Электрический ток и воздействие на человека

Между корпусом электрооборудования  и вспомогательным заземлителем r_в включено защитное реле напряжения РН, реагирующее на величину напряжения по отношению к земле. Электрооборудование может быть заземлено через заземлитель r_з или занулено через заземлитель r₀. При замыкании фазы на корпус электрооборудования на нем появляется напряжение. Если это напряжение превысит заданную величину, реле РН срабатывает, его контакт в цепи обмотки пускателя П размыкается и магнитный пускатель отключает электродвигатель от сети. Кнопка КнК служит для проверки действия защиты; КнП и КнС - кнопки пуска и остановки электродвигателя.

Защитное отключение применяют  в случаях, когда безопасность персонала  не может быть обеспечена устройством  зануления или заземления.

Во взрывоопасных зонах  искрение, возникшее при появлении  разности потенциалов между попавшими  под напряжение частями электрооборудования  и землей, может вызвать воспламенение  окружающей взрывоопасной смеси. Наличие зануления, заземления или защитного отключения устраняет эту опасность.

Занулению (заземлению) подлежат корпуса электрических машин, аппаратов, светильников, кабельные конструкции, металлическая оболочка кабелей, стальные трубы электропроводки, лотки, короба, металлические конструкции щитов, панелей и т. п.

Заземляющие устройства. Устройство, состоящее из заземлителей (электродов заземления) и соединенных с ним зануляющих (заземляющих) проводников называется заземляющим устройством.

Заземляющие и зануляющие проводники. В качестве заземляющих и зануляющих проводников используют специально прокладываемые для этой цели провода, а также трубы электропроводки, алюминиевую оболочку кабелей, кожухи шинопроводов, лотки, короба, подкрановые пути, металлические фермы, колонны зданий.

В сетях с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников должна быть не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Не требуется применять для заземления медные проводники сечением более 25 мм², алюминиевые проводники сечением более 35 мм² и стальные проводники сечением более 120 мм².

В сетях с глухозаземленной нейтралью проводимость зануляющих проводников должна быть не менее половины проводимости фазных проводников. При одинаковом материале фазных и зануляющих проводников это требование обеспечивается, если сечение зануляющего проводника будет не меньше половины фазного.

В осветительных сетях  с глухозаземленной нейтралью невзрывоопасных  установок для защитного зануления необходимо использовать нулевые рабочие провода. Во взрывоопасных установках для защитного зануления прокладывают специальный проводник, проходящий по одной трассе и в непосредственной близости от фазных проводов. В трехфазных силовых сетях для этой цели используют четвертую жилу кабеля или четвертый провод, проложенный в стальной трубе, вместе с фазными проводами. В двухпроводных осветительных сетях взрывоопасных установок всех классов (кроме класса B-I) в качестве нулевого защитного провода допускается использовать нулевой рабочий провод, а в помещениях класса B-I прокладывают третий провод.

В электроустановках с  глухозаземленной нейтралью сечения (а значит и проводимость) зануляющих проводников должны быть такими, чтобы при замыкании фазы на корпус возникающий в петле фазовый провод - нулевой провод ток однофазного короткого замыкания обеспечивал срабатывание защиты - перегорание плавкой вставки предохранителя или отключение автомата. Для этого возникающий ток однофазного короткого замыкания в невзрывоопасных установках должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или ток уставки автомата с обратно зависимой от тока характеристикой (например, с тепловым расцепителем), а при автоматах с электромагнитным расцепителем - в 1,25 - 1,4 раза номинальный ток уставки мгновенного срабатывания автомата. Во взрывоопасных установках для ускорения действия защиты сечения зануляющих проводов выбирают такими, чтобы возникающий ток однофазного короткого замыкания превышал ток плавкой вставки ближайшего предохранителя не менее чем в 4 раза, а номинальный ток автомата с обратно зависимой от тока характеристикой не менее чем в 6 раз. Требования к защите автоматики с электромагнитными расщепителями для взрывоопасных установок те же, что и для невзрывоопасных. При применении автоматических выключателей с комбинированным расцепителем, состоящим из теплового и электромагнитного элементов, для отключения однофазного короткого замыкания достаточно обеспечить срабатывание только теплового элемента, требующего по сравнению с электромагнитным элементом меньшей величины тока замыкания.

Заземлители. Для непосредственного соединения с землей зануляемых и заземляемых частей электроустановок служат заземлители, которые могут быть естественными и искусственными.

В качестве естественных заземлителей используют металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей, свинцовые оболочки кабелей и проложенные в земле трубопроводы (кроме труб с горючими газами и жидкостями). Алюминиевые оболочки кабелей и голые алюминиевые провода использовать в качестве заземлителей нельзя, так как они покрываются оксидной пленкой, плохо проводящей ток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Расчетная часть.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ.

Задание:

Оценить пригодность цеха (т.е. соответствие потребного и фактического воздухообмена) объемом V₁ м² для выполнения работ, в ходе которых выделяется  G₁ г/ч СО , G₂  г/ч этилена, G₃ г/ч аммиака _, G₄ г/ч диоксида серы, а также Q Дж/ч избыточного тепла. Система общеобменной вентиляции обеспечивает полную замену воздуха в цехе 5 раз в течение часа. Температура приточного воздуха равна t₁⁰ ,  температура в рабочей зоне равна t₂⁰ . Вытяжные отверстия находятся на высоте 5 м от рабочей площадки.

Примечания: 1) ПДК_СО=20 мг/м³; ПДК_С2Н2 = 1 мг/м³; ПДК_NH3=20 мг/м³; ПДК_SО2=10 мг/м³; 

2) аммиак и диоксид серы обладают  эффектом суммации;

3) считать концентрацию каждой примеси в приточном воздухе равной  0,3ПДК.

Дано:

V₁ =1550 м²

G₁=105,5 г/ч СО

G₂ =2,2 г/ч этилена

G₃=6,3 г/ч аммиака

G₄=114 г/ч диоксида серы

Q=7,12 ×10⁶ Дж/ч

t₁⁰=20

t₂⁰=24

 

Решение:

L_факт=k*V=5*1550=7750 м³/ч

t_выт = t_рз +Dt×(Н-2)=24+1(5-2)=27 ⁰С

L_Q=7,12 ×10⁶/1,24*0,24*(27-20)=3,41×10⁶ м³/ч

L_co=105,5×10³/0,7*20=7530 м³/ч

L_С2Н2=2,2×10³/0,7*1=3140 м³/ч

L _NH3=6,3×10³/0,7*20=450 м³/ч

L _SО2=114×10³/10*0,7=16280 м³/ч

NH₃ и SО₂- эффект суммации L=16280

L_потр= L_Q+ L_co+ L_С2Н2+ L= 3,41×10⁶+26950 м³/ч

L_потр> L_факт, не соответствует

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

    ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Задание:

Произвести расчет искусственного общего (люминесцентного) освещения  методом коэффициента использования  светового потока в помещении, где  проводятся работы, соответствующие  разряду X (см. таблицу данных по вариантам). Размеры помещения: длина a м, ширина  b м, высота подвеса светильника h м, коэффициенты отражения стен и потолка r_с и r_п соответственно равны 50 и 70. Принять коэффициент запаса К= 1,3, коэффициент неравномерности Z=1,1. Число ламп в светильнике равно 2. Длина рекомендуемого светильника серии ЛСПО1, рассчитанного на две люминесцентные лампы равна 1,536 м.

Дано:

IV - средней  точности

а=4

в=4

h=4

r_с=50

r_п=70

К= 1,3

Z=1,1

n=2

e=1,536 м

Решение:

   

i=4*4/4*8=0,5=ŋ=28%

S=4*4=16 м²

l/3=0,512 м - расстояния между светильниками

N=4/0,512=7 светильников

λ=0,512/4=0,128   £ 1,4

 

F=200*16*1,3*1,1/7*0,28*2=1167 лм

Выбираем  лампу ЛДП30-4, световой поток 1375

Е_ф=Е_норм*F_л/F=200*1375/1167=235 лк

Отклонение  в 17,5% является допустимым

 

 

3. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ,  ВИБРАЦИЯ

Задача 3.2.1

В течение  рабочего дня (8ч.) в помещении управления на  работающих действует постоянный шум. Согласно результатам измерений в течении t₁ ч. действует шум с уровнем звука, равным L₁ дБА, t₂ ч. – L₂ дБА, t₃ ч. – L₃ дБА. В остальное время – L₄= 40дБА. Оценить условия труда на рабочем месте по шуму.

Дано:

t=8 ч

t₁ =4,0 ч

t₂=1,2ч

t₃ =1,5ч

L₁=88дБА

L₂=90 дБА

L₃=90 дБА    

L₄=40 дБА  

Решение:

t₄ = t-( t₁+ t₂+ t₃)=8-6,7=1,3 ч

L_экв=10(1/100 t_i*10^0,1Li)= 10(1/100(4*10^8.8+1,2*10⁹+1,5*10⁹+1,3*10⁴)= 10(4*10^6,8+1,2*10⁷+1,5*10⁷+1,3*10²)= 10(4*10^6,8+2,7*10⁷+1,3*10²)=77,17дБА

По СН2.2.4/2.1.8.562-96  L=60 дБА, следовательно условия труда не соответствуют нормам.

 

Задача 3.2.2

Рассчитать уровень интенсивности  шума на территории, где находятся  три ненаправленных источника шума с уровнями звуковой мощности L_w1 дБ и L_w2 дБ. Расчет выполнить для точки, отстоящей от 1-го источника на расстоянии r₁ м, от 2-го – на расстоянии r₂ м. Звуковое поле считать свободным, т.е. не имеющим границ, от которых могло бы происходить отражение звуковых волн. Влажность воздуха равна 80%. Сравнить результаты, оценить расхождение в %.

 

Дано:

L_w1=75дБ

L_w2=90дБ

r₁=5,0м

r₂=1,0м

Решение:

1. На частоте  1000Гц  е_б=5,5 дБ/км=0,0055 дБ/м

                     2000Гц е_б=0,0097 дБ/м

малые величины     Ф = 1.

L_j=75+10*0+10 lg =50 дБ

L_j=90+10*0+10 lg=79 дБ

 Суммарный уровень:

L_j=10 lg(10^0,1*50+10^0,1*79)=79

 

2. Разность: 90-75=15 дБ, следовательно Д=0 дБ,

-∆=0   и +∆=0

 

L = 1_г + Д=90 дБ

расхождение: 13,9%

5. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

 

Задача 5.2.1.

Определить эффективную  дозу облучения человека, если у  него облучаются следующие органы (см. таблицу 3.4) и эквивалентная доза за год, приходящаяся на эти органы, составляют q₁ и q₂ Зв. Сделайте вывод об опасности этой дозы, исходя из основных дозовых пределов облучения, сопоставив с данными таблиц.

Дано:

Облучаемые  органы и ткани:

красный костный мозг   q₁=20 _[мЗв_]

желудок  q₂=120  _[мЗв_]

W_Т1=0,20

W_Т2=0,12

 

Решение:

Н_эф=∑H_iW_i =20*0,20*10^-3+120*0,12*10^-3=18,4*10^-3   Зв

 

Для ренгеновского и гамма излучения  Д=18,4*10^-3 Гр

Для α  и β- частиц и нейтронов Д=Н/Q= 0,92*10^-3 Гр

 

Показатель  поглощений дозы в норме.

Однако  данная доза сильно превышает среднюю индивидуальную эффективную дозу облучения (18,4>4,3;  18,4>2,84)

 

Если  человек из персонала, то показатель соответствует нормам, если лицо из населения: показатель превышает норму  почти в 4 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованной литературы:

1. Т. А. Хван, П. А. Хван. Основы безопасности жизнедеятельности. Ростов н/Дону: Феникс, 2000. -384 с.

2. Безопасность жизнедеятельности:  Учебник для  вузов / С.  В. Белов, А. В. Ильницкая А. Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С. В. Белова. 4-е изд. — М.: Высшая школа, 2006. — 606 с.

3. Я. М. Бунич, А. Н. Глазков, К. А. Кастовский "Электрооборудование промышленных предприяий"- М., Стройиздат, 1981

4. Карякин Р.Н. Нормативные основы устройства электроустановок. - М.: 1998.

5. Сапронов Ю.Г. Безопасность жизнедеятельности. - М.: «Академия», 2006.