Расчет защитного заземляющего устройства.

Заземление - одна из основных защитных мер. Это преднамеренное соединение частей электроустановок с заземляющим устройством, которым принято считать заземлители и заземляющие проводники. В качестве заземлителей используются стержни из стали, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной соединительной полосой.

Благодаря защитному заземлению, напряжение под которое может попасть человек, прикоснувшийся к заземленному оборудованию в аварийном режиме, значительно снижается.

Произведем расчет заземляющего устройства лесопильного цеха.

В зависимости от напряжения и типа электроустановки принимаем нормированное значение сопротивления заземляющего устройства r_з= 4 Ом, [7].

Сопротивление растеканию тока вертикального электрода определяется по формуле:

, (6.1)

где r_рас - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м;

k - числовой коэффициент вертикального заземлителя: для

круглых стержней и труб k = 2, [10];

- длина электрода, м;

d - внешний диаметр трубы или диаметр стержня, м;

h_ср - глубина заложения, равная расстоянию от поверхности

земли середины трубы или стержня, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта r_рас определяется по формуле:

, (6.2)

где k_с - коэффициент сезонности, принимаемый в зависимости от

климатической зоны;

k - коэффициент, учитывающий состояние грунта при измерении;

r_изм - значение удельного сопротивления грунта, полученное при

измерении, Ом·м.

Для Курганской области принимаем k_с = 1, 65, k = 1, r_изм = 200 Ом·м.

Тогда по формуле (6.2): r_рас = 1, 65·1·200=330 Ом·м.

Согласно требованиям ПУЭ длину электрода принимаем равной 3 м., внешний диаметр стержня принимаем 0, 016 м., а глубину заложения h_ср принимаем равной 0, 6 м. Тогда по формуле (6.1) сопротивление растеканию тока будет равно:

Ом

Сопротивление горизонтального заземлителя (полосы связи) определим по формуле:

, (6.3)

где - длина горизонтального заземлителя, м;

k - коэффициент формы горизонтального заземлителя, для

круглого сечения k = 1;

d - диаметр круглой стали или ширина полосы прямоугольного

сечения, м;

h - глубина заложения горизонтального заземлителя, м.

Длина горизонтального заземлителя принимается равной 120 м. Тогда по формуле (6.3):

Ом

Так как в данном случае естественные заземлители не используются, то принимается сопротивление искусственного заземлителя равное сопротивлению заземляющего устройства:

r_иск = r_з = 4 Ом

Теоретическое число вертикальных электродов определяется по формуле:

, (6.4)

Принимаем число заземлителей 18 штук. По графикам определяем коэффициенты экранирования вертикальных и горизонтальных заземлителей h_в и h_г . Они определяются в зависимости от числа вертикальных заземлителей и от отношения a / l.

, (6.5)

где а - расстояние между стержнями, м;

L - длина полосы связи (периметр заземляющего контура), м.

м

Отношение а / l = 6, 7 / 3 =1, 3. Тогда коэффициенты экранирования

h_в = 0, 55, h_г = 0, 50.

Действительное число стержней с учетом полосы связи определим по формуле:

, (6.6)

шт

Окончательно принимаем число заземлителей 21 штук.

Так как n_д > n_т, то для выполнения заземления принимаем число стержней, равное n = n_д.

Расчетное сопротивление заземляющего устройства определим по формуле:

, (6.7)

Ом

Так как расчетное сопротивление заземляющего устройства r_расч меньше 4 Ом (3, 9 < 4), то следовательно расчет произведен верно.

ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ.

Для безопасности обслуживающего персонала, находящихся в доме, должны соблюдаться правила техники безопасности при работе с электроустановками. Все вращающиеся части электроустановок должны быть ограждены или встроены в него. Все токоведущие части должны быть изолированы и заземлены. Все рабочие поверхности не должны иметь острых углов. Электроустановки должны быть заземлены. Соблюдение всех правил техники безопасности приведет к тому, что работать и находиться в доме будет безопасно.

При появлении дыма или огня из какого либо оборудования или пускорегулирующей аппаратуры нужно немедленно отключить установку.

6.1 Устройство защитного отключения

Устройство защитного отключения (сокр. УЗО; более точное название: устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током, сокр. УЗО− Д) или выключатель дифференциального тока (ВДТ) или защитно-отключающее устройство (ЗОУ) — механический коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определённых условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов. Может состоять из различных отдельных элементов, предназначенных для обнаружения, измерения (сравнения с заданной величиной) дифференциального тока и замыкания и размыкания электрической цепи (разъединителя).

Основная задача УЗО — защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения.

УЗО предназначены для:

• Защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при непосредственном прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА).
• Предотвращения возгораний при возникновении токов утечки на корпус или на землю.

Рис. 6.1 схема УЗО и принцип работы

Принцип работы УЗО основан на измерении баланса токов между входящими в него токоведущими проводниками с помощью дифференциального трансформатора тока. Если баланс токов нарушен, то УЗО немедленно размыкает все входящие в него контактные группы, отключая таким образом неисправную нагрузку.

Обнаружение токов утечки при помощи УЗО является дополнительным защитным мероприятием, а не заменой защиты от сверхтоков при помощи предохранителей, так как УЗО никак не реагирует на неисправности, если они не сопровождаются утечкой тока (например, короткое замыкание между фазным и нулевым проводниками).

Рис. 6.2 Внутреннее устройство УЗО, подключаемого в разрыв шнура питания

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Условия срабатывания УЗО:

• Прямое прикосновение человека к частям находящимся под напряжением и его контакте с " землей ".

• Повреждение основной изоляции и контакте токоведущих частей с заземленным корпусом.

• Замена нулевого и заземляющего проводников.

• Замена фазного и нулевого проводников и прикосновении человека к частям оказавшимся под напряжением и одновременном его контакте с " землей".

• Обрыв нулевого проводника до (и после УЗО) и прикосновении человека к токоведущим или оказавшимся под напряжением частям и одновременном его контакте с " землей".

6.2 Разработка мероприятий по защите людей от электрического тока

· Следует обязательно предупреждать обслуживающий персонал о нахождении установки под напряжение.

· При выходе из строя электрооборудования необходимо для устранения неисправности и для восстановления работоспособности вызвать работника электротехнического персонала, обслуживающего данную установку;

· Все оборудование и установки должно быть надежно заземлено и занулено.

6.3 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность – такое состояние производственного объекта, при которой с заданной весьма большой степенью вероятности исключается возможность пожара или взрыва, а если он все-таки возникает, то предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара (открытый огонь, высокая температура воздуха или предметов) и обеспечивается защита материальных ценностей. Вероятность пожара допускается не выше 10-6 на один пожароопасный узел объекта. В пожароопасных зонах любого класса кабели и провода должны иметь покров и оболочку из материалов, не распространяющих горение. Через пожароопасные зоны любого класса запрещается прокладывать транзитные электропроводки всех напряжений. Нельзя допускать провисание проводов, перегрузки электропроводок и коротких замыканий, контактов скруткой, которые могут искрить или перегреваться, а также применение плавких вставок на неизвестный или завышенный ток по сравнению с расчетным. Для предотвращения пожаров из-за коротких замыканий необходимо соблюдать требования ПУЭ еще при монтаже. Проход через стены незащищенных электрических проводов выполняют в неразрезанных изоляционных полутвердых трубках.

Вводные щитки или щиты с предохранителями и автоматами нужно располагать не далее, чем на расстоянии 3 м от места ввода в здание. В помещениях вывешивают противопожарную инструкцию и устанавливают противопожарный инвентарь. В помещениях проходы и тамбуры, выходы ничем не должны загромождаться, запрещается курение и применения открытого огня. Все средства пожаротушения должны быть в исправном состоянии и постоянной готовности к действию, все работники должны быть обучены обращению с ними. В качестве средств пожаротушения применяют песок и огнетушители. При возгорании проводки старший или дежурный операторы обязаны обесточить силовую и осветительную сеть (кроме дежурного освещения), принять меры к пожаротушению, сообщить в пожарную часть или администрацию. Тушить электрооборудование (предварительно обесточив) допускается только углекислотными огнетушителями, песком или другими токонепроводящими средствами. В случае явной опасности необходимо организовать эвакуацию людей.

Заключение

В данной курсовой работе разработан проект электрификации частного дома. Для заданного объекта был произведен выбор технологического оборудования. Также произведен расчет освещения, где определили количество, мощность, тип ламп и светильников.

Для данного помещения выбраны сечения проводов, предохранители, автоматические выключатели.

В курсовой работе рассмотрены вопросы техники безопасности.

Выполнил чертеж, где вычертил заданный объект, схему силовой и осветительной сети.

Список литературы

1. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок: учебное пособие., Томск: Изд-во ТПУ, 2006 -248 с.

2. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 351с.

3. Карякин Р.Н., Солонцев В.И. Заземляющие устройства промышленных электроустановок: Справочник электромонтажника –М.: Энергоатомиздат, 1989. -191 с.

4. Справочная книга по светотехнике/ Под ред. Ю.Б.Айзенберга. - М.:

Энергоатомиздат, 1983. - 472с.

5. Правила устройства электроустановок / Минэнерго России. - 7 изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2002.- 648 с.

6. Проектирование участков лесопильных цехов: Учебное пособие / А.Д.Голяков; Архангельский государственный технический университет. Архангельск - 1999. - 98с

7. Проектирование электрического освещения: Учебное пособие / Н.А. Фалилеев, В.Г. Ляпин; Всесоюзный сельхозинститут заочного обучения. М.: 1989. - 97с.

8. РД 34.21.122 – 87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

9. https://www.tigroup.ru

Приложение А

Во всех помещениях использовал систему автоматизации освещения с использованием технологии Х10

X10 - широко используемый стандарт в области домашней автоматизации.

X10 определяет метод и протокол передачи управляющих сигналов-команд (“включить”, “выключить”, “ярче”, “темнее” и т.д.) по силовой электропроводке на электронные модули, к которым подключены управляемые электробытовые и осветительные приборы.

Всего в сеть X10 может быть объединено до 256 групп устройств с разными адресами.

С точки зрения логики организации сети X10 все устройства можно разбить на две большие группы: контроллеры и исполнительные модули.

Контроллеры отвечают за генерацию команд X10 и, помимо ручного кнопочного управления, могут иметь встроенный таймер или специализированное устройство ввода внешнего воздействия (датчик освещенности, фотоприемник инфракрасного излучения от пульта дистанционного управления и т.д.).

Исполнительные модули, выполняют команды, передаваемые тем или иным контроллером, управляя коммутацией электропитания бытового или осветительного прибора, играя роль “умного” выключателя.

Наиболее распространены модули двух типов: ламповые (lamp module) и приборные (appliance module).

Ламповые модули представляют собой тиристорные регуляторы мощности и обеспечивают, помимо функций включения и выключения, плавную регулировку яркости свечения электроламп (функция диммера, от английского слова dimmer - “реостат”, “темнитель”).

Приборные модули оснащены электромагнитным реле для переключения питания и не предназначены для плавной регулировки подаваемой на нагрузку мощности.

С функциональной точки зрения сеть Х10 включает следующие компоненты:

Передатчики - позволяют передавать специальные коды команд в формате Х10 по электросети. Такими устройствами являются: программируемые таймеры, посылающие сигналы в нужное время; компьютерные модули, выполняющие заданные программы по управлению электроприборами; датчики температуры, освещенности, движения и др., которые при наступлении определенных событий посылают соответствующие сигналы приемникам.

Приемники - принимают команды Х10 и выполняют их: включают или выключают свет, регулируют освещенность и т.д. На каждом приемнике имеются селекторы установки его адреса: 16 возможных кодов дома (А - P) и 16 возможных кодов модуля (1 -16), то есть всего 256 различных адресов. Несколько приемников могут иметь тот же адрес, в этом случае они управляются одновременно.

Трансиверы - принимают сигналы от инфракрасных или радио пультов дистанционного управления и передают их в электросеть, преобразовав в формат Х10.

Пульты ДУ - обеспечивают дистанционное управление устройствами Х10 по ИК или радио каналам. Наиболее удобны универсальные пульты ДУ, с их помощью можно управлять как устройствами Х10, так и аудио/видео аппаратурой.

Линейное оборудование - повторители/ретрансляторы сигналов, фильтры скачков напряжения или тока, противопомеховые фильтры, блокираторы сигналов. Эти устройства используются для повышения надежности и безотказности системы в целом. Хотя в простых системах возможно достижение прекрасных результатов и без использования этих средств, но всегда лучше подстраховаться.

Измерительное оборудование - используется для измерения уровней полезных сигналов Х10 и помех в электросети при выполнении монтажных и пуско-наладочных работ.