Охрана праці та техніка безпеки, розрахунок вентиляції і захисного зануления

9. Охорона праці та техніка безопасности.

У процесі дипломного проектування ведеться опытно-конструкторская розробка устрою постановки перешкод. У межах розробки проводиться експеримент. Завданням експерименту є з’ясування залежності придушення корисного сигналу в приймальному устрої сигналом з мінливих частотою. Роботи проводяться на лабораторному стенді радіотехнічної лабораторії. При проведенні експерименту робота відбувається за штучному висвітленні, вимірювальна апаратура використовує високе напряжение.

9.1 Вплив зовнішніх чинників на організм чоловіки й вимоги, які пред’являються цим чинникам в радіотехнічної лаборатории.

Дія електричного струму на організм человека.

Ступінь впливу електроструму на організм людини залежить з його величини про протяжності впливу. Якщо ж устрою харчуються від напруги 380/220 У чи 220/127 У в електроустановках з заземленої нейтралью застосовується захисне зануление.

Призначення зануления.

Зануление застосовується у четырехпроводных мережах напругою до 1 кВ з заземленої нейтралью. Зануление здійснює захист шляхом автоматичного відключення пошкодженої ділянки електроустановки від сіті й зниження напруги на корпусах зануленного електроустаткування до безпечного на час спрацьовування захисту. З усієї вище сказаного бачимо, що основне призначення зануления — забезпечити спрацьовування максимальної токовой захисту при замиканні на корпус. І тому струм короткого замикання повинен значно перевищувати установку захисту чи номінальний струм плавких вставок. Далі наведемо принципову схему зануления на рис. 23:

[pic].

Рис. 23. Схема зануления.

Ro — опір заземлення нейтрали.

Rh — розрахункове опір человека;

1- магістраль зануления;

2- повторне заземлення магистрали;

3- апарат отключения;

4- електроустановка (паяльник);

5- трансформатор.

Сила струму залежить від величини докладеної напруження і опору ділянки тіла. Опір ділянки тіла складається з опору тканин внутрішніх органів прокуратури та опору шкіри. При розрахунку приймається R=1000 Ом. Вплив струму різного розміру наведено в таблиці 9.1.

Таблиця 9.1 |Струм, |Вплив на людини | |мАЛО | | | |Перемінний струм |Постійний струм | |0,5 |Відсутня |Відсутня | |0,6−1,|Легкое тремтіння пальців |Відсутня | |5 | | | |2−3 |Сильне тремтіння пальців |Відсутня | |5−10 |Судоми до рук |Нагрівання | |12−15 |Важко відірвати руки від |посилення нагріву | | |дротів | | |20−25 |руки паралізує негайно |посилення нагріву | |50−80 |Параліч дихання |складне становище дихання | |90−100|при t>3 сік — параліч сердца|паралич дихання |.

До электроустановкам перемінного й постійного струму за її експлуатації пред’являють однакові вимогами з техніці безопасности.

9.2 Розрахункова часть.

Розрахунок зануления.

Спроектувати зануление електрообладнання з номінальним напругою 220 У і номінальним струмом 10 А.

Для харчування електроустаткування від цехової силовий складання використовується провід марки АЛП, прокладываемый в сталевої трубі. Вибираємо перетин алюмінієвого дроти S=2.5 мм. Споживач підключено до третьому ділянці що годує магистрали.

Перший ділянку магістралі виконано четырехжильным кабелем марки АВРЕ з алюмінієвими жилами перерізом (3*50+1*25) мм в полихлорвиниловой оболонці. Довжина першого ділянки — 0,25 км. Ділянка захищений автоматом, А 3110 з комбінованим расщепителем на струм Iном=100 А.

Другий ділянку прокладено кабелем АВРЕ (3*25+1*10) мм довжиною 0,075 км. Ділянка захищений автоматичним вимикачем, А 3134 на струм 80 А. Магістраль харчується від трансформатора типу ТМ=1000 з первинним напругою 6 кВ і вторинним 400/220 В.

Магістраль зануления на у перших двох ділянках виконано четвертої житловий яке живить кабелю, третьому ділянці - сталевої трубой.

[pic].

Рис. 24. Схема харчування оборудования.

TT — трансформатор

ТП — трансформаторна подстанция.

РП — розподільний пункт.

СП — силовий пункт.

Для захисту використовується запобіжник ПР-2. Струм предохранителя:

[pic] (9.1).

де Кп — пускової коефіцієнт = 0,5…4,0.

Значення коефіцієнта До приймається залежно від типу електричних установок:

1. Якщо захист здійснюється автоматичними вимикачами, мають лише електромагнітні расцепители, тобто. спрацьовують без витримки часу, то До вибирається не більше 1,25ё1,4.

2. Якщо захист здійснюється плавкими запобіжниками, час перегоряння яких залежить від величини струму (зменшується зі зростанням струму), то цілях прискорення відключення До приймають і3.

3. Якщо установка захищена автоматами вимикання з назад залежною від струму характеристикою, як і характеристиці запобіжників, те Кі3.

Вибираємо стандартний запобіжник на 15 А.

Позаяк у схемою наведено ділянку магістралі більше 200 м, необхідно повторне зануление. Значення опору зануления на повинен перевищувати 10 Ом.

Розрахункова перевірка зануления.

Визначимо розрахункове значення опору трансформатора:

Розрахуємо активне опір фазного дроти кожного з участков:

[pic] (9.2).

де l — довжина провода.

P.S — перетин провода.

(- удільне опір матеріалу (для алюмінію (=0,028 0м*мм2/км).

Розрахуємо активне опір фазных дротів до трьох участков:

[pic] Ом (9.3).

[pic] Ом (9.4).

[pic] Ом (9.5).

RФ1=0,14 0 м; RФ2=0,084 0 м; RФ3= 0,336 0м:

Повне активне опір фазного дроти: RФе =Про, 56 0 м;

Розрахуємо активне опір фазного дроти з урахуванням температурної поправки, вважаючи нагрівання дротів усім ділянках рівним Т=55 С.

[pic] Ом, (9.6).

где.

[pic]град — температурний коефіцієнт опору алюминия.

Активне опір нульового захисного проводника:

[pic] Ом (9.7).

[pic] Ом (9.8).

Для труб із стали: (=1,8 Ом/км.

[pic] Ом (9.9).

Отже, сумарне опір магістралі зануления равно:

RM3 е =RM3 1+RМЗ 2+RM3 3=0,544 Oм (9.10).

Визначаємо зовнішні індуктивні опору. Для фазового провода:

Х «Ф= Х «ФМ — ХФL; (9.11).

Для магістралі зануления:

Х «М3= Х «М3 М — ХМ3 L; (9.12) где.

Х «М3 і Х «ФМіндуктивні опору, зумовлені взаимоиндукцией фазового дроту й магістралі зануления;

ХМ3 і ХФ1- зовнішні індуктивні опору самоиндукции.

Індуктивні опору, зумовлені взаимоиндукцией фазового дроту й магістралі зануления визначаються по формуле:

Х «ФМ = Х «М3 М =0145 lg (dФМ3), (9.13).

де d — відстань між фазным і нульовим дротом. (для 1 і 2 d=15 мм, для 3 d=9.5 мм).

Х’ФМ1=Х'М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.14).

Х’ФМ2=Х'М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.15).

Х’ФМ3=Х'М3М=0,145 lg9,5=0,142 Ом. (9.16).

Сумарна опір усім участках:

Х’ФМ =Х'М3М =3*0,145=0,482 Ом (9.17).

Зовнішні індуктивні опору визначаються по формуле:

XФL = X «L* L, де X «Lудільне опір самоиндукции, Ом/м.

X «L1 =0,09*0,25=0,023 Oм.

X «L2=0,068*0,075=0,005 Oм.

X «L3 =0,03*0,03=0,0009 Oм.

Сумарна зовнішнє індуктивне опір фазового провода:

ХФL=0,029 Oм.

XM3L1 =0,068*0,25=0,017 Oм.

XM3L2 =0,03*0,075=0,0025 Oм.

XM3L3=0,138*0,03=0,004 Oм.

Сумарна зовнішнє індуктивне опір магістралі зануления:

XM3L=0,024 Oм Суммарное зовнішнє індуктивне сопротивление:

ХФ «=0,435−0,0314=0,453 Ом.

ХМ3 «=0,435−0,0244=0,458 Ом.

Визначаємо внутрішнє індуктивне сопротивление:

ХФ «1−2= XM3 «1−2=0,057*0,075=0,001 Ом.

ХФ «3=0,0157*0,03=0,0005 Oм Полное опір фазного дроту й магістралі зануления:

ZФ=0,78 Ом.

ZM3=0,79 Oм.

Струм однофазного КЗ визначимо по формуле:

IКЗ[pic] =220/(0,78+0,79)=132 А (9.18).

Порівняємо розрахункові параметри з припустимими: IКЗ=132>12 А.

З іншого боку, мало виконуватися умова: ZM3 < 2 * ZФ.

Умова выполняется.

9.3 РОЗРАХУНОК МІСЦЕВОЇ ВИТЯЖНОЮ ВЕНТИЛЯЦИИ.

Вентиляція — організований і регульований повітрообмін, який би видалення із приміщення повітря, забрудненого шкідливими газами, парами, пилом, і навіть що поліпшує метеорологічні умови в цехах. По способу подачі до приміщення свіжого повітря і видалення забрудненого, системи ділять на природну, механічну і смешанную.

Механічна вентиляція може розроблятися як общеобменная, і місцева з общеобменной. В усіх життєвих виробничих приміщеннях, де потрібно надійний обмін повітря, застосовується приточно-вытяжная вентиляція. Висота приймального устрою повинна залежати розміщення забрудненого повітря. Найчастіше прийомні устрою вміщено у нижніх зонах приміщення. Місцева вентиляція використовується видалення шкідливі речовини 1 і 2 класів з місць їх знань запобігання їх поширення у повітрі виробничого приміщення, і навіть задля забезпечення нормальних умов на робочих местах.

9.4 РОЗРАХУНОК ВИДІЛЕНЬ ТЕПЛА.

А) Тепловыделения від людей.

Тепловыделения людини залежить від тяжкості роботи, температури навколишнього повітря і швидкість руху повітря. З розрахунку використовується явне тепло, тобто. тепло, що впливає зміну температури повітря на приміщенні. Для розумової праці кількість явного тепла, що виділяється одним людиною, становить 140 ЗТ при 10оС і 16 ЗТ при 35оС. Для нормальних умов (20оС) явні тепловыделения одну людину становлять близько 55 ЗТ. Вважається, що жінка виділяє 85%, а дитина — 75% тепловыделений дорослого чоловіка. У рассчитываемом приміщенні (5×10 м) перебуває 5 людина. Тоді сумарне тепловиділення людей будет:

Q1=5*55=275 ЗТ (9.19).

Б) Тепловыделения від сонячної радиации.

Розрахунок тепла що надходить приміщення від сонячної радіації Qост і Qп (ЗТ), проводиться у разі наступним формулам:

— для осклованих поверхностей.

Qост=Fост*qост*Aост (9.20).

— для покрытий.

Qп=Fп*qп (9.21).

где Fост і Fп — площі поверхні засклення і покриття, м2 qост і qп — тепловыделения від сонячної радіації, Вт/м2, через 1 м² поверхні засклення (з урахуванням орієнтації в протилежні боки світла) і крізь 1 м² покрытия;

Аост — коефіцієнт обліку характеру остекления.

У приміщенні є 2 вікна розміром 2×1,2 м². Тоді Fост=4,8 м².

Географічну широту приймемо рівної 55о, вікна виходять південний схід, характер віконних рам — з подвійним заскленням і дерев’яними палітурками. Тогда,.

qост=145 Вт/м2, Аост=1,15.

Qост=4,8*145*1,15=800 Вт.

Площу покриття Fп=20м2. Характер покриття — з горищем. Тогда,.

qп=6 Вт/м2.

Qп=20*6=120 Вт.

Сумарна тепловиділення від сонячної радиации:

Q2=Qост+Qп=800+120=920. Вт (9.22).

У) Тепловыделения від джерел штучного освещения.

Розрахунок тепловыделений від джерел штучного висвітлення проводиться по формуле:

Q3=N*n*1000, Вт (9.23).

Де N — сумарна потужність джерел висвітлення, кВт; n — коефіцієнт теплових втрат (0,9 для ламп розжарювання і 0,55 для люмінесцентних ламп).

Ми маємо 20 світильників з цими двома лампами ЛД30 (30Вт) і 2 місцевих світильника з лампами Б215−225−200 чи Г215−225−200. Тоді получаем:

Q3=(20*2*0.03*0.55+2*0.2*0.9)*1000=1020 Вт.

Р) Тепловыделения від радіотехнічних установок і пристроїв обчислювальної техники.

Розрахунок виділень тепла проводиться аналогічно розрахунку тепловыделений від джерел штучного освещения:

Q4=N*n*1000, Вт (9.24).

Коефіцієнт теплових втрат для радіотехнічного устрою становить n=0,7 й у пристроїв обчислювальної техніки n=0,5.

У приміщенні перебувають: 3 персональних комп’ютера типу Pentium PRO по 600 Вт (разом із моніторами) і 2 принтера EPSON по 130 Вт.

Q4=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт.

Сумарні тепловыделения составят:

Qс=Q1+Q2+Q3+Q4=3245 Вт (9.25).

Qизб — надлишкова теплота у приміщенні, обумовлена як різницю між Qс — теплом, виділеним у приміщенні і Qрасх — теплом, удаляемым з помещения.

Qизб=Qс-Qрасх (9.26).

Qрасх=0,1*Qс=324,5 Вт.

Qизб=2920,5 Вт.

9.5 РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНОГО ВОЗДУХООБМЕНА.

Обсяг приточного повітря, який буде необхідний поглинання тепла, G (м3/ч), розраховують по формуле:

G=3600*Qизб/Cр*p*(tуд-tпр) (9.27).

Где Qизб — теплоизбытки (Вт);

Порівн — масова питома теплоємність повітря (1000 Дж/кгС); р — щільність приточного повітря (1,2 кг/м3) tуд, tпр — температура удаляемого і приточного воздуха.

Температура приточного повітря визначається по СНиП-П-33−75 для холодної та теплого пори року. Оскільки видалення тепла складніше провести в теплий період, то розрахунок проведемо саме з нього, прийнявши tпр=18оС. Температура удаляемого повітря визначається по формуле:

tуд=tрз+a*(h-2) (9.28).

Де tрз — температура у робітничій зоні (20оС); а — наростання температури за кожен метр висоти (залежить від тепловыделения, приймемо а=1оС/м) h — висота приміщення (3,5м).

tуд=20+1*(3,5−2)=21,5оС.

G=2160, м3/ч.

9.6 ВИЗНАЧЕННЯ ПОПЕРЕЧНИХ РОЗМІРІВ ВОЗДУХОВОДА.

Вихідними для визначення поперечних розмірів воздуховода є витрати повітря (G) і допустимі швидкості його руху дільниці мережі (V).

Необхідна площа воздуховода f (м2), визначається по формуле:

V=3 м/с f=G/3600*V=0,2 м² (9.29).

Для подальших розрахунків (щодо опору мережі, доборі вентилятора і електродвигуна) площа воздуховода приймається рівної найближчій більшої стандартної величині, тобто. f=0,246 м². У промислових будинках рекомендується використовувати круглі металеві повітроводи. Тоді розрахунок перерізу воздуховода залежить від визначенні діаметра трубы.

По довіднику знаходимо, що з площі f=0,246 м² умовний діаметр воздуховода d=560 мм.

9.7 ВИЗНАЧЕННЯ СПРОТИВУ СЕТИ.

Визначимо втрати тиску в вентиляційної мережі. При розрахунку мережі необхідно врахувати втрати тиску в вентиляційному устаткуванні. Природним тиском в системах механічної вентиляції нехтують. Для забезпечення запасу вентилятор має в воздуховоде тиск, що перевищує щонайменше ніж 10% розрахункове давление.

Для розрахунку опору ділянки мережі використовується формула:

P=R*L+Ei*V2*Y/2 (9.30).

Де R — удільні втрати тиску тертя у тих ділянках сети.

L — довжина ділянки воздуховода (8 м).

Еi — сума коефіцієнтів місцевих втрат дільниці воздуховода.

V — швидкість повітря дільниці воздуховода, (2,8 м/с).

Y — щільність повітря (приймаємо 1,2 кг/м3).

Значення R, визначаються за довідником (R — за значенням діаметра воздуховода дільниці d=560 мм V=3 м/с). Еi — залежно від типу місцевого сопротивления.

Результати розрахунку воздуховода та опору мережі наведені у таблиці 9.2, для мережі, наведеної малюнку 25 ниже.

Рис. 25.

Таблиця 9.2. Розрахунок повітроводів мережі. |№ |G |L |V |d |М |R |R*L |Еi |W |Р | |уч.|м3/ч |м |м/с |мм |Па |Па/м |Па | |Па |Па | |1 |2160 |5 |2,8 |560 |4,7 |0,018|0,09 |2,1|9,87 |9,961 | |2 |2160 |3 |2,8 |560 |4,7 |0,018|0,054|2,4|11,28 |11,334 | |3 |4320 |3 |4,5 |630 |12,2 |0,033|0,099|0,9|10,98 |11,079 | |4 |2160 |3 |2,8 |560 |4,7 |0,018|0,054|2,4|11,28 |11,334 | |5 |6480 |2 |6,7 |630 |26,9 |0,077|0,154|0,9|24,21 |24,264 | |6 |2160 |3 |2,8 |560 |4,7 |0,018|0,054|2,4|11,28 |11,334 | |7 |8640 |3 |8,9 |630 |47,5 |0,077|0,531|0,6|28,50 |29,031 |.

Де М=V2 *Y/2, W=M*Ei (9.31).

Pmax=P1+P3+P5+P7=74,334 Па. (9.32).

Отже, втрати тиску в вентиляційної мережі становлять Р=74,334 Па.

9.8 ДОБІР ВЕНТИЛЯТОРА І ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Необхідну тиск, створюване вентилятором з урахуванням запасу на непередбачене опір у мережі в 10% составит:

Pтр=1,1*P=81,7674 Па (9.33).

У вентиляційної установці для даного приміщення необхідно застосувати вентилятор низький тиск, т.к. Ртр менше 1 кПа.

Вибираємо осьової вентилятор (для опорів мережі до 200 Па) по аеродинамічним характеристикам тобто. залежностям між повним тиском Ртр (Па), створюваним вентилятором і продуктивністю Vтр (м/ч).

З урахуванням можливих додаткових втрат чи подсоса повітря на воздуховоде необхідна продуктивність вентилятора поповнюється 10%:

Vтр=1,1*G=9504 м/ч (9.34).

По довіднику вибираємо осьової вентилятор типу 06−300 N4 з ККД nв=0,65 першого виконання. ККД ремінної передачі вентилятора nрп=1,0.

Потужність електродвигуна розраховується за формуле:

[pic] (9.35).

N=332 Вт.

За потужністю вибираємо електродвигун АОЛ-22−2 з потужністю N=0,6 кВ та частотою обертання 2830 об/мин.

———————————- 2.

Ком.3.

Клубок. 1.

Ком.2.

Ком.4.