LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 5
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

большим количеством одиночных заземлителей (20…40 шт.), то при контурном заземлении поля расте-
кания тока от заземлителей накладываются и любая точка поверхности грунта внутри контура имеет
значительный потенциал. При этом разность потенциалов между точками внутри контура будет сниже-
на. В этом случае ток, проходящий через человека при его прикосновении к корпусу электроустановки,
находящемуся под напряжением, будет меньше, чем при выносном заземлении (рис. 3.10). Иногда для
выравнивания потенциалов внутри контура и за его пределами прокладывают горизонтальные полосы:
U пр2 < U пр1.



Полоса
Заземлитель
Uпр2

Uпр1




Рис. 3.10 Напряжение прикосновения:
Uпр1 – при выносном; Uпр2 – при контурном заземлении


Расчет защитного заземления. Сопротивление заземляющего устройства зависит от типа и коли-
чества заземлителей, конструкции заземляющего устройства и от свойств и состояния грунта.
Сопротивление системы вертикальных заземлителей
R1в
, (3.19)
Rв =
n ?в
где R1в – сопротивление одиночного вертикального заземлителя (трубы, уголка), Ом; n – количество за-
землителей (при расчете этой величиной задаются); ?в – коэффициент использования вертикальных за-
землителей, определяемый по справочникам [6].
Расчет сопротивления одиночных заземлителей различной формы выполняется по зависимостям,
приведенным в [6].
Сопротивление одиночного заземлителя равно 50…100 Ом, что не соответствует требованиям к со-
противлению заземляющего устройства. Допустимое сопротивление равно 10 Ом для установок с на-
пряжением до 1000 В и мощностью трансформатора (генератора) меньше 100 кВА; 4 Ом для установок
с напряжением до 1000 В и мощностью трансформатора (генератора) выше 100 кВА. Поэтому количе-
ство заземлителей составляет обычно 20…30 шт.
Поля растекания тока от заземлителей накладываются, плотность тока возрастает, сопротивление
заземления несколько увеличивается, поэтому в знаменатель формулы вводится коэффициент исполь-
зования заземлителей ?в, который лежит в пределах 0,5…0,8.
Одиночные заземлители связаны металлической полосой на сварке. Сопротивление одиночной по-
лосы Rг с учетом экранирования трубами определяется зависимостью
R1г
, (3.20)
Rг =

где R1г – сопротивление горизонтальной стальной полосы, соединяющей вертикальные заземлители
(справочные данные), Ом; ?г – коэффициент использования полосы [6].
Общее сопротивление системы заземления как параллельного соединения системы одиночных за-
землителей и полосы определяется зависимостью
Rв Rг
. (3.21)
R=
Rв + Rг
Величина R сравнивается с допустимым значением сопротивления заземления, при необходимости
расчет повторяется.
Зануление – это соединение корпуса оборудования с нулевым защитным проводником. При пробое
фазы на корпус возникает большой ток короткого замыкания, срабатывают автоматические выключате-
ли (АВ) или сгорают плавкие вставки предохранителей (Пр) и установка отключается (рис. 3.11). При-
меняется в сетях с ЗНТ напряжением до 1000 В.




0
0
АВ (Пр)
Iкз




Рис. 3.11 Принцип действия защитного зануления

Условие срабатывания защиты: I кз > I ном K , где Iном – номинальный ток срабатывания защиты; K –
коэффициент кратности тока.
Устройство защитного отключения (УЗО) – это быстродействующая защита, реагирующая на за-
мыкание фазы на корпус, на землю, на прикосновение человека (рис. 3.12). Характеристики УЗО: устав-
ка и время срабатывания (0,05…0,2 с). Применяется как самостоятельное средство защиты и в комплек-
се с заземлением или занулением.
При пробое фазы на корпус срабатывает реле напряжения РН, настроенное на определенную устав-
ку, и установка отключается контактором K.


К

РН




Рис. 3.12 Схема УЗО, реагирующая на изменение
напряжения корпуса относительно земли


Электрозащитные средства по функциональному назначению делят на основные и дополнитель-
ные. Основные средства длительно выдерживают рабочее напряжение и позволяют работать на токове-
дущих частях, а дополнительные усиливают действие основных.
Электроустановки напряжением выше 1000 В: основные средства – изолирующие и электроизмери-
тельные клещи, указатели напряжения; дополнительные средства: диэлектрические перчатки, боты,
коврики, изолирущие подставки и накладки, переносное заземление, оградительные устройства, плака-
ты и знаки безопасности.
Электроустановки напряжением до 1000 В: основные средства – те же, что и при напряжении выше
1000 В, а также диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоят-
ками; дополнительные средства: диэлектрические галоши, коврики, переносное заземление, изолирую-
щие подставки и накладки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.
3.6 Режимы работы электрических сетей и электроустановок

При нормальных, а тем более, аварийных режимах работы сети и электроустановки (рис. 3.13) все-
гда существует опасность поражения человека электрическим током. Аварии в сети (например, замыка-
ние фазы на землю) могут приводить к появлению напряжения на поверхности земли; недопустимое
снижение сопротивления изоляции фаз относительно корпуса ? к появлению напряжения на поверхно-
сти установки.
Для обеспечения безаварийной, безопасной и высокопроизводительной работы электроустановок
необходимо не только их высокое качество и оснащенность средствами защиты, но и правильный вы-
бор исполнения сети (рис. 3.14) в конкретных условиях эксплуатации.
Нормальный режим работы сети Аварийный
режим работы сети
Rи = Rдоп Rи2 ˜ 0
1
2
3


Нормальный режим работы установки режим
Аварийный
Пробой фазы на корпус
Rи фаз относительно корпуса = Rдоп




Рис. 3.13 Режимы работы сети и электроустановки

По технологическим требованиям предпочтение часто отдается четырехпроводным сетям с ЗНТ,
так как они, по сравнению с трехпроводными, позволяют получить с наименьшими затратами два рабо-
чих напряжения – линейное и фазное.

НТ Uл Uф
ЗНТ ИНТ
фф




0 0 С

R0 = 2…8Ом


Рис. 3.14 Схемы электрических сетей с ЗНТ и ИНТ

От четырехпроводной сети с ЗНТ можно питать как силовую нагрузку, включая ее между фазными
проводами, так и осветительную, включая ее между фазным и нулевым проводником.
Преимущества и недостатки сетей с ИНТ и ЗНТ. Если в сети с ИНТ (рис. 3.15) происходит замы-
кание фазы на корпус при исправной изоляции других фаз, то значение силы тока, идущего по корпусу,
невелико и работа системы не прерывается. При аварийном режиме работы сети сила тока возрастает,
что диктует высокие требования к сопротивлению изоляции. Достоинством сети с ИНТ является то, что
она менее опасна при нормальном режи-
ИНТ Аварийный режим ме ее работы, чем сеть с ЗНТ.
Нормальный работы сети
режим работы

Ih =
сети приава-
R + Rзм Рис. 3.15 Режимы работы сети с ИНТ
-
рийном режи
ме установки Прикосновение к фазе
Uф или корпусу при
Ih =
пробое фазы на
R + Rи 3
корпус
Rзм
R = Rh + Rоб + Rп
При аварийном режиме работы сеть с ЗНТ (рис. 3.16) будет менее опасна, так как напряжение при-
косновения будет меньше линейного напряжения, а если Rзм не равно 0, то напряжение прикосновения
близко к фазному. Недостатком сетей с ИНТ является возможность поражения емкостным током при их
значительной протяженности. В сетях с ЗНТ этой опасности нет.


З
Рис. 3.16 Режимы работы сети с
Нормальный
Аварийный режим ЗНТ
режим работы
работы сети
Схема с ЗНТ при замыкании фазы
сети Если R ? 0 , то
на корпус отключается, так как сраба-
зм
Uф U
Ih = I = ф .
. тывает зануление. В результате замы-
R
h
R кания фазы на землю или на корпус
возникает ток большой силы, что дела-
ет эту схему пожароопасной. При ста-
= 2…8 Ом
R0 Rзм
рении и механических повреждениях
изоляции оголенный провод, контак-
тируя с любым металлическим предметом, вызывает искрение и дугу, а если в этом случае установлены
мощные предохранители, то установка не отключается и вероятность возникновения пожара значитель-
но увеличивается. Пожароопасные ситуации возникают также при перегрузке кабеля.
Сети с ИНТ целесообразно применять, когда необходимо обеспечить стабильную работу во време-
ни; есть возможность поддерживать высокое сопротивление изоляции проводов; протяженность сетей
незначительна; велика опасность однофазного прикосновения при расположении человека на токопро-
водящем полу. Такие сети применяют, например, на передвижных установках.
Сети с ЗНТ применяют, когда: трудно обеспечить хорошую изоляцию проводов из-за высокой
влажности или агрессивности среды, нельзя быстро найти и устранить повреждение изоляции, сеть
имеет значительную протяженность. Схемы с ЗНТ широко применяют на промышленных предприяти-
ях, в городских и сельских сетях.


3.7 Атмосферное электричество.
Молниезащита зданий и сооружений

На земном шаре в среднем за сутки происходит около 44 тысяч гроз, сопровождающихся молниями.
Молнией называется разряд между электрически заряженным облаком и землей или между разноимен-
но заряженными областями двух облаков. Электростатическая электризация грозовых облаков проис-
ходит в результате движения мощных воздушных потоков и конденсации в них водяных паров. Во вре-
мя грозового разряда в течение очень короткого времени (около 100 мкс) при токе молнии порядка 100
кА в канале молнии развивается температура до 30 000 оС. Вследствие быстрого расширения нагретого
воздуха возникает с большим шумом взрывная волна. Ток молнии производит электромагнитное, теп-
ловое и механическое воздействия на те сооружения, по которым проходит во время удара, что приво-
дит к взрывам, разрушениям и пожарам.
Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения
безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов.
Здания и сооружения в зависимости от их назначения, а также от ожидаемого ежегодного количест-
ва поражений их молнией должны иметь молниезащиту в соответствии с одной из трех категорий уст-
ройства:
I – взрывоопасные производственные здания и сооружения, находящиеся в любой местности Рос-
сии;
II – наружные технологические установки, расположенные на всей территории России, относимые
ПУЭ к классу В-Iг;
III – здания и сооружения классов П-I, П-II и П-IIа при условиях: объекты расположены в местно-
стях со средней грозовой деятельностью
20 ч/год и более; ожидаемое количество поражений не менее 0,05 в год для зданий и сооружений I и II
степеней огнестойкости; ожидаемое количество поражений не менее 0,01 в год для зданий и сооруже-
ний III, IV и V степеней огнестойкости.
Ожидаемое количество поражений в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой,
N =10?6 (S + 3 hx )(L + hx )n , (3.22)
где S – ширина здания, м; L – длина здания, м; hх – высота здания, м; n – среднее число поражений мол-
нией 1 км2 земной поверхности в год в месте строительства здания, зависящее от активности грозовой
деятельности [12].
Для приема электрического разряда молнии и отвода ее токов в землю служат специальные устрой-
ства ? молниеотводы, состоящие из несущей части, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Наи-
более распространены стержневые (рис. 3.17) и тросовые (рис. 3.18) молниеотводы.




Рис. 3.17 Одиночный Рис. 3.18 Отдельно стоя-
стержневой щий
молниеотвод тросовый молниеотвод

Каждый молниеотвод создает определенную зону защиты ? часть пространства, в пределах которо-
го обеспечивается защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии.
Для одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 60 м зона защиты представляет собой ко-
нус с образующей в виде ломаной линии (рис. 3.19).
Основание конуса имеет радиус r0 = 1,5 h . Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищае-
мого сооружения hх представляет собой круг радиусом rx (радиус защиты). Для графического представ-
ления образующей конуса зоны защиты необходимо соединить вершину молниеотвода с точками на
уровне земли, расположенными на расстоянии 0,75h от основания молниеотвода в обе стороны от него.
Затем точку на молниеотводе, расположенную на высоте 0,8h, соединить с точками на уровне земли,
расположенными на расстоянии 1,5h от основания молниеотвода в обе стороны от него.




Рис. 3.19 Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
высотой до 60 м:
а – в разрезе; б – сечение зоны на высоте hх
Радиус зоны защиты на высоте hх определяется
rx = 1,5 (h ? 1,25hx ) , м, при 0 ? hx ? 2 3h ; (3.23)
rx = 0,75 (h ? hx ) ,
м, при 2 3h ? hx ? h. (3.24)
Для одиночного тросового молниеотвода высотой h < 60 м зона защиты имеет сложную форму
(рис. 3.20).




Рис. 3.20 Зона защиты тросового молниеотвода высотой до 60 м:
а – в вертикальном сечении вдоль троса; б – в вертикальном сечении,
перпендикулярном тросу между опорами; в – в горизонтальной плоскости
на уровне hх

Верхняя часть зоны ограничена горизонтальной прямой, проведенной вдоль троса из точки макси-
мального его провеса. Торцевые части зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых
молниеотводов. Очертание зоны защиты в вертикальном сечении, перпендикулярном тросу, определя-
ется по правилу построения зоны защитного одиночного стержневого молниеотвода высотой h0, пред-
ставляющей собой в данном случае наименьшую высоту зоны между опорами. Ширина зоны защиты в
середине между опорами на уровне земли составляет 2r0 (значение r0 принимается равным 1,25h), а на
высоте hx равна 2r0х.
Графическое построение зоны защиты в горизонтальной плоскости на уровне hx производится пу-
тем нанесения окружностей, изображающих зоны защиты, от каждой опоры молниеотвода на высоте hx
и соединением их касательными с точками, находящимися посередине расстояния ? и отстоящими от
прямой, соединяющей опоры, на r0х (м).
Зоны защиты в сечении А–А определяются
r0 x =1,25 (h ?1,25 hx ) , м, при 0 ? hx ? 2 h ; (3.25)
3
r0 x = 0,625 (h ? hx ) ,
м, при 2 3h ? hx ? h. (3.26)
Для обеспечения расчетной высоты тросового молниеотвода высота опор hоп должна быть выбрана
с учетом стрелы провеса. Для пролета
? < 120 м принимают стрелу провеса 2 м; для пролета ? = 120…150 м ?
3 м. Высоту опор определяют как сумму расчетной высоты молниеотвода и стрелы провеса.


4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ
СОСУДОВ И АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Сосуды, работающие под давлением – это герметически закрытые емкости, предназначенные для
ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и
растворенных газов и жидкостей под давлением.
Основная опасность при работе таких сосудов заключается в возможности их разрушения при фи-
зическом взрыве среды. Наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов, работающих под дав-
лением, являются: несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температурному
режиму, повышение давления сверх предельного, потеря механической прочности аппарата (коррозия,
внутренние дефекты металла, местные перегревы), несоблюдение установленного режима, отсутствие
необходимого технического надзора.
Нормативным документом, регламентирующим нормальные условия работы таких аппаратов, яв-
ляются «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Данные
правила распространяются на:
• сосуды, работающие под давлением свыше 0,7 ати;
• цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до
50 °С превышает 0,7 ат;
• сосуды и цистерны для хранения и перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел без
давления, но опорожняемые под давлением газа свыше 0,7 ат;
• баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов
с рабочим давлением свыше 0,7 ат.
Правила не распространяются на приборы парового и водяного отопления; сосуды емкостью не
свыше 25 л, для которых произведение емкости в литрах на рабочее давление в ат не превышает 200;
части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов (цилиндры двигателей компрессоров
и т.д.). Правила устанавливают специальные требования к конструкции и материалам сосудов, к их из-
готовлению, монтажу, установке, регистрации, техническому освидетельствованию, содержанию и об-
служиванию.
4.1 Требования к конструкции, изготовлению
и эксплуатации сосудов

Конструкция должна быть надежной, обеспечивать безопасность при эксплуатации и предусматри-
вать возможность осмотра, очистки, промывки и ремонта. Для этого сосуды снабжают лазами (D ? 800
мм) или люками (D ? 800 мм). Внутренние устройства в сосудах (мешалки, змеевики, тарелки) выпол-
няют, как правило, съемными. Изготавливаются такие сосуды только на специализированных предпри-
ятиях. На каждый сосуд составляется паспорт и инструкция, которые передаются заказчику. На сосуд
крепится металлическая пластинка с указанием наименования завода-изготовителя, заводской номер
сосуда, год изготовления, рабочее давление, пробное давление, допустимая температура стенок сосуда.
Установка сосудов и аппаратов должна обеспечивать их устойчивость, доступ ко всем частям и
элементам, а также возможность их осмотра, ремонта и очистки как с внутренней, так и с наружной
стороны. Для удобства обслуживания сосуды оборудуют площадками и лестницами, причем эти уст-
ройства не должны нарушать прочность и устойчивость сосудов.
Сосуды снабжаются: приборами для измерения давления и температуры среды (манометры, термо-
метры и пирометры); предохранительными устройствами (клапаны и мембраны); запорной арматурой,
устанавливаемой на трубопроводах; обратными клапанами, автоматически закрывающимися под давле-
нием из сосуда, указателями уровня жидкости и др. Основное условие безопасности – точное соблюде-
ние установленных норм технологического режима, особенно давления и температуры. При эксплуата-
ции сосудов необходимо следить за исправностью предохранительных клапанов, манометров и крепеж-
ных деталей крышек и люков; за состоянием сварных швов, болтовых и заклепочных соединений; уров-
нем жидкости и т.д.

4.2 Регистрация и техническое освидетельствование сосудов

Все сосуды, работающие под давлением, регистрируются в органах Госгортехнадзора и периодиче-
ски подвергаются техническому освидетельствованию (внутреннему осмотру и гидравлическому испы-
танию) – до пуска, во время работы, после каждого ремонта. Внутренний осмотр проводится не реже
одного раза в четыре года; гидравлическое испытание с предварительным внутренним осмотром – не
реже одного раза в восемь лет. Гидравлическое испытание проводится пробным давлением, превы-
шающим рабочее в 1,5…2 раза, в течение 10…60 мин. Давление повышают до пробного и снижают до
рабочего постепенно. Сосуд считается выдержавшим испытание, если не обнаружено признаков разры-
ва, течи, остаточных деформаций и др. При невозможности проведения гидравлического испытания
проводится пневматическое испытание после тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности
сосуда расчетом. Сосуды, работающие под давлением горючих, взрывоопасных и токсичных газов или
жидкостей, должны подвергаться пневматическому испытанию на герметичность.
4.3 Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов

Баллоны – закрытые металлические сосуды небольшой емкости, предназначенные для транспорти-
ровки и хранения сжатых (кислорода, водорода, азота, воздуха), сжиженных (хлора, аммиака, сероводо-
рода, двуокиси углерода) и растворенных (ацетилена) газов. Стандартные баллоны, изготовляемые из
стальных бесшовных труб, состоят из цилиндрического корпуса с выпуклым сферическим днищем и
горловины с нарезкой, в которую ввинчивается запорный вентиль с боковым штуцером для отбора газа.
На сферической части баллона около горловины выбиваются паспортные данные. При эксплуатации
баллонов основное внимание уделяется исключению причин, приводящих к физическому или химиче-
скому взрыву газов, находящихся в баллоне. Физический взрыв газов возможен при повреждении кор-
пуса баллона в случае его падения или удара, особенно при минусовых температурах, когда ударная
вязкость стали понижается, и она становится хрупкой; при переполнении сжатыми и особенно сжижен-
ными газами, что приводит к повышению давления выше допустимого значения. Поэтому количество
заполняющих баллоны газов строго регламентируется по массе и давлению. Повышение температуры
газа в баллоне приводит к резкому повышению давления и разрыву сосуда, поэтому устанавливают
баллоны не ближе 1 м от отопительных приборов, и не ближе 5 м от открытого огня. Чтобы избежать
попадания в баллоны из-под кислорода горючих газов, все баллоны маркируют соответствующей окра-
ской и надписями. Боковые штуцеры вентилей для баллонов, заполняемых горючими газами, изготов-
ляют с левой резьбой, а для баллонов, заполняемых кислородом и негорючими газами, – с правой резь-
бой. Баллоны, содержащие кислород, необходимо предохранять от контакта с маслами, способными

<< Пред. стр.

страница 5
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign