Расчет защитного заземления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Ангарская государственная техническая академия»

Кафедра «Экология и безопасность деятельности человека»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

ВАРИАНТ № 7

Проверил: к.б.н, доцент

Малышкина Н.А

Ангарск, 2015



Практическая работа 1. Расчет защитного заземления

Цель работы - приобретение практических навыков в определении основных параметров заземления и самостоятельном решении инженерной задачи расчета защитного заземления электроустановки.

Исходные данные:

№ п/п

Трансформаторная подстанция (X/Y) напряжением U, кВ

Размеры здания

Расчетное сопротивление естественного заземлителя, Rе, Ом

Протяженность линии электропередач

Параметры Вертикального электрода

Параметры Горизонтального электрода

Удельное сопротивление земли p измеренное, Ом · м

Климатическая зона

Длина L, м

Ширина В, м

lК.Л, км

lВ.Л., км

Длина lВ, м

Диаметр d, мм

Сечение полосы, мм2, (lgxbг)

7

6/ 0,4

12

18

18

84

65

3

12

6x50

90

III

Ход работы

В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю; ее расчетное сопротивление растеканию, с учетом сезонных изменений, составляет Rв= 18 Ом. Ток замыкания на землю неизвестен, однако известна протяженность линий 6 кВ - кабельных км, воздушных км.

Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной 3 м, диаметром d=12 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода - стальной полосы длиной Lг=50 м, сечением 6х50 мм.

Расчетный ток замыкания на землю на стороне с напряжением U=6 кВ определяем по формуле:

Требуемое сопротивление растеканию заземлителей, принимаемое общим для установок 6 и 0,4 кВ, рассчитываем по формуле:

Ом

Требуемое сопротивление искусственного заземления определяем по формуле:

Ом

Определяем расчетное удельное сопротивление земли по формуле:

= 120 * 2,0 = 240 Омм.

Вычисляем сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземлителя по формуле:

Ом.

Rв = (240/2*3,14*3) * (ln(2*3/12)+1/2 ln ((4*9,5+3)/(4*9,5-3))= 22,6 Ом.

Рассчитываем приближенное (минимальное) количество вертикальных стержней по формуле:

= 22,6 / 2,78 = 8,13= 10 стержней

Определяем конфигурацию группового заземлителя - ряд или контур -- с учетом возможности его размещения на отведенной территории и соответствующую длину горизонтальной полосы:

по контуру =1,05*6*10 = 63м.

ряд = 1,05*6*(10-1) = 56,7м.

где а - расстояние между вертикальными стержнями, м, определяемое по формуле (8):

где коэффициент кратности, равный 1, 2, 3;

длина вертикального стержня.

Электроды располагаем в ряд.

Вычисляем сопротивление растеканию тока горизонтального стержня Rr, Ом. В случае горизонтального полосового заземлителя расчет выполняется по формуле:

гдерасчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м; длина горизонтальной полосы, м; ширина полосы, м; расстояние от поверхности грунта до середины ширины горизонтальной полосы.

Выбираем коэффициенты использования вертикальных стержней и горизонтальной полосы с учетом числа вертикальных стержней и отношения расстояния между стержнями (а к их длине ( l=3) и для удобства сводим их в таблицу.

Коэффициенты использования в вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков, и т. п.) без учета влияния полосы связи



Число заземлителей	Отношение расстояний между электродами к их длине (а /lв)
	Электроды размещены в ряд	Электроды размещены по контуру
	2	2
10	0,74	0,68

Коэффициенты использования г горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т. п.) группового заземлителя

Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине (а /lв)	Число вертикальных электродов
	10
Вертикальные электроды размещены в ряд
2	0,75
Вертикальные электроды размещены по контуру
2	0,40

Рассчитываем эквивалентное сопротивление растеканию тока группового заземлителя:

= (22,6 * 36,4)/ 22,6 *0,75 +36,4*0,74*10 = 2, 89

Полученное сопротивление растекания тока группового заземлителя не превышает требуемое сопротивление.

Рассчитанные параметры ЗУ сводим в таблицу.

гр,Ом·м	lв, м	k	n, шт	LГ,м	в	г	Rв, Ом	Rг, Ом	Rгр, Ом	Rи, Ом
240	3	2	10	56,7	0,74	0,75	22,6	36,4	2,89	2,92

Практическая работа 2. Расчет частот электромагнитного поля, используемых производственных условиях. Защита от воздействия ЭМИ.

заземление электроустановка защита допустимый

Цель работы: провести расчет ЭМП, часто используемых в производственных условиях и сравнить их с допустимыми величинами для разработки мероприятий по защите от воздействия ЭМП.

Исходные данные

Вариант	Время воздействия (Т, ч)	Ефакт, кВ/м	Е1, кВ/м	Е2, кВ/м	Е3, кВ/м	tЕ1,ч	tЕ2,ч	tЕ3,ч	Е, В/м	Н, А/м	ППЭ, Вт/м2	f, МГц	ЭЭЕпду, (В/м)2ч	ЭЭНпду, (А/м)2ч
7.	5	35	11	12	13	0,8	1,7	1,0	4	0,15	7	175	20000	200

Ход работы

1. Оценка уровня воздействия электростатического поля.

1 Производим расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену по формуле:

EПДУ = 60 / = 60/2,236 = 26,83

где EПДУ - предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля (ЭСП), кВ/м; t - время воздействия, ч.

Согласно ГОСТ 12.1.045 -84: ЕПДУ = 60 кВ/м в течение 1 часа.

2 Определяем допустимое время пребывания в ЭСП по формуле:

= = (60/35)2 =1,31

где Ефакт - фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Вывод: время пребывания в ЭСП в данном случае не регламентируется, так как расчетный уровень ЕПДУ равен 26,83, т.е. соответствует условию ЕПДУ < 20 кВ/м.

Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот.

ЭМП промышленной частоты.

Предельно допустимый уровень напряженности электрического поля (ЭП) на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м (ГОСТ 12.1.002-84).

Оценка и нормирование ЭМП промышленной частоты на рабочих местах персонала проводится дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

1) Производим расчет допустимого времени пребывания персонала в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м по формуле:

Т = (50 / Е) - 2,

где Е - напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е1, Е2, Е3), кВ/м; Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При Е от 20 до 25 кВ/м T = 10 мин. Пребывание в ЭП с Е > 25 кВ/м без средств защиты не допускается.

Т1 = (50/11) - 2= 2,55ч.

Т2 = (50/12) - 2 = 2,16ч.

Т3 = (50/13) - 2 =1,85ч.

2) Рассчитываем время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле:

< 8(ч)

где Тпр - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; tE1, tE2, tE4, tEn - время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е1, Е2, Е3, Еn, ч; TE1, TE2, TE3, TEn - допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.

Тпр= 0,8/2,55+1,7/2,16+1,0/ 1,85 =1,65 ч.

Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается в 1 кВ/м.

Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условиях защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин, механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зонах влияния ЭП.

Вывод: допустимое время пребывания в контролируемых зонах равно: в зоне Е1 = 2,55 ч., в зоне Е2 = 2,16 ч., в зоне Е3 = 1,85 ч. Приведенное время в зонах с различной напряженностью равно 1,65 ч.

ЭМП диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц.

Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека

1) Рассчитываем энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц по формулам:

ЭЭЕ = Е2 · Т,

ЭЭН = Н2 · Т,

где Е - напряженность электрического поля, В/м; Н - напряженность магнитного поля, А/м; Т - время воздействия на рабочем месте за смену, ч.

ЭЭЕ = 42 * 5 = 80

ЭЭН = 0,152 *5 = 0,11

2) Рассчитываем энергетическую экспозицию по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц по формуле:

ЭЭППЭ = ППЭ · T,

где ППЭ - плотность потока энергии (мкВт/см2).

1 Вт/м2 = 100 мкВт/см2

ЭЭППЭ =700 * 5 = 3500

3) Определяем предельно допустимый уровень ЭМП для средств связи и телевизионного вещания по формуле:

Епду = 21 · ,

где ЕПДУ - значение предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, В/м; f- частота, МГц.

Епду = 21 *175 -0,37 = 3,11

4) Рассчитываем предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами по формуле:

ППЭПДУ = (К · ЭЭППЭпду ) / Т ,

где ЭЭППЭпду- предельно допустимый уровень энергетической экспозиции потока энергии диапазона частот 300 МГц-300 ГГц;

K -коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5;

Т - время пребывания в зоне облучения за рабочий день (рабочую смену), ч.

ППЭПДУ = (12,5 * 200) / 5 = 500

5) Рассчитываем предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 кГц и скважностью не менее 20 по формуле:

ППЭПДУ = К · (ЭЭППЭпду / Т),

где K -коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10.

ППЭПДУ = 10 · (200 / 5) = 400

6) Определяем предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц - 300 МГц (ЕПДУ, НПДУ, ППЭПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) по формулам:

ЕПДУ = (ЭЭ Епду / Т)1/2,

НПДУ = (ЭЭ Нпду / Т)1/2 ,

ППЭПДУ = ЭЭППЭпду / Т ,

где ЕПДУ, НПДУ и ППЭПДУ - предельно допустимые уровни напряженности электрического, магнитного поля и плотность потока энергии; ЭЭEпду, ЭЭHпду, и ЭЭППЭпду - предельно допустимые уровни энергетической экспозиции в течение рабочего дня (рабочей смены).

ЕПДУ = (20000/ 5)1/2 =63,25

НПДУ = (200 / 5)1/2 = 6,32

ППЭПДУ = 400/ 5 = 80

Вывод по полученным расчетам.

В результате расчетов получились следующие значения, которые сравниваем с нормативными табличными значениями:

- табличное значение ЭЭЕ = 800, расчетное ЭЭЕ = 80;

- табличное значение ЭЭН не установлено, расчетное значение ЭЭН = 0,11;

- расчетное значение ЭЭППЭ = 3500, что соответствует условию:

ЭЭППЭ < ЭЭППЭ (для диапазона частот 300 МГц-300 ГГц принять равным 8000 мкВт/см2), 3500<8000;

- расчетное значение Епду (для средств связи) = 3,11

- табличное значение ППЭПДУ не установлено, расчетное значение

ППЭПДУ = 80;

- ППЭПДУ (от антенн) = 400

Значения предельно допустимых уровней напряженности для частот 30 кГц-300 МГц:

- табличное значение 63, расчетное значение электрической (ЕПДУ) = 63,25 ,

- табличное значение 6,3, расчетное значение магнитной (НПДУ) = 6,32

- табличное значение 40,0, расчетное значение составляющих и плотности потока энергии (ППЭПДУ) = 80 .

Вывод: расчетное значение составляющих и плотности потока энергии (ППЭПДУ) превышает табличное значение в два раза, остальные показатели практически не превышают табличных значений.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД)

Вопрос	Варианты ответа
1. Центральное понятие науки о БЖД	а) “опасность”; б) “безопасность”; в) “антропоцентризм” г) “концентрация”.
2. Компоненты среды обитания взаимодействия человека в процессе жизнедеятельности.	а) биосфера, ноосфера; б) техносфера, социальная среда; в) биосфера, техносфера, социальная среда. г) гидросфера, тропосфера, атмосфера.
3. По каждому несчастному случаю на производстве, вызвавшему потерю трудоспособности на срок не менее одного дня оформляются документы:	а) акт произвольной формы в 2-х экземплярах; б) акт по форме Н-1 в 2-ух экземплярах; в) акт по форме Н-1 в 4-ух экземплярах; г) акт по форме Н-1 в 3-х экземплярах.
4. Дисциплинарные взыскания на работников за нарушение требований законодательных и иных нормативных актов по охране труда	а) выговор, увольнение, уголовная ответственность; б) замечание, выговор, увольнение; в) замечание, выговор, материальная ответственность; г) выговор, увольнение, уголовная ответственность.
5. Категории работ при нормировании параметров на основе общих энергозатрат организма	а) легкая, тяжелая; б) легкая, средней тяжести, тяжелая; в) легкая, средней тяжести, тяжелая, очень тяжелая; г) легкая, тяжелая, очень тяжелая.
6. Вредный фактор - это:	а) негативный фактор, воздействие которого приводит к травме; б) негативный фактор, воздействие которого приводит к профзаболеванию; в) вращающиеся механизмы.
7. Основные параметры микроклимата	а) температура воздуха, влажность окружающей среды, скорость движения воздуха, парциальное давление; б) температура воздуха, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, атмосферное давление; в) избыток явной теплоты, атмосферное давление, скорость движения воздуха; г) избыток явной теплоты, влажность окружающей среды, скорость движения воздуха, атмосферное давление.
8. Укажите один из видов механической вентиляции:	а) инфильтрация; б) неорганизованная; в) общеобменная; г) аэрация; д) канальная.
9. Естественное и искусственное освещение регламентируется по ...:	а) 2011 ОНД-86; б) ГОСТ 12.1.0.05-88; в) СНиП 2.2.4.548-96; г) СП 52.13330.2011; д) ГОСТ 12.0.0.03-74.
10. Каким не может быть производственное освещение:	а) естественным; б) искусственным; в) бактерицидным; г) аэрационным; д) эритемным.
11. Что такое комбинированное освещение?	а) Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным б) Освещение, при котором к общему освещению добавляется местное в) Освещение, при котором используются все виды освещения г) Освещение, при котором наряду с белым светом используется свет других цветов
12. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.	а) это концентрация, которая допустима в производственных условиях только с использованием работниками коллективных и индивидуальных средств защиты; б) это суммарная концентрация, которая при пятидневной работе в течение всей недели не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья работников; в) это концентрации, которая при пятидневной работе в продолжении 8ч. в течении рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья работников; г) концентрация, вызывающая отклонение в состоянии здоровья человека.
13. Сенсибилизирующие вредные вещества -	а) вызывают раздражение органов дыхания; б) вызывают отравление всего организма; в) действуют, как аллергены; г) действуют, как микроэлементы.
14. Что такое “октавная полоса” при измерении шума?	а) Это диапазон частот, в который верхняя граница отличается от нижней границы в 2 раза б) Это диапазон частот, в который верхняя граница отличается от нижней границы в 4 раза в) Это диапазон частот, в который верхняя граница отличается от нижней границы в 3 раза г) Это диапазон частот, в который верхняя граница отличается от нижней границы в 1.5 раза
15. Электромагнитное поле - это:	а) поле между двумя телами с противоположными электрическими зарядами; б) поле вокруг проводника с током; в) особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами; г) поле вокруг пары проводников с током различного направления.
16. Особый вид излучения, генерируемый в оптических квантовых генераторах, называется...:	а) лазерным; б) рентгеновским; в) тепловым; г) ультразвуковым; д) ионизирующим.
17. Преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводящих частей является …:	а) предупредительной сигнализацией; б) переходом на малые напряжения; в) выравниванием потенциалов; г) защитным занулением; д) защитным заземлением.
18. Каковы основные виды поражения электрическим током?	а) электрические травмы, электрические удары, электрический шок; б) электрические удары, короткое замыкание, электрический шок; в) электрический шок, электрические удары, разрыв тканей; г) все ответы правильны.
19. По характеру воздействия различают следующие пороговые токи:	а) пороговый неотпускающий, пороговый фибрилляционный, пороговый отпускающий; б) пороговый неощутимый, пороговый неотпускающий, пороговый отпускающий; в) пороговый ощутимый, пороговый неотпускающий, пороговый фибрилляционный; г) нет правильного ответа.
20. Предельная температура вспышки для ЛВЖ и ГЖ.	а) для ЛВЖ - tвсп<61єС; для ГЖ - tвсп>61єС; б) для ЛВЖ - tвсп<100єС; для ГЖ - tвсп>100єС; в) для ЛВЖ - tвсп<42єС; для ГЖ - tвсп>42єС.



Список литературы

1. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Введ. 01.07.82г.

2. СНиП 12-03-2001 "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. Введ. 01.09.2001г

3. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Предельно-допустимые уровни напряжений прикосновения и токов. Введ. 01.07.83г.

4. П.А. Долин. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: Энергия.- 1984.-448 с.

5. М.О. Найфельд. Заземление, защитные меры электробезопасности. -М.: Энергия.- 1971.

6. П.А. Долин. Справочник по технике безопасности. -М.: Энергоатомиздат 1984.-824 с.

7. «ПУЭ-7. Правила устройства электроустановок (седьмое издание) - Новосибирск: Сибирское университетское издание- 2007.- 512 с.

8. Курбатов, П.А. Численный расчет электромагнитных полей / П.А. Курбатов, С.А. Аринчин. М.: Энергоатомиздат, 1984.

9. Шихин, А.Я. Электромагнитные поля и системы / А.Я. Шихин. М.: Энергия, 1987.

10. ГОСТ 12.1.002-84. ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах. М.: Издательство стандартов, 1984.

11. ГОСТ 12.1.006-84. ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. М.: Издательство стандартов, 1984.

12. ГОСТ 12.1.045-84. ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. М.: Издательство стандартов, 1984.

13. СанПиН 2.2.4.1191-03. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Электромагнитные поля в производственных условиях. Утверждено Государственным санитарным врачом России 30.01.2003, введен с 01.05.2003

Размещено на Allbest.ru