Технологическая карта–инструкция по выполнения занятия №2

Содержание

Пояснительная записка

Рабочая программа по дисциплине «Меры безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» рассчитана на 74 часа. Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений предусмотрено проведение практических занятий, в количестве 28 часов. Программой предмета предусматривается проведение лабораторных работ и практических занятий после изучения соответствующих разделов и тем.

Продолжительность каждого практического занятия – 4 часа.

Цели практических занятий:

-научится соблюдать меры электробезопасности;

- проверить опытным путём действие тока на организм человека;

- выяснить условия поражения человека электрическим током;

- уточнить действие основных меры защиты, обеспечивающих безопасность работ на электроустановках;

Дисциплина «Меры безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» предусматривает изучение правил соблюдения мер электро-безопасности, применения защитных средств, оказания первой помощи при поражении электрическим током, приобретения навыков пользования технической документацией, что необходимо для всесторонней подготовки техника-электрика. От умения соблюдения правил мер электробезопасности, правильного применения защитные средства, своевременного оказания первой помощи при поражении электрическим током во многом зависит жизнь всех работников. Проектирование, изобретение, модернизация и рационализация электротехнических изделий невозможны без учёта Меры безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

Изучение дисциплины основывается на знаниях, полученных студентами по общеобразовательным и специальным предметам: "Теоретические основы электроники", "Физики" и т.д. В свою очередь он является базой для изучения специальных дисциплин.

При изучении учебного материала соблюдается единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими стандартами, ЕЭСКД, Международной системой измерений, особое внимание обращается на значение стандартизации, ее экономическую эффективность роль в повышении качества продукции.

Отчет о выполнении лабораторных работ содержит:

дату; номер и название практического занятия; цель работы;

порядок выполнения (формулировка задания, решение и ответ); подготовка ответов на контрольные вопросы.

Оценка за выполнение практического занятия выставляется в форме дифференцируемого зачета и учитывается как показатель текущей успеваемости студентов.

Перечень практических занятий

Технологическая карта–инструкция по выполнения занятия №1

«Расчет заземляющих устройств »

Цель:1) приобрести практический навык расчета заземляющего устройства, 2) закрепить теоретические знания

Методика расчета.

Рассчитать заземляющее устройство(ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН) — это значит:

— определить расчетный ток замыкания на землю (I_з) и сопротивление ЗУ (R₃);

— определить расчетное сопротивление грунта (r_р);

— выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;

— уточнять число вертикальных электродов и разместить их на плане.

Определение I_З, и R₃

В любое время года согласно ПУЭ R_{3 =}250/I_3,

где R₃ - сопротивление заземляющего устройства, Ом (не более 10 Ом);

I₃ - расчетный ток замыкания на землю, А (не более 500 А).

Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно

I₃=V_Н(35L_КЛ+L_ВЛ)/350,

где V_Н- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

L_КЛ , L_ВЛ - длина кабельных и воздушных электрически связанных линий, км.

Примечание. В электроустановках с ИН до 1 кВ

R₃≤125/I₃ (не более 4 Ом.)

При мощности источника до 100 кВ·А - не более 10 Ом.

По этой же формуле рассчитывают R₃, если ЗУ выполняется общим для сетей до и выше 1 кВ.

При совмещении ЗУ различных напряжений принимается Р₃ наименьшее из требуемых значений (таблица 1.13.1).

Определение r_Р грунтаr_Р=K_СЕЗr,

где r_Р - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом • м;

К_СЕЗ- коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта,

К_СЕЗ ⁼ F (климатическая зона, вид заземлителей), принимается по таблице 1.13.2.

Выбор и расчет сопротивления электродов

Выбор электродов - по таблице 1.13.4.

Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле

r_B=0,Зr_Р.

Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле

r_P=(0,4r_p/L_n) ·lg(2 L_n²/bt),

где L_П - длина полосы, м;

b - ширина полосы, м; для круглого горизонтального заземлителя Ь = 1,1 d;

t - глубина заложения, м.

Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования.

R_B=r_B/h_B; R_Г=r_Г/h_Г,

где R_b и R_Г - сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициентов использования, Ом;

h_В и h_Г- коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов, определяются по таблице 1.13.5:

h=F(тип ЗУ, вид заземлителя, а/L, N_B),

где а - расстояние между вертикальными заземлителями, м;

L - длина вертикального заземлителя, м;

N_B - число вертикальных заземлителей.

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы

R_B≤R_ГR₃/(R_Г - R₃).

Уточнение числа вертикальных электродов

Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:

N′_B=R_B/R_И h_В (при использовании естественных и искусственных заземлителей);

N′_B=R_B/R₃ h_В (при использовании только искусственных заземлителей);

N′_B=r_B/R_И h_В.УТ ,

где h_В.УТ - уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей

Таблица 1.13.1. Наибольшие допустимые значения R₃ для3-фазных сетей

Примечание. При удельном электрическом сопротивлении грунта более 100 Ом • м допускается увеличивать указанные выше значения в 0,01rраз, но не более 10-кратного.

Таблица 1.13.2. Коэффициенты сезонностиК_сез

Примечание. Зона I имеет наиболее холодный, IV — теплый климат;

r - удельное сопротивление грунта, измерено при нормальной влажности, Ом • м, принимается по таблице 1.13.3.

Таблица 1.13.3. Удельное сопротивление грунта (р)

Таблица 1.13.4. Рекомендуемые электроды

. Таблица 1.13.5. Значения коэффициентов использования электродов

Пример 1

Дано:A ´B = 15 ´ 12м

V_ЛЭП=20 кВ

Lлэп(кл) = 10 км

V_H = 0,4 кВ

r = 300 Ом • м (супесь)

t = 0,7м

Климатический район -IV

Вертикальный электрод - уголок (75 ´ 75), L_B = 3 м

Вид ЗУ - контурное

Горизонтальный электрод - полоса (40 ´ 4 мм)

Требуется:

• определить количество вертикальных и длину горизонтальных заземлителей;

• показать размещение ЗУ на плане;

• определить фактическое значение сопротивления ЗУ.

Решение:

1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода

r_В= 0,3 r К_СЕЗ.В =0,3 • 300 • 1,3 = 1170м.

По таблице 1.13.2 К_СЕЗ.В = F (верт., IV) = 1,3.

2. Определяется предельное сопротивление совмещенного ЗУ

R_зу1≤125/I_з=125/20=6,25 Ом (для ЛЭП ВН);

I_З=V_ЛЭП •35 • L_КЛ/350=20 •35 •10/350=20 А;

Требуемое по НН R_зу2≤4 Ом на НН.

Принимается R_зу2 = 4 Ом (наименьшее из двух).

Но так как r> 100 Ом • м, то для расчета принимается

R_зу≤4 r/100=4 •300/100=12 Ом.

3. Определяется количество вертикальных электродов:

• без учета экранирования (расчетное)

N′_в.р.=r_в/R_зу=117/12=9,75. Принимается N′_в.р.=10;

• с учетом экранирования

N_в.р= N′_в.р/h_в=10/0,69=14,5. Принимается N_в.р=15;

По таблице 1.13.5 h_в= F (тип ЗУ, вид заземления, а/L, N_B) =F(контурное, вертикальное, 2, 10) = 0,69.

4. Размещается ЗУ на плане (рис. 1.13.1) и уточняются расстояния, наносятся на план.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

L_п = (A + 2) • 2 + (В + 2) • 2 = (15 + 2) •2+(12+2) •2=62 м,

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся — между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается N_B - 16, тогда

а_B =B′/(n_B-1)=14/4=3,5 м; а_А = А′/(n_А-1)=17/4=4,25 м,

где а_B — расстояние между электродами по ширине объекта, м;

а_А — расстояние между электродами по длине объекта, м;

n_B — количество электродов по ширине объекта;

n_A — количество электродов по длине объекта.

A₁=17м

Рис. 1.13.1.План ЗУ подстанци

N_B=16 L_B=3 м L_П=62 м R_зу=10,6 Ом

Для уточнения принимается среднее значение отношения

(а/L_B)_CР=1/2((а_B+ а_А)/3)=1/2((3,5+4,25)/3)=1,3.

Тогда по таблице 1.13.5 уточняются коэффициенты использования

h_в = F (конт.; 1,3; 16) = 0,56;

h_г =F (конт.; 1,3; 16) = 0,32.

5. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов

R_Г=(0,4/L_Пh_Г) •rK_СЕЗ.Гlg(2L_п²/bt)=

=(0,4/62•0,32) •300•1,8•lg(2•62²/40•10^-3•0,7)=54,2Ом

По таблице 1.13.2 К_{сез г} =F(IV) = 1,8.

R_B=r_B/N_B h_в=117/(16•0,56)=13,1 Ом,

6. Определяется фактическое сопротивление ЗУ

R_зу.ф.=R_BR_Г/( R_B +R_Г)=13,1 •54,2/(13,1+54,2)=10,6 Ом

R_зу.ф.(10,6)< R_зу(12)

Следовательно, ЗУ эффективно.

Ответ: ЗУ объекта состоит из:

N_B = 16;

L_b = 3 м; 75´75 мм;

а_А=4,25 м; а_в = 3,5 м;

L_Н = 62 м; полоса -40´4 мм;

R_зу =-10,6 Ом.

Пример 2

Дано:

L_ВЛ =5 км

L_КЛ =5 км

ТП-10/0,23 кВ

r= 200 Ом - м (грунт — щебень)

А´В = 15 ´ 12 м

t=0,5 м

Вид ЗУ — рядное

Климатическая зона -1

Вертикальный электрод — сталь Æ16, L = 5 м

Горизонтальный — полоса стальная 40´4 мм

Требуется:

• определить количество вертикальных электродов (N_B) и длину горизонтальной полосы;

• определить фактическое R_ЗУ;

• разместить ЗУ на плане.

Решение:

1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода

r_B=0,3 rK_СЕЗ.В=0,3 •200 •1,9=114 Ом.

По таблице 1.13.2 К_{сез в} = F(зона I) =1,9;

К_{сез г}= F(зона I) =5,8;

2. Определяется расчетное сопротивление совмещенных ЗУ подстанции

R_ЗУ125/I_З=125/5,1=24,5 Ом;

I_З=V_Н(35L_КЛ+L_ВЛ)/350=10(35•5+5)/350=5,1 А.

R_{зу 2} = 8 Ом; для сети НН. но допустимое при данном грунте определяется R_{ЗУ..ДОП.}=

=R_{ЗУ 2} •0,01r= =8•0,01•200 =16 Ом.

Следовательно, для расчета принимается Rзу =16 Ом.

3. Определяется количество вертикальных электродов расчетное:

• без учета экранирования

N′_в.р.=r_в/R_зу=114/16=7,1. Принимается N′_в.р.=8;

• с учетом экранирования

N_в.р= N′_в.р/h_в=8/0,6=13,3. Принимается N_в.р=15;

По таблице 1.13.5 h_в=F (рядное; 1,8) = 0,6.

4. Размещается ЗУ на плане (рис. 1.13.2).

Так как выбрано а/L = 1,то а = L = 5м.

Минимальное расстояние от объекта — 1м.

Примечание. При прямой прокладке получится большая протяженность по территории, что

нецелесообразно.

Рис. 1.13.2.План ЗУ ТП-10/0,23

5. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

R_B=r_B/N_Bh_в=114/14•0,54=15,1 Ом

По таблице 1.13.5. h_В= F (рядное; 1,14) = 0,54;

h_Г=F(рядное; 1,14) = 0,54.

R_Г=(0,4/L_Пh_Г) •rK_СЕЗ.Гlg(2L_п²/bt)=

=(0,4/65•0,54) •200•5,8•lg(2•62²/17,6•10^-3•0,5)=79 Ом,

так как вертикальный электрод круглый, то b = 1,1 • 16 = 17,6 мм.

6. Определяется фактическое сопротивление ЗУ

R_зу.ф.=R_BR_Г/( R_B +R_Г)=15,1 •79/(15,1+79)=12,7 Ом

(16 Ом)R_зу.доп>R_зу.ф.(12,7 Ом),следовательно, ЗУ будет эффективным.

Ответ: ЗУ ТП-10/0,23 состоит из 14 вертикальных электродов L_b = 5 м, d= 16 мм; Ln=65 м, 40´4 мм, R_зу = 12,7 Ом.

Таблица 1.13.6. Индивидуальные задания для РПЗ-13

Продолжение табл. 1.13.6

Примечание. К — контурное, Р

Контрольные вопросы:

1) Определение заземления и зануления.

2) Назначение заземления и зануления.

3) Область применения заземления и зануления.

4) Виды и конструкция заземления.

5) Требования ПУЭ к заземляющим устройствам.

6) Выравнивание и уравнивание потенциалов.

7) Защитное действие заземляющего устройства.

Технологическая карта–инструкция по выполнения занятия №2

«Расчет молниезащиты»

Цель: приобрести навык расчета молниезащиты

Методика расчета.

Рассчитать молниезащиту- это значит определить тип защиты, ее зону и параметры (таблица 1.14.1).

По типу молниезащита (м/з) может быть следующей:

— одностержневой;

— двухстержневой одинаковой или разной высоты;

— многократной стержневой;

— одиночной тросовой;

— многократной тросовой.

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А — степень надежности защиты ≥99,5 %;

Б — степень надежности защиты 95... 99,5 %.

Параметрами молниезащиты являются:

h — полная высота стержневого молниеотвода, м;

h₀— высота вершины конуса стержневого молниеотвода, м;

h_x— высота защищаемого сооружения, м;

h_м — высота стержневого молния приемника, м;

h_а — активная высота молниеотвода, м;

r_о, r_x — радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения, м;

h_с— высота средней части двойного стрежневого молниеотвода, м;

2r_c, 2r_x— ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта, м;

α— угол защиты (между вертикалью и образующей), град;

L — расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м;

а— длина пролета между опорами троса, м;

h_оп, — высота опоры троса, м;

r_x + r′_x — ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения, м;

α+2r_cx — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого соору­жения, м;

α+2r_c — длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли, м.

Ожидаемое количество поражений (N ) молнией в год производится по формулам:

—для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

N =9πh_x²∙0^-6

где h_x- наибольшая высота здания или сооружения, м;

n- среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности вместе нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность ударов молнии в землю), I (км/год) определяется по таблице 1.14.2;

—для зданий и сооружений прямоугольной формы:

N=[(B+6h_x)(A+6h_x)- 7,7h_x²]n∙10^-6,

Где А и В — длина и ширина здания или сооружения, м.

Примечание. Еслиздание и сооружение имеют сложную конфигурацию, то А и B- это стороны прямоугольника, в который вписывается наплане защищаемый объект.

Таблица 4.1. Расчетные формулы молниеотводов при h≤150 м.

Примечание. Для одиночного тросового мол­ниеотвода h —это высота троса в середине пролета. С учетом провеса троса сечением 36... 50 мм² при известной высоте опор (h_oп) и длине пролета (а) высота троса (в метрах) оп­ределяется по формулам h = h_оп - 2—при а≤120 м; h = h_оп -3 — при 120<а ≤150 м.

Таблица 4.2. Зависимость n=F(t_ср)

рис. 4.1.Зона одиночного стержнего молниеотвода.

Рис. 4.2.Зона защиты двойного стержнего молниеотвода равной длины.

Рис. 4.3.Зона защиты двойного стержнего молниеотвода разной длины.

Рис. 4.4.Зона защиты (в плане) многократного стержнего молниеотвода.

Рис. 4.5. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.

Рис. 4.6.Зона защиты двойного торсового молниеотвода

Рис. 4.7.Зона защиты двух тросовых молниеотводов разной высоты.

Пример 1.

Дано:

h= 50 м.

h_x= 20 м.

B= 20 м.

n= 6 1/(км²∙год)

Тип молниезащиты – однострежневая.

Требуетс:.

· Определить параметры зон молниезащиты и изобразить их ;

· Определить габоритные размеры защитного объекта;

· Определить возможную поражаемость объекта.

Решение:

1.По формулам (таблица 1.14.1) для одиночного стержнего молниеотвода определяются параметры молниезащиты (м/з) для зон.

В мастштабе изображаются зоны А и Б (рис. 1.14.8.).

Зона А:

h₀=0,85h=0,85∙50=42,5 м;

r₀=(1,1-2∙10^-3h)(h=(1,1-2∙10^-3∙50) ∙50=50 м;

r_x=(1,1 – 2∙10^-3h)(h-1,2h_x)=(1,1-2∙10^-3∙50)∙(50-1,2∙50)=26;

h_м=h-h₀=50-42,5=7,5м;

h_a=h-h_x=50-20=30м;

α^(A)=arctg(r₀/h₀)= arctg (50/42,5)=49,6°.

Зона Б:

h₀=0,92h=0,92∙50=46 м;

r₀=(1,5h)=1,5∙50=75 м;

r_x=1,5(h-1,1h_x)=1,5∙ (50-1,1∙20)=42 м;

h_м=h-h₀=50-46=4 м;

h_a=h-h_x=50-20=30 м;

α^(Б)= arctg(r₀/h₀)= arctg (75/46)=58°

2.Определяются габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты . Для этого на расстоянии B/2 от средней линии параллельно проводится линия до пресечения с окружностью r_x (рис. 1.14.8.).

Зона А:

φ^(А)=arcsin(B/2r_x^(А))=arcsin(20/2∙26)=22,6°;

cos φ^(А) =cos22,6 °=0,92;

A^(A)=2r_x^(A)cos φ^(А)=2∙26∙0,92=48м;

A×B×H=48×20×20 м.

Зона Б:

φ^(Б)=arcsin(B/2r_x^(Б))=arcsin(20/2∙42)=13,8°;

cos φ^(Б) =cos13,8°=0,97;

A^(Б)=2r_x^(Б)cos φ^(Б)=2∙42∙0,97=81,6м. Принимаем А=81м.

A×B×H=81×20×20 м.

Рис.4.8.Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода, h = 50 м

3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.

N_A=[(B+6h_x)(A^(A)+6h_x) – 7,7h_x²]n∙ 10^-6=

=[(20+6∙20)(48+6∙20) – 7,7∙20²]∙6∙10^-6=12,3∙10^-2 поражений.

N_Б=[(B+6h_x)(A^(A)+6h_x) – 7,7h_x²]n∙ 10^-6=

=[(20+6∙20)(81+6∙20) – 7,7∙20²]∙6∙10^-6=15∙10^-2 поражений.

В зоне молниезащиты Б количество поражений в год больше.

Ответ: Параметры зон молниезащиты указаны на рис. 1.14.8.

Для зоны А: A × В×Н = 48 × 20×20 м; N_A - 12,3 • 10 ² поражении.

Для зоны Б: А × В×Н= 81×20×20 м; N_Б = 12,3 • 10 ² поражений.

Пример 2

Дано:

Тип молниезащиты — двойная тросовая

h_оп1 = h_оп2 = 22 М

h_x = 10 м

L = 25 м

α= 40 м

n = 7 1/(км²∙год)

Требуется:

· определить параметры зоны А молниезащиты и изобразить ее;

· определить габаритные размеры защищаемого объекта;

· определить возможную поражаемость объекта.

Решение:

1. По формулам (таблица 1.14.1) для двойных тросовых молниеотводов одинаковой высоты определяются параметры м/з для зоны А.

В масштабе зона А изображается на плане (рис.1.14.9), так как а< 120 м, то

h=h_оп – 2=22 – 2=20 м.

h₀= 0,85 h = 0,85 ∙20= 17;

r₀ = (1,35-25 • 10^-4h)h = (1,35 -25 • 10^-4 • 20) ∙20 = 26 м;

h_с = h₀-(0,14 + 5 ∙ 10^-4h)(L-h) =

=17-(0,14 +5 ∙10^-4 ∙20) ∙ (25-20)= 16,05 м;

r_c=r₀=26 м;

r_cx=r₀(h_c– h_x) ∙1/h_c = 26(16,05-10) ∙1/16,05=9,8 м;

. r_x = (l,35-25 • 10 ⁴h)(h- 1,2h_c) =

= (1,35– 25∙10 ⁴∙ 20) ∙ (20– 1,2∙10)= 10,4 м.

Примечание. При пересечении верхней отметки сооружения с линией в пролете определяется r'_х:

α=arctg(r₀/h₀)= arctg (26/17)=56,8°.

2.Определяются максимальные габариты защищаемого сооружения по рис. 1.14.9:

А = а + 2 г_сх = 40 + 2∙9,8 = 59,6 м.

Принимается целое значение А = 59 м.

B = L +2r_x= 25+ 2∙10,4 = 45,8 м.

Принимается целое значение В = 45 м.

А × В× Н= 59×45 ×10м.

3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зоне А при отсутствии
молниезащиты.

N=[(B+6h_x)(A⁾+6h_x) – 7,7h_x²]n∙ 10^-6=

=[(45+6∙10)(59+6∙10) – 7,7∙10²]∙7∙10^-6=8,2∙10^-2 поражений.

Контрольные вопросы:

1) Возникновение и воздействие молнии на объекты

2) Классы помещений по молниизащите и как они защищаются

3) Конструкции молниезащиты

4) Зоны молниезащиты

Литература

1. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин Электробезопасность при эксплуатации промышленных предприятий, М.,Академия,2009 г.

2. Правила устройств электроустановок. М, НЦ ЭНАС, 2009 г

3. Правила технической эксплуатации элекроустановок потребителей, М, НЦ ЭНАС, 2009 г.

4. Межотраслевые правила по охране труда(правила безопасности), М, НЦ ЭНАС,

5. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 Минэнерго 1987 г.

 

 

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.