Электробезопасность

5.4 Электробезопасность

Эксплуатация большинства машин и оборудования связана с применением электрической энергии. Электрический ток проходя через организм, оказывает термическое, электролитическое, и биологическое воздействие, вызывая местные и общие электротравмы. Основными причинами воздействия тока на человека являются:

·                   случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям;

·                   появление напряжения на металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;

·                   шаговое напряжение в результате замыкания провода на землю.

Основные меры защиты от поражения током: изоляция, недоступность токоведущих частей, применение малого напряжения (не выше 42 В, а в особоопасных помещениях - 12 В), защитное отключение, применение специальных электрозащитных средств, защитное заземление и зануление. Одно из наиболее часто применяемой мерой защиты от поражения током является защитное заземление.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Разделяют заземлители искусственные, предназначенные для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле металлические предметы для иных целей. Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3 ¸ 5 см и стальные уголки размером от 40 х 40 до 60 х 60 мм длиной 3 ¸ 5 м. Также применяют стальные прутки диаметром 10 ¸ 20 мм и длиной 10 м. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода используют сталь сечением не менее 4 х 12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

В качестве заземляющих проводников применяют полосовую или круглую сталь, прокладку которых производят открыто по конструкции здания на специальных опорах. Заземлительное оборудование присоединяется к магистрали заземления параллельно отдельными проводниками

В качестве искусственного заземления применяем стальные прутья диаметром 50 мм и длиной 5 м. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода, используем полосовую сталь сечением 4x12 мм.

Определяем сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземления, ом:

R_в =r/(2×p×l)×(ln(2×l/d)+0.5ln((4×t+l)/(4×t-l)) ом; (2.1)

где l – длина заземления, м;

d – разность наружного и внутреннего диаметроа трубы (при D = 50 мм ; d_o= 40 мм);

t – глубина заложения половины заземления, м;

r - расчетное удельное сопротивление грунта, ом×м.

r = r_изм × y, (2.2)

где r_изм – удельное сопротивление грунта =500 ом;

y - коэффициент сезонности = 1.3.

Подставляя известные величины в формулу (2.2), получим:

r = 500×1.3 = 650 Ом×м

Определим глубину заложения половины заземления, м;

t = 0.5×l+t_o м, (2.3)

где t_о – расстояние от поверхности земли до верхнего конца заземлителя, принимаем = 0.5 м.

Подставляя известные величины в формулу (2.1), получим:

R_в = 650/(2×p×5)×(ln(10/0.01)+0.5ln(17/7) = 179.75 Ом.

Определим число заземлений по формуле:

n = R_в/(R₃×h) шт,

где R₃ – наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;

h - коэффициент использования вертикальных заземлителей без учета влияния соединительной полосы = 0.71 (электроды размещены по контуру).

n = 179.75/(4×0.71) = 63.29 шт.

Принимаем n = 64 шт.

Определим сопротивление растеканию растеканию тока горизонтальной соединительной полосы, Ом:

R_n = r/(2×p×l₁)×ln(2×l₁²/(b×t₁) Ом, (2.4)

где t₁ – глубина заложения полосы, м;

b – ширина полосы, м;

l₁ – длина полосы, определяется как:

l₁ = 1.05×a×n м, (2.5)

где a – расстояние между вертикальными заземлениями, м:

a = 3×l = 3×5 = 15 м,

Подставляя известные величины в формулу (2.5) , получим:

l₁ = 1.05×15×64 = 1008 м.

Подставляя известные величины в формулу (2.4), получим:

R_n = 650/(2×p×1008)×ln(2×1008²/(0.012×3)) = 1.8 Ом.

Определим сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:

R_o = R_в×R_n/(R_в×R_n+R_n×n×h_в) Ом, (2.6)

где h_в – коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные заземлители, м.

Подставляя известные величины в формулу (2.6), получим:

R_o = 179.5×1.8/(179.5×0.33+1.8×0.71×64) = 2.29

R_o не превышает допустимого сопротивления защитного заземления : 2.29<4.