Охрана труда, Электробезопасность - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов

Безопасная эксплуатация установки вакуумной металлизации типа УВМ-1200 включает в себя следующие аспекты:

    1) электробезопасность; 2) пожаробезопасность; 3) соблюдение мер предосторожности при обращении с газовыми баллонами.
Электробезопасность

Опасность поражения электрическим током при прикосновении к корпусу и другим металлическим частям оборудования, оказавшимися под напряжением вследствие замыкания на корпусе и по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной установки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с электрическими проводниками металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части оборудования с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока или ее эквивалентом.

Эквидистантой нейтральной точки источника тока могут быть: средняя точка источника постоянного тока, заземленный выход источника однофазного тока, искусственная нейтральная точка сети, созданная с помощью трансформаторов, резисторов и т. д.

Причины необходимости зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. между фазными и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой являются плавкие предохранители и максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, осуществляющие защиту от перегрузки, автоматы с комбинированными распределителями, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и перегрузки.

Кроме того, поскольку корпуса (или другие нетоковедущие металлические части, оказавшиеся под напряжением) заземлены через нулевой защитный проводник, то в аварийный период, т. е. с момента возникновения замыкания на корпус и до автоматического отключения поврежденной электроустановки от сети, проявляется защитное свойство этого заземления, подобно тому, как это имеет место при защитном заземлении. Иначе говоря, заземление корпусов через нулевой проводник снижает в аварийный период их напряжение относительно земли.

Схема зануления требует наличия в сети нулевого защитного проводника, глухого заземления нейтрали источника и повторного заземления нулевого защитного проводника.

Назначение нулевого защитного проводника в схеме занулений - обеспечение необходимого для отключения установки значения тока однофазного короткого замыкания путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Назначение заземления нейтрали в сети до 1000 В - снижение напряжения зануленных корпусов (а следовательно, нулевого защитного проводника) относительно земли до безопасного напряжения при замыкании фазы на землю.

Повторное заземление нулевого проводника значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника, но не может устранить ее полностью, т. к. не может обеспечить те условия безопасности, которые существовали до обрыва.

Расчет зануления

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

Где IНом - номинальный ток срабатывания автоматического выключателя;

K - коэффициент кратности тока, нормируется в зависимости от типов защитных автоматов и от условий окружающей среды.

Электрическая установка подключается к линии с напряжением 380 В и частотой 50 Гц медным проводом 3х16 мм2. Мощность, потребляемая установкой вакуумной металлизации, равна 16 кВт.

= 24,34 [А]

Так как помещение, в котором размещена установка, относится к помещениям с нормальной средой, то коэффициент кратности принимаем равным 1,4 для автомата с электромагнитным расцепителем.

[А]

Исходя из мощности, потребляемой установкой, а также с учетом непредвиденных подключений, выбираем автоматический выключатель с IНом = 50А. В качестве нулевого провода используем стальную полосу прямоугольного сечения 40х4 мм. Ориентировочный ток короткого замыкания будет для установки равен:

IК = 1,4 50 = 70 [А].

При расчете допустимого тока применяем приближенную формулу для действующего значения тока короткого замыкания IK [А], в которой модуль сопротивления трансформатора и петли "фаза-нуль" складываются арифметически:

Где UФ - фазное напряжение;

- сопротивление одной фазы трансформатора;

ZN - сопротивление петли "фаза-нуль".

Так как мощность трансформатора составляет 1000 кВт, то выбираем ZТ = 0,081 Ом.

Сопротивление петли "фаза-нуль" определяем по формуле:

Где

RФ и RН - активное сопротивление фазного и нулевого защитного проводов; ХФ и ХНз - внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого защитного проводов.

Активное сопротивление фазного проводника определяем по формуле:

Где с - удельное сопротивление меди сCu = 0,018 Ом мм2/м.

L - длина линии от трансформатора до общего распределительного щита (РЩ). L = 450 м.

Общая длина линии складывается из длины линии от общего РЩ до РЩ лаборатории (L = 200 м) и длины линии от РЩ лаборатории до установки (L = 25 м).

S - площадь поперечного сечения проводов, соответственно

S1 = 16 [мм2], S2 = 25 [мм2], S3 = 50 [мм2].

Тогда RФ1 = 0,0018 25/16 = 0,028 [Ом]

RФ2 = 0,018 200/25 = 0,144 [Ом]

RФ3 = 0,0018 450/50 = 0,0162 [Ом]

Суммарное сопротивление фазных проводов будет равно;

= RФ1 + RФ2 + RФ3 = 0,334 [Ом]

Для определения активного сопротивления нулевого защитного проводника определяем плотность потока в стальной полосе.

Г = IП/ д П

Г И = 14/160 = 0,087 [А/мм2]

Погонное активное и индуктивное сопротивления стального провода rЩ = 2,8 Ом/км, ХЩ = 1,68 Ом/км. Тогда до установки

RИз = rЩ I = 2,8 0,675 = 1,89 [Ом]

Значение внутреннего индуктивного сопротивления фазного провода сравнительно мало (0,0156 Ом/км), поэтому им можно пренебречь. Внутреннее индуктивное сопротивление нулевого провода определяем по формуле

ХП = ХИ I = 1,68 0,675 = 0,4 [Ом]

Находим действительное значение токов однофазного короткого замыкания, проходящего по петле "фаза-нуль" для источника питания

IК = = 82 [А]

Действительное значение тока однофазного замыкания превышает допустимое по условию срабатывания автомата. Следовательно, защита от поражения электрическим током при замыкании фазы на корпус обеспечена.

Сопротивление заземления нейтрали должно быть таким, чтобы в случае замыкания какой-либо фазы на землю через сопротивление места замыкания, напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшись к зануленному корпусу, не превышало бы некоторого допустимого напряжения прикосновения.

Падение напряжения на участке нулевого провода составит

= 142 [Ом]где

Г2М31 = 2,8 0,450 = 1,060 [Ом]

Х'Мз 1 = 1,68 0,450 = 0,752 [Ом]

Х''Мз 1 = 0,6 0,450 = 0,265 [Ом]

= 0,82 [Ом]

= 2,8 0,025 = 0,63 [Ом]

= 1,68 0,025 = 0,378 [Ом]

= 0,6 0,025 = 0,135 [Ом]

UH = 820,82 = 67,24 [В]

Падение напряжения на повторном заземлении определяем с учетом токораспределения на первом участке схемы.

UПз = RПз I0мз 1 (RН/R0) = 10 82 1,42/ (10+4) = 83,13 [В]

UПр. ном = 83 + 67,24 = 150,24 [В]

Ток, проходящий через человека, будет равен:

IH = UПр/RH = 150/100 = 0,15 [А]

Максимально возможное воздействие тока на человека составляет 0,3 секунды. Следовательно, отключенный аппарат обеспечивает электробезопасность установки.

Схема зануления установки представлена на рис.22.

Рис. 22. Схема зануления.

1 - трансформатор; 2 - распределительный щит общий; 3 - распределительный щит лаборатории; 4 - автоматический выключатель; 5 - сопротивление заземления нейтрали; 6 - испытательная установка; 7 - сопротивление повторного заземления; 8 - нулевой защитный провод; 9 - фазные провода.

По окончании монтажных работ, а также в процессе эксплуатации системы зануления, в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок", необходимо:

    - измерить сопротивление заземления нейтрали и повторных заземлителей нулевого проводника; - проверить состояние элементов заземляющих устройств; - проверить целостность заземляющих сетей, в том числе наличие цепи между нулевым защитным проводником и зануленным оборудованием; - измерить сопротивление петли "фаза-нуль" и сопротивление изоляции.

Похожие статьи




Охрана труда, Электробезопасность - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов

Предыдущая | Следующая