135816 (Устройство измерения отношения двух напряжений), страница 8

В помещении приняты меры безопасности при эксплуатации электроустановок. Обеспечена недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения (все приборы находятся в корпусах, все панели заблокированы). Осуществляются организационные мероприятия. Это инструктаж по технике безопасности на рабочих местах, периодическая проверка качества заземления и сопротивления изоляции. Кроме того применено зануление, расчет которого приведен далее.

6.2 Расчет зануления

Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам, является основной причиной получения персоналом травм. Эта опасность может быть устранена быстрым отключением поврежденной установки от питающей сети и вместе с тем снижения напряжения корпуса относительно земли. Для этой цели служит зануление.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевой защитный проводник – это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока или ее эквивалентом. Эквивалентом нейтральной точки источника тока могут быть: средняя точка источника постоянного тока, заземленный вывод источника однофазного тока, искусственная нейтральная точка сети, созданная с помощью трансформаторов, резисторов и т. п.

Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети.

Основные требования, предъявляемые к занулению:

• проводник должен иметь проводимость не менее 50 % от проводимости фазного провода;

• повторные заземлители должны располагаться через каждые 250 метров, а также находится на концах линии и ответвлений длинной более 200 метров;

• сопротивление заземления нейтрали (R₀) должно быть не более 4 Ом (лишь для источников небольшой мощности до 100 кВА сопротивление нейтрали может составлять 10 Ом );

• сопротивление заземления каждого из повторных заземлителей (R_п) должно быть не более 10 Ом, а в сетях, в которых R₀ допускается, оно может составлять 30 Ом при условии, что число повторных заземлителей в этой сети не менее трех;

• ток короткого замыкания I_к должен в три раза превышать номинальный ток ближайшей плавкой вставки предохранителя или номинальный ток расцепителя автоматического выключателя;

• в одной и той же сети запрещается одновременно выполнять защитное заземление и зануление различных корпусов. Одновременное заземление и зануление одного оборудования не представляет опасности и допускается.

Рисунок 6.2 - Схема зануления оборудования.

Целью расчета зануления является определение условий, при которых оно быстро отключает поврежденную установку от сети, выбор сечения фазного и нулевого проводника, выбор устройства защиты, расчет повторного заземления нейтрали.

Автомат защиты размещается в распределительном щите. Схема зануления рабочих мест приведена на рисунке 6.2. Цифрами обозначены :

1 - распределительный щит;

2 - нейтраль источника тока;

3 - защитный нулевой проводник;

4 - повторное заземление нейтрали;

5 - рабочие места.

При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключится, если значение тока однофазного короткого замыкания I_к, А, удовлетворяет условию :

I_к ≥ к _* I_ном ,

где: I_к - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя, А;

к - коэффициент кратности тока.

Для автоматов с номинальным током до 100 А кратность тока должна быть не менее 1,4.

Определим ток срабатывания автомата защиты. Предполагаем, что суммарная потребляемая мощность измерительной аппаратурой, приборами освещения и другими установками и приспособлениями не превышает 6 кВт. Тогда потребляемый ток :

Iпот = 6000 / 220 = 27,3 А ; (6.1)

Ток срабатывания автомата защиты должен быть больше, чем потребляемый. Автоматы, выпускаемые промышленностью рассчитаны на стандартный ряд номинальных токов срабатывания. Большее ближайшее значение из этого ряда составляет 30 А. Исходя из этого выберем автомат защиты типа .

Определим ток короткого замыкания:

; (6.2)

где U_ф - напряжение сети ; R_ф и R_н - активные, а Х_ф и Х_н - внутренние индуктивные сопротивления фазного и защитного нулевого проводников соответственно ; Х_п - сопротивление взаимоиндукции петли фаза - ноль.

Для медных и алюминиевых проводов можно пренебречь Х_ф и Х_н. Также для применяемого кабеля можно пренебречь величиной Х_п. С учетом сделанных допущений, а также формулы (6.1) :

; (6.3)

Полная проводимость нулевого защитного провода согласно сделанных ранее замечаний :

R_н ≤ 2 _* R_ф ; (6.4)

Пусть R_н = 1.5*R_ф , тогда формулу (3) запишем следующим образом:

(6.5)

В справочных данных для трансформатора мощностью 25 кВт при схеме соединения обмоток типа «звезда» и напряжением 380/220 В полное сопротивление трансформатора Z_Т = 3,11 Ом.

Определим сопротивление фазного провода R_ф :

; (6.6)

R_ф = 2,93 Ом.

Определим сопротивление защитного провода R_н = R_ф .

Выберем сечение проводов. При наибольшей длительно допустимой нагрузке для медных проводов с резиновой изоляцией 30 А (при температуре окружающей среды 25⁰С ) сечение составляет 2,5 мм² .Сечение алюминиевых проводов при тех же условиях - 4 мм².

Проведем расчет поверхностных заземлителей нейтрали. Согласно ПУЭ сопротивление заземления нейтрали трансформатора при напряжении 380/220 В не должно превышать 4 Ом. Сопротивление каждого из повторных заземлителей должно быть не более 10 Ом.

Повторные заземлители расположены на воздушных линиях через каждые 250 м. Рассмотрим два варианта заземления :

1. Заземлители расположены в черноземе.

1. Заземлители расположены в глинистой почве.

Соответственные расчетные удельные сопротивления на черноземе ₁=200 Ом*м, на грунте ₂ =40 Ом _* м.

В качестве заземлителей применим трубчатые вертикальные электроды диаметром 50 мм и длинной 2,5 м, расположенные на глубине 0,7 м.

Определим сопротивление растекания тока одного вертикального стержневого электрода:

; (6.7)

где l и d - длинна и диаметр электрода соответственно, м ;

t - глубина заложения середины электрода от поверхности земли, м ;

 - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом*м.

1. Для чернозема Rc₁ = 47,1 Ом.

2. Для грунта Rc₁ = 9,4 Ом.

По рассчитанным данным можно сделать вывод, что для обеспечения качественного заземления на грунте достаточно одного заземленного электрода, в то время как на глинистой почве необходимы несколько электродов, соединенные стальной полосой сечением 4х12 мм и длинной 2,5 м. Определим сопротивление растекания тока для полосы :

; (6.8)

где L - длинна полосы, м;

b - ширина полосы, м;

t - глубина заложения полосы, м.

R_п = 76 Ом

Определим общее сопротивление заземляющего устройства расположенного на глинистой почве:

; (6.9)

где _с и _н - коэффициенты экранирования, приведенные в [10].

R_з = 9,1 Ом.

Таким образом, чтобы обеспечить требуемое сопротивление повторных заземлителей не более 10 Ом необходимо применить на глинистой почве один вертикальный электрод и шесть вертикальных электродов, соединенных стальной полосой при черноземе. Заземлители выполнены из стальных труб длиной 2,5 м, диаметром 50 мм и вкопаны на глубину 0.7 м.

6.3 - Охрана окружающей среды

В наш век научно технической революции, загрязнение окружающей среды становится важной проблемой для мирового сообщества. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, тепловые электростанции, автотранспорт, самолеты и сельскохозяйственное производство. Ежегодно в атмосферу планеты выбрасывается 200 млн. т. оксида углерода, 151 млн. т. оксида серы, свыше 500 млн. т. различных углеводородов, более 250 млн. т. мелкодисперсных аэрозолей (пыли) и многих других веществ.

Охрана атмосферного воздуха достигается очисткой выбросов предприятий, снижением выбросов автотранспорта, выделением санитарно-защитных зон и применением безотходных производств. Предприятия или их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, выделяющими в воздух вредные вещества, отделяют от жилых застроек санитарно-защитными зонами (лесными полосами или участками земли). Размеры санитарно-защитных зон в зависимости от класса предприятия устанавливаются по санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71.

На нашем предприятии в результате процесса изготовления печатных плат и пайки выделяются большое количество пыли, паров свинца, олова и флюсов. Очистка выбросов от пыли может быть грубой (когда задерживается крупная пыль с размером частиц более 50 мкм), средней (задерживается пыль от 10 до 50 мкм) и тонкой (задерживается пыль до 10 мкм). Для обеспыливания выбросов применяют пылеулавливающие устройства, которые можно разделить на две группы – улавливающие частицы пыли в сухом состоянии («сухие» аппараты) и газопромыватели, в которых пыль улавливается после увлажнения («мокрые» аппараты). Сухие пылеуловители более совершенны и, кроме того, позволяют возвратить уловленную пыль в производство. Для быстрого удаления вредных для дыхательной системы человека веществ воспользуемся вытяжной механической вентиляцией. В качестве устройства очистки воздуха можно применить пористые, нитеобразные или ватообразные материалы, что уменьшит загрязнение окружающей среды нашим предприятием.

В ходе проделанной работы был рассмотрен ряд факторов, влияющих на работоспособность персонала, работающего в производственном цехе по сборке и наладке устройства измерения отношения напряжений. Был предложен ряд мер по улучшения условий труда работающих. В завершении был произведен расчет зануления и поднят вопрос об охране окружающей среды. Были рассмотрены причины загрязнения природы, и был предложен вариант очистки производственных выбросов.

7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

7.1 Оценка устойчивости производства измерителя отношения напряжений при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС

При разработке дипломного проекта следует уделять внимание не только электрическому, конструктивно – технологическому расчету, но и следует предусмотреть меры безопасности жизнедеятельности обслуживающего персонала при изготовлении печатной платы от крупных различных аварий, стихий, в частности, нужно обеспечить устойчивую работу устройства в условиях повышенной радиации.

Современный этап развития мировой экономики характеризуется неустанным ростом ядерной энергетики. В настоящее время на Украине находится в эксплуатации 4 атомных электростанции (13 реакторов), что составляет 40% энергии, производимой на АЭС страны. Эксплуатация объектов с ядерными компонентами сопровождается авариями, утечкой радиоактивных веществ, что наносит значительный политический, экономический, экологический и психологический ущерб. Последствия таких аварий могут иметь непредсказуемые результаты.

Наличие радиоактивных продуктов, которые определяют радиационную обстановку в районе АЭС и зонах радиоактивного загрязнения, оказывает существенное влияние на действия формирований, режимы проживания населения и на проведение аварийно – спасательных работ. Радиоактивное имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения, до десяти тысяч квадратных километров; длительное сохранение поражающего действия (иногда до месяца), а также трудность обнаружения радиоактивных веществ не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков. Вот почему необходимо произвести оценку радиационной обстановки при аварии наАЭС методом прогноза.

Исходными данными для оценки радиационной обстановки являются:

• Тип реактора – 1;

• Доля выброшенных радиоактивных веществ из реактора – n = 30%;

• Расстояние от объекта до аварийного реактора – R_x = 33.7 км;

• Время аварии реактора – Т_ав = 10.00 час;

• Продолжительность работы на объекте – Т_раб = 12 час;

• Допустимая доза облучения – Д_уст = 0.3;

• Коэффициент ослабления радиации – К_осл = 3;

• Скорость ветра на высоте 10 метров – V₁₀ = 5 м/с;

• Облачность- 3 балл;

• Время начала работ на объекте – Т_нач = 2 час.

1. Oпределяем категорию устойчивости атмосферы, соответствующую погодным условиям и заданному времени суток. По условию: облачность отсутствует (3 балла), день, скорость приземного ветра V₁₀ = 5 м/с. Согласно таблице 2.1 категория устойчивости Д – нейтральная (изометрия).

2. Определяем среднюю скорость ветра V_ср в слое распространения радиоактивного облака. Согласно таблице 2.2 для категории устойчивости Д и скорости приземного ветра V₁₀ = 5 (м/с) средняя скорость ветра 5 (м/с).

3. Для заданного типа ЯЭР (РБМК – 1000) и доли выброшенных радиоактивных веществ (n = 30%), определяем размеры прогнозируемых зон загрязнения местности и наносим их в масштабе в виде правильных эллипсов.