001		-
Этанол					-

 

Примечание: О – вещества с остронаправленным действием, за содержанием которых в воздухе требуется автоматический контроль; А – вещества, способные вызвать аллергические заболевания в производственных условиях; К – канцерогены, Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

 

 

Выбрав вариант задания, заполнить графы 1…3 (табл.1).

Сопоставить заданные по варианту (табл.3) концентрации вещества с предельно допустимыми (табл.2) и сделать вывод о соответствии нормам содержания каждого из веществ в графах 9…11 (табл.1), т.е. < ПДК, > ПДК, = ПДК, обозначая соответствие нормам знаком «+», а несоответствие знаком «-».

Подписать отчёт и сдать преподавателю.

Примечание. В настоящем задании рассматривается только независимое действие представленных в варианте вредных веществ.

Варианты заданий

РАСЧЁТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ

ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Общие сведения

Вентиляция – организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязнённого вредными примесями (газами, парами, пылью), и подачу в него свежего воздуха.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязнённого системы вентиляции подразделяют на естественную, механическую и смешанную. По назначению вентиляция может быть общеобменной и местной.

 

Методика расчёта

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

 

(2.1)

 

где Q_изб – избыточное количество теплоты, кДж·ч; с – теплоёмкость воздуха, Дж/кг·К; с = 1,2 кДж·кг К; р – плотность воздуха, кг/м³; t _уд – температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, t _пр – температура приточного воздуха, ^оС.

 

Расчётное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; для Москвы её принимают равной 22,3^оС.

Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3…5^оС выше расчётной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, поступающего в помещение.

 

(2.2)

 

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу.

 

Q _изб = S Q _пр - S Q_расх (2.3)

 

где S Q _пр – теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч, S Q_расх - потери теплоты в помещении через конструкции зданий, кДж/ч.

 

К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся:

1. Горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.)

2. Оборудование с приводом от электродвигателей;

3. Солнечная радиация

4. Персонал, работающий в помещении;

5. Различные остывающие массы (металл, вода и др.)

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в тёплый период года незначительный (3…5 °С), то при расчёте воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни тёплого периода года.

С учётом изложенного формула (2.3) принимает следующий вид:

 

Q_изб= S Q _пр (2.4)

 

В настоящем расчётном задании избыточное количество теплоты определяется только с учётом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала.

 

S Q_пр =Q_э.о. + Q_р (2.5)

 

где Q_э.о. - теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч, Q_р – теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч

 

Теплота, выделяемая электродвигателями оборудования.

 

Q_э.о.= 3528 ·b ·N (2.6)

 

где b - коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы; b = 0,25… 0,35; N – общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

 

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

 

Q_р = n ·K_p (2.7)

 

где n – число работающих человек; К_р – теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч, принимается равной при лёгкой работе 300 кДж/ч, при работе средней тяжести 400 кДж/ч; при тяжёлой работе 500 кДж/ч.

Расход приточного воздуха, м³/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах,

 

(2.8)

где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч, q_уд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м³, т.е. q_уд £ q_пдк; q_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³.

q_пр £ 0,3 q_уд (2.9)

Определение потребного воздухообмена.

Для определения потребного воздухообмена L необходимо сравнить величины L ₁ и L ₂, рассчитанные по формулам (2.1) и (2.8) и выбрать наибольшую из них.

Кратность воздухообмена, 1/ч:

(2.10)

 

где L – потребный воздухообмен, м³/ч; V_c – внутренний свободный объём помещения, м³

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 (большие значения для помещений со значительными выделениями теплоты, вредных веществ или небольших по объёму).

Для машино- и приборостроительных цехов рекомендуемая кратность воздухообмена составляет 1…3, для литейных, кузнечно-прессовых, термических цехов, химических производств – 3…10.

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

 

1. Выбрать и записать в отчёт исходные данные варианта (см. табл. 5)

2. Выполнить расчёт по варианту.

3. Определить потребный воздухообмен.

4. Сопоставить рассчитанную кратность воздухообмена с рекомендуемой и сделать соответствующий вывод.

5. Подписать отчёт и сдать преподавателю.

 

Варианты заданий

Общие сведения

 

В результате проведения разнообразных производственных процессов атмосферный воздух может загрязняться взвешенными твёрдыми или жидкими частицами, которые подразделяют на пыль, дым и туман.

Для улавливания взвешенных частиц применяют различную аппаратуру. Наиболее распространённые получили циклонные аппараты для сухого механического пылеулавливания.

Цилиндрические циклоны предназначены для улавливания сухой пыли, золы и т.д. наиболее эффективно циклоны работают, когда размер частиц пыли превышает 20 мкм. Конические циклоны предназначены для очистки газовых и воздушных сред от сажистых частиц. Чем больше диаметр циклона, тем выше его производительность. В таблице 6 приведены некоторые технологические параметры циклонов.

 

Таблица 6

Значения оптимальной скорости газа в циклоне и дисперсный состав

улавливаемой пыли

Параметр	Цилиндрические циклоны	Конические циклоны
ЦН-15	ЦН-24	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	Ск-ЦН-34м
Оптимальная скорость м\с	3,5	4,5	3,5		1,7
Дисперсный состав пыли	0,283	0,308	0,352	0,364	0,308	0,34
		8,5	3,65	2,31	1,95	1,13

Примечание: для циклонов принят следующий ряд внутренних диаметров(мм): 200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1200,1400,1600,1800,2000,3000.

 

МЕТОДИКА РАСЧЁТА

 

Для расчёта циклона необходимо выбрать его тип. Задавшись типом циклона, определяют оптимальную скорость газа в циклоне W_опт, м/с. Внутренний диаметр циклона, м,

 

(3.1)

 

где Q - производительность циклона (количество очищаемого газа).

Полученное значение внутреннего диаметра циклона округляют до ближайшего типового значения в соответствии с рядом и все расчёты геометрических размеров циклона ведут по типовому значению D. Если расчётный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять 2 или более параллельно установленных циклона.

По выбранному диаметру циклона определяют действительную скорость газа в циклоне.

(3.2)

 

где n - число циклонов.

Для оценки эффективности очистки газов в циклоне сначала необходимо рассчитать диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50 %, мкм.

 

(3.3)

 

где – диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50% для типового циклона.

 

Рис. 2. Зависимость нормальной функции распределения Ф (Х)

 

Далее определяют параметр Х.

(3.4)

 

где d_m и lg s_m – дисперсный состав пыли, lg s - дисперсный состав пыли для заданного типа циклона.

По значению параметра Х определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х). Эффективность очистки газов в циклоне

 

h = 0,5(1 + Ф(Х))(3.5)

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

 

1. Выбрать вариант

2. Ознакомиться с методикой

3. Выбрать тип используемой аппаратуры

4. Выполнять расчёт выбранной аппаратуры

5. Начертить схему выбранной и рассчитанной аппаратуры, оценить эффективность очистки.

6. Подписать отчёт и сдать преподавателю.

 

 

Варианты заданий к практическим занятиям по теме

«Расчёт аппаратуры для защиты атмосферного воздуха

РАСЧЁТ ОБЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ

Общие сведения

 

В настоящее время 90 % информации человек получает с помощью органов зрения. Нерациональное освещение на рабочем месте в цехе, в лаборатории, помещении ВЦ, офисе, дома при чтении приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности, перенапряжению органов зрения и снижению его остроты.

Рациональное освещение должно быть спроектировано в соответствии с нормами, приведёнными в СНиП 23-05-95. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение. а также рекомендациями, изложенными в литературе.

 

 

МЕТОДИКА РАСЧЁТА

 

Учитывая заданные по варианту характеристики зрительной работы (наименьший размер объекта различения, характеристика фона и контраст объекта различения с фоном), с помощью таблицы определяют разряд и подразряд зрительной работы, а также нормируемый уровень минимальности освещённости на рабочем месте.

 

Таблица 8

Нормыпроектирования искусственного освещения (фрагмент)

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Освещённость, лк
Комбинированное освещение	Общее освещение
Наивысшей точности	Менее 0,15		А Б   В     Г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой Большой	Тёмный Средний Тёмный Светлый Средний Тёмный Светлый Светлый Средний
Очень высокой точности	0,15-0,3		А Б   В     Г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой Большой	Тёмный Средний Тёмный Светлый Средний Тёмный Светлый Светлый Средний
Высокой точности	0,3		А Б   В     Г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой	Тёмный Средний Тёмный Светлый Средний Тёмный Светлый Светлый

Распределяют светильники и определяют их число.

Равномерное освещение горизонтальной рабочей поверхности достигается при определённых отношениях расстояния между центрами светильников L, м (L = 1,75 Н) к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Н_р, м.

Число светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ), которые приняты во всех вариантах в качестве источника света,

 

(4.1)

 

где S - площадь помещения, м²; М – расстояние между параллельными рядами, м.

В соответствии с рекомендациями

 

(4.2)

 

Оптимальное значение М = 2…3 м.

Для достижения равномерной горизонтальной освещённости светильники с ЛЛ рекомендуется располагать сплошными рядами, параллельными стенам с окнами или длинным сторонам помещения.

Для расчёта общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности используют метод светового потока, учитывающий световой поток, отражённый от потолка и стен.

Расчётный световой поток, лм, группы светильников с ЛЛ.

 

(4.3)

 

где Е_н – нормированная минимальная освещённость, лк; Z – коэффициент минимальной освещённости; Z = E_ср / E_мин, для ЛЛ Z = 1,1; К – коэффициент запаса; h - коэффициент использования светового потока ламп.

Показатель помещения

(4.4)

 

где А и В – длина и ширина помещения, м.

Значения коэффициента запаса зависят от характеристики помещения: для помещений с большим выделением тепла К = 2, со средним К = 1,8, с малым К = 1,5.

Значения коэффициента использования светового потока приведены ниже.

 

Таблица 9

Значения коэффициента использования светового потока

Показатель помещения
Коэффициент использования светового потока	0,28…0,46	0,34…0,57	0,37…0,62	0,39…0,65	0,40…0,66

 

По полученному значению светового потока с помощью таблицы 10 подбирают лампы, учитывая что в светильнике с ЛЛ может быть больше одной лампы, т. е. n может быть равно 2 или 4. В этом случае световой поток группы ЛЛ необходимо уменьшить в 2 или 4 раза.

 

Таблица 10

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с методикой расчёта

2. Определить разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещённости на рабочем месте, используя данные варианта и нормы освещённости.

3. Рассчитать число светильников

4. Распределить светильники общего освещения с ЛЛ по площади производственного помещения.

5. Определить световой поток группы ламп в системе общего освещения, используя данные варианта и приведенные формулы.

6. Подобрать лампу по данным таблицы 10 и проверить выполнение условия соответствия Ф _л.расч. и Ф _{л. табл.}

7. Определить мощность, потребляемую осветительной установкой.

8. Подписать отчёт и сдать преподавателю.

Варианты заданий

Общие сведения

 

В процессе разработки проектов генеральных планов городов и детальной планировки их районов предусматривают градостроительные меры по снижению транспортного шума в жилой застройке. При этом учитывают расположение транспортных магистралей, жилых и нежилых зданий, возможное наличие зелёных насаждений. Учёт этих факторов помогает в одних случаях обойтись без специальных строительно-акустических мероприятий по защите от шума, а в других – снизить затраты на их осуществление.

 

 

МЕТОДИКА РАСЧЁТА

Задача данного практического занятия – определить уровень звука в расчётной точке (площадка для отдыха в жилой застройке) от источника шума – автотранспорта, движущегося по уличной магистрали.

Уровень звука в расчётной точке, дБА.

 

L_рт = L_и.ш. - DL_рас - DL_воз - DL_зел - DLэ –DL_зд (5.1)

 

где L_и.ш. – уровень звука от источника шума (автотранспорта); DL_рас – снижение уровня звука из-за его рассеивания в пространстве; дБА; DL_воз – снижение уровня звука из-за его затухания в воздухе, дБА, DL_зел – снижение уровня звука зелёными насаждениями, дБА; DL_э – снижение уровня звука экраном (зданием), дБА; DL_зд - снижение уровня звука зданием (преградой), дБА.

В формуле (5.1) влияние травяного покрытия и ветра на снижение уровня звука не учитывается.

Снижение уровня звука от его рассеивания в пространстве.

 

DL_рас = 10·lg(r_n / r_o)(5.2)

 

где r_n – кратчайшее расстояние от источника шума до расчётной точки, м; r_o – кратчайшее расстояние между точкой, в которой определяется звуковая характеристика источника шума, и источники шума, м; r_o= 7,5 м.

Снижение уровня звука из-за его затухания в воздухе

DL_воз = (a_воз· r_n)/ 100(5.3)

 

где a_воз - коэффициент затухания звука в воздухе; a_воз = 0,5 дБА/м.

Снижение уровня звука зелёными насаждениям

DL_воз = a_зел ·В (5.4)

где a_зел – постоянная затухания шума; a_зел = 0,1 дБА; В – ширина полосы зелёных насаждений; В = 10 м.

 

Снижение уровня звука экраном (зданием) DL_э, зависит от разности длин путей звукового луча, d м:

d
DLвоз		16,2	18,4	21,2	22,4	22,5	23,1	23,7	24,2

 

Расстоянием от источника шума и от расчётной точки до поверхности земли можно пренебречь.

Снижение шума за экраном (зданием) происходит в результате образования звуковой тени в расчётной точке и огибания экрана звуковым лучом.

Снижение шума зданием (преградой) обусловлено отражением звуковой энергии от верхней части здания:

DL _зд = K·W (5.5)

где К – коэффициент, дБА/м; К = 0,8…0,9; W – толщина (ширина) здания, м.

Допустимый уровень звука на площадке для отдыха – не более 45 дБА.

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Выбрать вариант

2. Ознакомиться с методикой расчёта

3. В соответствии с данными варианта определить снижение уровня звука в расчётной точке и, зная уровень звука от автотранспорта (источник шума), по формуле (1) найти уровень звука в жилой застройке.

4. Определив уровень звука в жилой застройке, сделать вывод о соответствии расчётных данных допустимым нормам.

5. Подписать отчёт и сдать преподавателю.

 

 

Варианты заданий

КАЧЕСТВЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

Общие сведения

В настоящее время широко используются трёхфазные трёхпроводные сети с изолированной нейтралью и трёхфазные четырёхпроводные сети с глухозаземлённой нейтралью, в которых основной защитой от электротравм при нарушении изоляции служат соответственно заземление и зануление.

Для эффективной защиты от поражения электрическим током устройства зануления и заземления должны иметь малые сопротивления растеканию тока в земле.

В последнее время в качестве заземляющих устройств стали использовать фундаменты промышленных зданий, что позволяет снизить стоимость и повысить долговечность. В этом случае сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, Ом,

 

(6.1)

 

где – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом×м; S – площадь, ограниченная параметрами здания, м².

(6.2)

где , – удельные электрические сопротивления соответственно верхнего и нижнего слоя земли; a, b - безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоёв Земли.

Определив сопротивление растеканию тока железобетонного фундамента, необходимо сравнить полученное значение с допустимыми значениями сопротивления заземляющего устройства.

 

Таблица 13

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок, Ом, не более

В сетях с заземлённой нейтралью	В сетях с изолированной нейтралью
Напряжение трёхфазного источника питания	Напряжение однофазного источника питания

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Выбрать вариант

2. Определить сопротивление растеканию тока в заземляющем устройстве

3. Сравнить полученное значение с нормативным сопротивлением заземляющих устройств

4. Подписать отчёт и сдать преподавателю

 

 

Варианты заданий

НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000В

Общие сведения

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, приборостроительные комплексы, испытательные стенды, станки, аппараты, светильники, щиты управления, шкафы и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4м, диаметром 25…50мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы. Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединённых там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

при напряжении выше 380В переменного и 440В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

при номинальном напряжении выше 42В переменного и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

Ниже приведены классификация и характеристика помещений.

Помещения без повышенной опасности - помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность или особую опасность

Помещения с повышенной опасностью - помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%);

токопроводящая пыль;

токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д.);

высокая температура (температура в помещении постоянно или периодически превышает 35⁰С);

возможность одновременного прикосновения человека к соединённым с землёй металлоконструкциям зданий с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

Помещения особо опасные - помещения, характеризуемые наличием одного из следующих условий:

Особая опасность – относительная влажность близка к 100% (потолок, стены, пол, предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

Химически активная или органическая среда (в помещении содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения и плесень);

Наличие одновременно двух и более условий для помещений повышенной опасности.

На электрических установках напряжением до 1000В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4мм и сечением не менее 48мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

МЕТОДИКА РАСЧЁТА

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25…50 мм.

R_тр= 0,9·(r/l_тр) (7.1)

где r - удельное сопротивление грунта, которые выбирают в зависимости от его типа. Ом×см (для песка оно равно 70 000, для супеси – 15000…40000, для суглинка - 4000…15000, для глины – 800…7000, для чернозёма - 900…5300); l_тр – длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования.

 

n = R_тр / r (7.2)

где r – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ) на электрических установках напряжением до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл. 15)

 

Таблица 15

Коэффициенты экранирования заземлителей h_гр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	hгр
		0,66…0,72		0,76…0,80		0,84…0,86
		0,58…0,65		0,71…0,75		0,78…0,82
		0,52…0,58		0,66…0,71		0,74…0,78
		0,44…0,50		0,61…0,66		0,68…0,73
		0,38…0,44		0,55…0,61		0,61…0,69
		0,36…0,42		0,52…0,58		0,62…0,67

Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования

n ₁ = n / h_тр (7.3)

Длина соединительной полосы, м,

l_п = n ₁· a (7.4)

где а – расстояние между заземлителями, м.