Гражданская оборона в энергообеспечении

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Институт «Электротехники и энергосбережения»

Кафедра «Электрические системы электропотребления»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По учебной дисциплине «Потребители электроэнергии»

ТЕМА

«Гражданская оборона в энергообеспечении»

Выполнил

студент группы ЭСЭ 24 В

Иванов Сергей Владимирович

Проверил

Севастополь 2010г.

ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

Значительное количество крупных катастроф, произошедших на
территории Украины за последнее время, среди которых особое место
занимает Чернобыльская, сменило приоритеты в назначении Гражданской
обороны (ГО): от защиты населения в условиях военного времени на защиту
населения от последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) мирного времени (техногенных, природных, социально-политических).От отраслевого (ведомственного) формирования и функционирования - на функциональные (с задействованием всех уровней исполнительной власти) принципы формирования и реагирования на чрезвычайные ситуации. Общегосударственная система защиты населения в случаях ЧС регулируется законом «О Гражданской обороне Украины» 1993г, а также Указом Президента Украины от 26.03.1999г. «Концепция о защите населения и территории при угрозе и возникновении ЧС»

Рассматривая машиностроительный завод, как объект ГО, необходимо определить основные меры по защите людей и оборудования от последствий ЧС (взрывов, выброса токсичных веществ, затоплений, пожаров, землетрясений). Требования к устойчивости промышленных объектов заложены в Нормах проектирования инженерно-технических мероприятий ГО (СНиП 2.01.51 -- 90). Основными способами защиты от поражающих факторов являются: эвакуация; укрытие людей в убежищах; обеспечение индивидуальными средствами защиты; организация специальных служб МЧС.

Оценка устойчивости работы объекта энергетики к воздействию землетрясений и взрывов

Факторы, влияющие на устойчивость объекта

Устойчивость промышленного объекта в ЧС может оцениваться в общей и частных постановках задачи. [45] В общей постановке оценивается функционирование объекта в целом в соответствии с его целевым предназначением. В частных постановках может оцениваться устойчивость конструктивных элементов, участков, цехов или даже отдельных функций объекта относительно отдельных или всех в совокупности поражающих факторов ЧС. На устойчивость функционирования объекта в чрезвычайных ситуациях влияют факторы, приведенные в таблице 5.1.

Таблица Факторы, влияющие на устойчивости объекта в ЧС

Оценка устойчивости объекта к воздействию поражающих факторов

Пути и способы повышения устойчивости функционирования объекта в условиях ЧС в мирное и в военное время многообразны и определяются конкретными специфическими особенностями каждого отдельного элемента и объекта в целом.

Выбор наиболее эффективных (в том числе и с экономической точки зрения) путей и способов повышения устойчивости функционирования возможен только на основе всесторонней тщательной оценки объекта энергетики как объекта ГО.

Оценка устойчивости объекта к воздействию различных поражающих факторов проводится с использованием специальных методик.

Исходными данными для проведения расчетов по оценке устойчивости объекта являются: возможные максимальные значения параметров поражающих факторов, характеристики объекта и его элементов. Параметры поражающих факторов либо задаются вышестоящим штабом ГО, либо приводятся в справочных таблицах [46]. При отсутствии информации максимальное значение параметров поражающих факторов определяется расчетным путем.

Взрывы на объекте энергетики относятся к ЧС техногенного характера и являются видом горения: чрезвычайно быстрым химическим превращением, сопровождающимся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных произвести механическую работу. При этом скорость распространения пламени достигает нескольких сотен метров в секунду [45]. Взрывы могут приводить к возникновению новых очагов горения, поражать людей взрывной волной и разлетающимися обломками и предметами.

Оценка физической устойчивости объекта к воздействию взрыва, в том числе ядерного, производится последовательно по воздействию каждого поражающего фактора, а также вторичных факторов поражения. Эта оценка включает:

- определение видов поражающих факторов, воздействие которых возможно на объект, и их параметров;

- воздействие ударной волны на элементы объекта;

- возможность возникновения пожаров;

- воздействие вторичных поражающих факторов;

- выводы об устойчивости объекта.

Определение физической устойчивости элементов объекта производится по избыточным давлениям на фронте ударной волны от 5 кПа и кончая давление, разрушающее данный элемент.

Землетрясения относятся к ЧС природного характера геологической группы. Опасность поражения объектов энергетики (АЭС) демонстрируют землетрясения 2011 года в Японии. Землетрясениям принадлежит 1-е место по экономическому ущербу и одно из первых мест по числу жертв. Основными параметрами, характеризующими силу и характер землетрясений являются: интенсивность энергии на поверхности земли (в нашей стране используется 12 - бальная международная шкала МSК - 64), магнитуда, глубина очага (от 0 до 740 км под землей). Прямо над очагом расположен эпицентр.

Устойчивость объекта к землетрясению определяется для различных дискретных значений интенсивности землетрясения (в баллах), вызывающего в зданиях и сооружениях разрушения. Оценка степени устойчивости объекта к воздействию сейсмической волны заключается:

- в выявлении основных элементов объекта, от которых зависит его функционирование;

- в определении предела устойчивости каждого элемента (по нижней границе диапазона баллов, вызывающих средние разрушения) и объекта в целом (по минимальному пределу входящих в его состав элементов);

- в сопоставлении найденного предела устойчивости объекта с ожидаемым максимальным значением сейсмической волны и в заключении о его устойчивости.

Критерием устойчивости объекта к воздействию сейсмической волны при землетрясении является эквивалентное значение избыточного давления воздушной ударной волны, при которой здания, сооружения и оборудование ещё сохраняются или получают слабые разрушения. При этом разрушительное воздействие сейсмических волн, по сложившейся международной практике, приравнивают к действию воздушной ударной волны.

землетрясение взрыв гражданский оборона энергетика

Оценка устойчивости работы объекта энергетики к воздействию взрыва

Одной из причин крупных производственных аварий и катастроф являются взрывы, которые на промышленных предприятиях обычно сопровождаются обрушениями и деформациями сооружений, пожарами и выходами из строя энергосистем.

Наиболее часто наблюдаются взрывы котлов котельных, газов, аппаратов, продукции на химических предприятиях, паров бензина и других компонентов топлива, лакокрасочных паров, промышленной пыли. Причинами взрывов газо-воздушных смесей могут служить открытый огонь, электрические искры, в том числе от статического электричества. Поражающим фактором любого взрыва является ударная волна. Действие ударной волны на элементы сооружений характеризуются сложным комплексом нагрузок: прямое давление, давление отражения, давление обтекания, давление затекания, нагрузка от сейсмовзрывных волн. Действие ударной волны принято оценивать избыточным давлением во фронте ударной волны, обозначаемым Рф (кПа). Избыточное давление Рф используется как характеристика сопротивляемости элементов сооружения действию ударной волны и для определения степени их разрушения и повреждения. Степень и характер поражения сооружений при взрывах во время производственных аварий зависит от:

- мощности (тротилового эквивалента) взрыва;

- технической характеристики сооружения объекта (конструкция, прочность, размер, форма - капитальные, временные, наземные, подземные и др.);

- планировки объекта, характеристика застройки;

- характера местности;

- метеорологических условий;

При прогнозировании последствий возможного взрыва предусматриваются три круговые зоны:

I - зона детонационной волны;

II - зона действия продуктов взрыва;

III - зона воздушной ударной волны.

Зона детонационной волны находится в пределах облака взрыва газо-воздушной смеси. В пределах зоны I действует избыточное давление, которое можно принимать постоянным Р₁ = 1700 кПа.

Радиус зоны может быть определен по формуле:

(м)- зона I

где Q - количество сжиженного газа, т.

Зона действия продуктов взрыва охватывает всю площадь разлета продуктов газо-воздушной смеси в результате ее детонации.

Радиус этой зоны: r_II = 1,7 r_I (м)- зона II (5.2)

Избыточное давление в пределах зоны II (Р_II) изменяется от 1350 кПа до 300 кПа.

Для любой точки, расположенной в зоне II

Р_фII = 1300(r_I/r)+50

где r = R - расстояние от центра взрыва до точки в зоне II, м.

r_I r r_II

В зоне действия воздушной ударной волны (зона III) формируется фронт ударной волны, распространяющийся по поверхности земли. Избыточное давление в этой зоне, в зависимости от расстояния до центра, может быть определено по графику, таблицам и рассчитано по формулам. Для этого предварительно определяется относительная величина:

 = 0,24 R/r_Iс, (5.5)

где r_I - радиус зоны или расстояние от центра взрыва до точки, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны, кПа(R>r_II ).

при 2 ?Р_III = ; (5.6)

при >2 ?Р_III = ; (5.7)

Для определения избыточного давления на определенном расстоянии от центра взрыва необходимо знать количество взрывчатой смеси, хранящейся в емкости или агрегате.

Одновременно с прохождением ударной волны происходит перемещение воздуха с большой скоростью. Динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, называется скоростным напором, измеряемого в тех же единицах давления, что и измеряемое давление. Сопротивляемость зданий и сооружений к воздействию ударной волны зависит от их конструкции, размеров и других параметров.

Наибольшим разрушением от ударной волны подвергаются здания и сооружения больших размеров с большими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли, а так же массивные бескаркасные сооружения с несущими стенами из кирпича и блоков. Здания антисейсмической конструкции, а также массивные малоразмерные здания и сооружения с жесткими несущими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью ударной волне. При воздействии ударной волны здания, сооружения, оборудование и коммунально - энергетические сети (КЭС) объекта могут быть разрушены в различной степени.

Разрушения принято делить на полные, сильные, средние и слабые. Характеристика разрушений в таблице.

Нагрузка от ударной волны на отдельную часть элемента зависит от положения их относительно распространения ударной волны. Действия нагрузки от ударной волны, распространяющейся вдоль поверхности земли, можно разделить на нагрузки обтекания, определяемые максимальным избыточным давлением в ударной волне, и нагрузки торможения, возникающей под действием скоростного напора. При расчетах устойчивости элементов объекта больших размеров определяющей является нагрузка обтекания, т.е. та сила, которая стремится сдвинуть сооружение в направлении действия ударной волны.

Элементы, размеры которых значительно меньшие длины ударной волны, например, опоры ЛЭП, антенны, измерительная аппаратура, почти не испытывают нагрузок обтекания, т.к. быстро охватываются волной. Для элементов небольших размеров учитывается нагрузка торможения. Действие скоростного напора воздушной ударной волны может произвести к смещению, опрокидыванию элементов, которые расположены на колесах, катках, что, в свою очередь, может привести к падению или удару элемента о встречные предметы.

Для некоторых элементов конструкций представляют опасность силы ускорения, имеющие место при ударе волны. Ускорение отдельных элементов оборудования, приборов может достигать значительных размеров и прибор, внешне не поврежденный после удара волны, будет иметь внутренние повреждения.

Таблица - Степень разрушения объектов

Рассмотрим два случая взрывов у трансформаторной подстанции и у литейного цеха, различной силы и на разном расстоянии и определим степень возможных разрушений зданий и электролиний.

Рассмотрим случай, когда произошел взрыв автоцистерны с бензином возле здания трансформаторной подстанции (железнобетонное здание и кабельные наземные линии).

Количество в автоцистерне - 3,5 т. Расстояние от места взрыва до исследуемых объектов равно 120 м.

Решение:

Находим зону детонационной волны (зона I)

Определяем радиус зоны действия продуктов взрыва (зона II)

R>r_I и R > r_II, следовательно, мы находимся в зоне III.

Рассчитаем относительную величину ?

Определяем избыточное давление в зоне воздушной волны (зоны III)

Согласно [46] находим для предприятия и оборудования избыточное давление ?Р_ф (кПа) вызывающие слабые, средние, сильные и полные разрушения в таблице 5.3.

Таблица 5.3.

Определяем предел устойчивости трансформаторной подстанции и кабельных наземных линий. Пределом устойчивости любого элемента является нижняя граница средних разрушений - верхняя граница слабых разрушений. Таким образом, предел устойчивости ?Р_ф :

- железобетонные здания - 35 кПа;

- кабельные наземные линии - 30 кПа.

Определяем предел устойчивости объекта как предел устойчивости самого слабого элемента, в данном случае - здания 30 кПа.

Из расчетов видим, что при взрыве железобетонным зданиям будет нанесены слабые разрушения, а кабельным наземным линиям будут нанесены слабые и средние разрушения, которые можно ликвидировать в небольшие сроки.

Рассмотрим случай, когда произошел взрыв железнодорожной цистерны с сжиженным газом на расстоянии 300 м от литейного цеха. Количество сжиженного газа в цистерне - 20 т.

Решение:

Находим зону детонационной волны (зона I)

Определяем радиус зоны действия продуктов взрыва (зона II)

R>r_I и R > r_II, следовательно, мы находимся в зоне III.

Рассчитаем относительную величину ?

Определяем избыточное давление в зоне воздушной волны (зоны III)

Для предприятия и оборудования избыточное давление ?Р_ф (кПа) вызывающие слабые, средние, сильные и полные разрушения в таблице 5.4.

Таблица 5.4.

Определяем предел устойчивости литейного цеха и кабельных подземных линий. Пределом устойчивости 1-го элемента является нижняя граница средних разрушений - верхняя граница слабых разрушений. Таким образом, предел устойчивости ?Р_ф :

- железобетонные здания - 35 кПа

- кабельные подземные линии - 200 кПа.

Определяем предел устойчивости объекта как предел устойчивости самого слабого элемента, в данном случае - здания 30 кПа.

Целесообразным пределом повышения устойчивости принято считать такое значение сейсмической (ударной) волны, при котором восстановление поврежденного объекта возможно в короткие сроки и экономически оправдано (обычно при получении объектом слабых и средних разрушений). Из расчетов видно, что при взрыве железобетонным зданиям будут нанесены слабые разрушения, которые можно довольно быстро устранить, подземные линии останутся невредимы.

Основные мероприятия по повышению устойчивости работы объекта

Повышение устойчивости объекта достигается путем усиления наиболее уязвимых элементов и участков. Для этого заблаговременно на основе исследования планируется и проводится большой объем работ, включающих выполнение организационных и инженерно-технических мероприятий. Разработка инженерно-технических мероприятий при проектировании и новом строительстве позволяют сочетать общие инженерные решения с защитными мероприятиями ГО, что снижает затраты на их реализацию. Основные мероприятия по повышению устойчивости работы объектов, проводимые в мирное время, предусматривают:

- защиту персонала объекта и инженерно-технического комплекса от последствий стихийных бедствий, аварий, катастроф, а также от первичных и вторичных поражающих факторов оружия массового поражения;

- обеспечение надежности управления и материально-технического снабжения;

- подготовку объекта к восстановлению нарушенной работоспособности и переводу на режим работы в условиях ЧС.

Защита инженерно-технического комплекса предусматривает сохранение материальной основы объекта: зданий, сооружений, оборудования, коммунально-энергетических сетей.

Повышение устойчивости систем электроснабжения достигается проведением как общегородских, так и объективных инженерно-технических мероприятий. Электроэнергия, поступающая на объект с разных трансформаторных подстанций, должна быть закольцована, что позволит отключать поврежденные участки и использовать сохранившиеся линии. Необходимо предусматривать автономный аварийный источник питания (передвижную электростанцию). Транспортные помещения, распределительная аппаратура и приборы должны быть надежно защищены.

Основные мероприятия по повышению устойчивости технологического оборудования ввиду его более высокой прочности по сравнению со зданиями, в которых оно размещается, заключаются в сооружении над ним специальных устройств (в виде кожухов, шатров, зонтов), защищающих его от повреждения обломками разрушающихся конструкций.

При реконструкции и расширении промышленных объектов наиболее ценное и уникальное оборудование необходимо размещать в нижних этажах и подвальных помещениях или в специальных защитных сооружениях. Целесообразно также размещать его в отдельно стоящих зданиях павильонного типа, имеющих облегченные и несгораемые ограждающие конструкции, разрушение которых не повлияет на сохранность оборудования.

Подготовка объектов к восстановлению должна предусматривать планы первоочередных восстановительных работ по нескольким вариантам возможного повреждения, разрушения объекта с использованием сил самих объектов, имеющихся строительных материалов, с учетом размещения оборудования на открытых площадках, перераспределения рабочей силы, помещений и оборудования.

Для обеспечения сохранности технической документации целесообразно изготовление копий ее в электронном виде, один экземпляр которых должен храниться в другой зоне.

Для выявления характера и степени ущерба и заблаговременного проведения мероприятий, исключающих или ограничивающих масштабы повреждений или разрушений, проводится моделирование уязвимости объекта и его элементов.

Пути и способы повышения устойчивости функционирования объектов народного хозяйства (ОНХ) в условиях чрезвычайных ситуаций в мирное и в военное время весьма многообразны и определяются конкретными специфическими особенностями каждого отдельного предприятия.

Выводы

В данной работе было оценено значение Гражданской обороны для объектов энергетики и промышленности, определены основные параметры устойчивости объектов к землетрясению и взрыву. Сравнение двух вариантов взрыва: 1. автоцистерны с 3,5 тоннами бензина на расстоянии 120 м от железобетонного здания трансформаторной подстанции и кабельных наземных линий и 2. железнодорожной цистерны со сжиженным газом массой 20 тонн на расстоянии 300 метров от железобетонного здания и подземных кабельных линий показал, что в первом случае зданию будут нанесены слабые, а кабельным наземным линиям - слабые и средние разрушения, которые можно ликвидировать в относительно небольшие сроки. Во втором случае слабым разрушениям будет подвергнуто только здание. В обоих случаях целесообразно проведение мероприятий по повышению устойчивости объектов.

Выбор наиболее эффективных (в том числе и с экономической точки зрения) путей и способов повышения устойчивости функционирования возможен с использованием специальных методик, на основе всесторонней, тщательной оценки каждого предприятия как объекта гражданской обороны.

Размещено на Allbest.ru