Контрольная работа по "Безопасности жизнедеятельности"

Так, если сопротивление изоляции сети r = 10 кОм; R_h = 1 кОм; U = 220 В, то при отсутствии заземляющего устройства. R_з.у = ∞ из выражения I_h = 3U/(r + 3R_h) найдем I_h = 3·220/(10 + 3·1) = 51 мА, что представляет большую опасность для человека, но если R_з.у = 10 Ом, то из формулы (1) определяем I_h:

 

I_h = 3U/ [r(R_h / R_з.у)] = 3·200/[10·(1000 / 10)] = 0,66 мА,

 

что вызывает у человека только ощущение тока.

В соответствии с действующими правилами защитное заземление применяют во всех электроустановках переменного тока напряжением 380 В и выше и постоянного тока напряжением 440 В и выше. В помещениях с повышенной опасностью заземлению подлежат электроустановки с напряжением переменного тока 42 В и постоянного 110 В.

Защитному заземлению подлежат корпуса электрических  машин, трансформаторов, оболочки кабелей, металлические ограждения электроустановок, приводы электрических аппаратов, металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.

Под заземляющим устройством принято понимать совокупность электрически соединенных заземлителя и заземляющих проводников. Сам заземлитель представляет собой проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Различают искусственные и естественные заземлители. В качестве естественных заземлителей используют стальные трубопроводы (кроме трубопроводов газов и горючих жидкостей), обсадные трубы артезианских скважин, металлические оболочки кабелей, железобетонные фундаменты. Искусственные заземлители выполняют из горизонтальных или вертикальных проводников. Длину горизонтальных заземлителей выбирают в зависимости от размеров площадки, на которой сооружают заземляющее устройство. Вертикальные заземлители изготавливают из стальных уголков, труб, стержней, погружаемых в грунт механическим способом. По верхним концам их сваривают горизонтальной соединительной полосой.

По  типам заземляющие устройства подразделяют на контурные и выносные. При контурном заземлении одиночные заземлители располагают по периметру площадки, на которой расположено оборудование, подлежащее заземлению (рис. 2.3). Внутри защищаемого контура достигается выравнивание потенциалов земли, что определяет минимальное значение напряжения прикосновения и шагового напряжения.

 Выносное заземляющее устройство (рис. 2.4) размещается вне площадки, где располагается заземляемое оборудование, поэтому выравнивание потенциалов земли и корпусов заземляемого оборудования достигается в меньшей степени.

Выносное  заземление применяют при малых  значениях тока замыкания на землю  в установках напряжением до 1000 В, где потенциал заземлителя не выше допускаемого напряжения.

Заземляющие проводники предназначены для электрического соединения заземляемых частей электроустановок с заземлителем. Заземляющими проводниками могут быть: специально предусмотренные для этой цели проводники, металлические конструкции зданий (фермы, колонны), арматура железобетонных строительных конструкций, оболочки кабелей. Заземляющие проводники, находящиеся в помещении, должны быть доступны для осмотра и надежно защищены от механических повреждений.

Корпуса переносимых электроприемников  заземляют отдельными заземляющим проводником, постоянно подключенным одним концом к корпусу, а другим – к заземляющему контакту соединения. Вилка и розетка такого соединения устроены так, что заземляющий контакт не может быть включен в фазу, и при включении он замыкается первым до включения рабочих контактов.

При питании потребителей от собственных понижающих трансформаторных подстанций, первичное напряжение которых более 1000 В, в случае перекрытия изоляции, когда первичное напряжение (ПН) (рис. 2.5) попадает на сторону вторичного напряжения (ВН), возникает возможность поражения человека электрическим током и выхода из строя потребителей. Правилами предусмотрено заземление нулевой точки силового трансформатора. При этом сопротивление заземляющего устройства r₀ не должно превышать 2,4 и 8 Ом при линейных напряжениях соответственно 660, 380 и 220 В.

В сети с глухозаземленной нейтралью (см. 2,5 а) нейтраль трансформатора соединяют непосредственно с заземлителем, а в сети с изолированной нейтралью – с заземлителем через пробивной предохранитель (см. рис. 2,5 б), состоящий из двух электродов, разделенных тонкой слюдяной прокладкой с отверстиями. Этот предохранитель при определенном напряжении пробивается и соединяет тем самым нулевую точку трансформатора с землей. В обоих случаях напряжение, под которым окажется заземляющее устройство и все присоединенное к нему оборудование, не превысит U_з.у = I_з · r₀, где I_з – сила тока замыкания на землю сети первичного напряжения.

Расчет защитного заземления заключается в определении основных его параметров – числа, размеров и размещения вертикальных электродов, а также длины горизонтальных соединительных шин, при которых общее сопротивление растеканию тока не превысит регламентируемое ПУЭ значение. В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. При мощности источника питания менее 100 кВ·А заземляющие устройства могут иметь сопротивление не менее 10 Ом. Сопротивление растеканию зависит от геометрических размеров элементов заземлителя, глубины заложения, удельного сопротивления почвы. Контроль за состоянием заземляющего устройства проводят регулярно, не реже 1 раза в год в период наименьшей проводимости грунта. Если окажется, что сопротивление заземляющего устройства R_з.у больше нормируемого, то его следует привести в соответствие с нормой. Уменьшить сопротивление можно путем солевой обработки грунта вокруг заземлителя, увлажнения грунта или забивки дополнительных электродов. Сопротивление растеканию защитного заземления контролируют при помощи измерителей сопротивления заземления типов МС-08, М-416 и др.

 

 

 

Задача № 5

 

Произвести  расчет общего искусственного освещения  методом коэффициента использования  светового потока в помещении.

Исходные  данные для расчета принять по варианту, номер которого совпадает  с последней цифрой шифра, указанного в зачетной книжке.

 

Таблица 1

Исходные  данные

 

Параметры для расчета	Последняя цифра шифра
	7
Размеры помещения, м: длина ширина высота	19 7 4,0
Коэффициент отражения, % стен потолка	30 50
Разряд  зрительной работы	IV
Напряжение, В	220

 

Указания  на решение задачи

 

1. Тип светильника и высоту подвеса от потолка принять самостоятельно.

2. Согласно имеющимся данным по  СНиП принять и установить:

а) расчетную схему;

б) норму освещенности рабочей поверхности (на высоте 0,8 м от пола) по [2] (контраст объекта с фоном и фон принять самостоятельно);

в) коэффициент запаса [2].

3. Определить:

а) расчетную высоту подвеса светильника (расстояние от светильника до поверхности  рабочего места;

б) индекс помещения;

в) коэффициент использования светового  потока;

г) количество светильников при условии равномерного освещения (значение принять самостоятельно);

д) световой поток лампы, необходимый  для освещения цеха.

4. По ГОСТ 2239-79 подобрать мощность  и тип (марку) лампы, чтобы  фактическая освещенность не  превышала расчетную более чем на 20 % и не снижалась менее чем на 10 %. Сделать выводы. При выборе источника света руководствоваться [2].

 

Общее освещение производственного помещения  площадью Ѕ = 19x7м² и высотой подвеса h₀ = 4 м запроектированного двухламповыми люминесцентными светильниками типа ОДР. Светильники размещены в виде двух сплошных светящихся линий, расположенных на расстоянии 4 м одна от другой по 19 шт. в каждой линии. Коэффициенты отражения потолка ρ_п = 0,5; стен ρ_с = 0,3 и расчетной поверхности ρ_р = 0,1. Нормированная E_н = 300 лк, а коэффициент запаса K_з = 1,5. Затенение рабочих мест отсутствует.

рис.1 Размещение светильников в помещении в плане для люминесцентных ламп.

 

Решение. Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока по формуле:

 

                                         Ф = (E_н·S·K_з·Z)/(N_с·n_л·γ·η_и),                                        (1)

 

где Ф – световой поток лампы, лм; E_н – нормированная освещенность, лк, E_н = 300 лк; S – площадь помещения, м²; K_з – коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и износ источника света в процессе эксплуатации; Z – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения, Z = 1,1…1,2; N_с – количество светильников; n_л – количество ламп в светильнике; γ – 0,8…0,9; η_и – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен и потолка помещения и индекса помещения, определяемого по формуле:

 

                                              i = (А·В)/[h_р·(А + В)],                                              (2)

 

где А и В – длина и ширина помещения, м; h_р – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м,

 

i = (19·7)/[4·(19 + 7)] = 133/104 = 1,25.

 

Пользуясь [4, табл. 13], определяем коэффициент использования светового потока. Для осветительной установки со светильниками ОДР при расчетном индексе помещения и заданных коэффициентах отражения η_и = 0,39, тогда

 

Ф = (300·19·7·1,5·1,1)/(38·2·0,39) = 65835/29,64 = 2221 лм.

 

Ближайшая по световому потоку [4, табл. 12] люминесцентная лампа типа ЛД-40 имеет номинальный световой поток 2340 лм, что несколько больше потребного.

Определим фактическую среднюю освещенность при использовании выбранного источника  света:

 

E_ф = 300·(2340/2221) = 316 лк.

 

Следовательно, с учетом допустимых отклонений выбранный  тип лампы обеспечивает требуемую  освещенность.

 

 

 

Задача 10

 

Рассчитать  строп из стального каната, предназначенного для подъема груза.

 

Исходные  данные для расчета принять по варианту, номер которого совпадает с последней цифрой шифра, указанного в зачетной книжке.

 

Таблица 2

Исходные  данные

 

Параметры для расчета	Последняя цифра шифра
	7
Масса груза, т	4,5
Число ветвей стропа	4
Угол  наклона к вертикал, град	30
Коэффициент запаса прочности	4

 

Указания  на решение задачи

 

1. Нарисовать эскиз строповки груза, чаще всего используемого в вашей производственной деятельности.

2. Маркировочную группу каната  по временному сопротивлению  разрыва принять равной 180 кг/мм.

3. Определить:

а) расчетное разрывное усилие каната в целом;

б) натяжение, возникающее в каждой ветви стропа (без учета динамических усилий).

4. Подобрать по государственным стандартам диаметр катана, написать условное обозначение каната для стропа.

5. Указать нормы выбраковки стальных канатов.

 

Решение. Канаты, используемые в стропах, необходимо рассчитывать на прочность в соответствии с требованиями Госгортехнадзора. Расчетом определяем сечение каната по допускаемому усилию с учетом требуемого запаса прочности по формуле:

 

                                                          S_доп ≤ P/K,                                                      (3)

 

где S_доп – допускаемое усилие в канате, Н; P – разрывное усилие каната по заводскому паспорту или определяемое путем испытания, Н; K – коэффициент запаса прочности, принимается в зависимости от назначения каната.

При вертикальном положении стропов  допускаемое усилие в каждой ветви  определяется по формуле:

 

                                                       S_доп.в = Q/m,                                                      (4)

 

где Q – вес поднимаемого груза; m – число ветвей стропов.

 

S_доп.в = 45000/4 = 11250 Н = 11,25 кН.

 

С учетом коэффициента запаса K: S_доп.в = 11,25·4 = 45 кН.

 

При наклонном положении стропа усилие в ветвях увеличивается:

 

                                                 S_доп.в = (1/cosα)·(Q/m),                                           (5)

 

где α – угол наклона стропа к вертикали, град.

Угол  наклона стропа равен 30º, тогда

 

S_доп.в = (1/cos30)·(45000/4) = 1,15·11250 = 12937,5 Н = 13 кН.

 

С учетом коэффициента запаса K: S_доп.в = 13·4 = 52 кН.

 

Таким образом, допустимое усилие в ветвях стропа с учетом запаса прочности  при подъеме груза весом 45 кН равно 45 кН при вертикальном положении стропов и 52 кН при наклонном положении стропов.

Основным  несущим гибким элементом инвентарного канатного стропа является стальной проволочный канат, который состоит  из определенного числа проволок, перевитых между собой и образующих прядь. Несколько прядей, также перевитых между собой и расположенных на центральном сердечнике, образуют соответственно канат.