Безопасность жизнедеятельности. Часть I. Учебное пособие

Рис.5. Звуковой генератор:

1 – индикатор напряжения; 2 – регулятор уровня шума; 3 – регулятор частоты шума

Для подачи напряжения на звуковой генератор подключить его к ЛАТРу, а ЛАТР – в питающую сеть, отрегулировав напряжение 42 В, нажать тумблер “ВКЛ” включения генератора. При этом должна загореться сигнальная лампочка индикатора напряжения 1. Установив переключатель 3 в одно из восьми возможных положений (по указанию преподавателя), отрегулируйте интенсивность выходного сигнала до максимума поворотом регулятора 2. После окончания измерений регулятор 3 поверните в обратном направлении до упора и выключите питание.

Проведение опытов

1. Измерение спектра шума источника звука в камере без средств шумоглушения.

1.1. Включить ЛАТР 10, включить генератор шума 4 (рис.2) и установить максимальный выходной сигнал.

81

1.2.Включить шумомер 5 и измерить уровни звукового давления L во всех восьми нормативных полосах частот. Показания внести в протокол 2, протокол 3, протокол 4.

1.3.По результатам замеров построить спектр шума (рис.6) и сравнить его с предельным спектром для заданных преподавателем условий труда. Сделать выводы о шумовой обстановке, характере спектра.

1.4.По окончании измерений выключить приборы.

2. Определение эффективности установки звукопоглощающей облицовки.

2.1.Открыть дверки камеры 1 и аккуратно установить щиты с облицовкой по стенам и потолку камеры. Закрыть дверки.

2.2.Включить приборы и провести измерения шума L0 и его анализ (аналогично п.1). Данные внести в протокол 2. После окончания измерений выключить приборы и вынуть облицовку из камеры.

2.3.Построить измеренный спектр шума со звукопоглощающей облицовкой.

2.4.По результатам измерений шума в камере без облицовки и с облицовкой определить эффективность установки звукопоглощающей облицовки, которая равна разности

показаний L - L0 . Построить кривую измеренной эффективности ∆L0экспл. установки облицовки. На этом же графи-

ке построить (пунктирной линией) кривую рассчитанной по формуле (9) эффективности облицовки ∆L0теор.

2.5 Сопоставив экспериментальную и теоретическую кривые эффективности, оценить их совпадение на разных частотах.

3. Определение эффективности установки звукоизолирующего кожуха.

82

3.1.Открыть дверки на камере 1(облицовка должна быть вынута) и одеть на источник шума 2 кожух 6. Закрыть дверки.

3.2.Включить приборы и произвести измерения шума Lк аналогично пункту 1. Данные занести в протокол 3.

3.3.После окончания измерений выключить приборы и вынуть кожух из камеры.

3.4.Построить спектр измеренного шума (рис. 6).

3.5.По результатам измерений шума в камере без облицовки и с установленным кожухом определить эффектив-

ность установки кожуха, которая ровна разности L - Lk. Построить кривую эффективности Lкэкспл. (полученную экспериментально) установки кожуха. На этом же графике по-

строить кривую (пунктирной линией) эффективности кожуха Lктеор., рассчитанную по формуле (5).

3.6.Сравнить измеренную и рассчитанную эффективность. Сделать выводы о величине звукоизоляции на разных частотах.

4. Определить эффективности звукоизолирующей перегородки.

4.1.Открыть дверки камеры 1 (облицовка 8 и кожух 6 должны быть вынуты) и установить звукоизолирующую перегородку 9, в соответствии с заданием (табл. 2). Закрыть дверки.

4.2.Выключить приборы и произвести измерения шума

Lп аналогично пункту 1. Данные занести в таблицу 5. После окончания измерений выключить приборы и вынуть перегородку из камеры.

4.3.Построить спектр измеренного шума (рис. 1).

4.4.По результатам измерений шума в камере без перегородки и с установленной перегородкой определить эффективность установки перегородки, которая ровна разно-

83

сти L - Lп. Построить кривую измеренной эффективности ∆Lпэкспл.., установки перегородки. На этом же графике построить кривую (пунктирной линией) эффективности пере-

городки ∆Lптеор., рассчитанную по формуле (10).

4.5. Сравнить измеренную и рассчитанную эффективность. Сделать выводы о величине звукоизоляции на разных частотах.

4.6.Сделать сравнительную оценку трех исследованных методов снижения шума.

Оформление отчета

1.Цель работы.

2.Расчет эффективности звукопоглощающей облицовки, кожуха и звукоизолирующей перегородки.

3.Построить частотную характеристику звукоизолирующей перегородки.

4.Экспериментальное исследование эффективности установки облицовки, кожуха, перегородки.

5.Построить спектры шума.

6.Дать сравнительную характеристику шумопоглуше-

ния.

∆LдБ LдБ

12			100
8			80
6			60
0			40
		63			125 250 500 1000 2000 4000 f, Гц

Рис. 6. Спектры источников шума

84

Таблица 1

Индивидуальные задания

№	Матери-	Среднегеометрическая частота,										Вес
вариан-	ал пере-						Гц.
та	городки											пере-
		63		125		250	500	1000	2000	4000	8000	город
												ки, G,
												кг
						Коэффициент α2
1, 8, 15	Сталь	0,79		0,97		0,5	0,22	0,17	0,12	0.16	0,23	2,1
2, 9, 16	Алюми-	0,7	5	0,9		0,4	0,2	0,1	0,1	0,1	0,2	0,65
	ний
3, 10,	Стекло	0,75		0,96		0,48	0,21	0,15	0,1	0,16	0,2	0,31
17	силикат-
	ное
4, 11,	Стекло	0,76		0,97		0,49	0,2	0,15	0,12	0,15	0,21	0,2
18	органи-
	ческое
5, 12,	Сухая	0,74		0,94		0,40	0,19	0,14		0,14	0,19	1,2
19	штука-								0,1
	турка
6, 13,	Фанера	0,74		0,93		0,4	0,19	0,14	0,1	0,15	0,19	0,41
20
7, 14,	ДСП	0,7	5	0,9		0,4	0,2	0,1	0,1	0,1	0,2	1,8
21

Примечания:

1.Геометрические размеры установки S: длина 0,92м, ширина

0,36м, высота 0,4м.

Материал установки – ДСП. Вес установки - 40,5 кг.

2.Геометрические размеры кожуха: 0,19 * 0,11 * 0,19 (м). Мате-

риал облицовки кожуха - алюминий. Вес кожуха G = 0,98 кг.

3. Геометрические размеры облицовочных щитов S0 : 0,32 * 0,32 (м). Материал облицовочных щитов : фанера, поролон. Вес одного облицовочного щита - 0,5 кг.

Таблица 2 Предельные спектры шума для рабочих мест

(ГОСТ12.1.003-90)

				Уровни звукового давления, дБ, в										Облзначение предельного спектра	Уровни звука, дБА
				октавных полосах со среднегео-
Рабочие места					метрическими частотами, Гц.
				63		125	250	500	1000	2000	4000		8000
1. Помещения конструк-
торских бюро, програм-														ПС-45
мистов	вычислительных			71		61	54	49	45	42	40		38		50
машин,	лабораторий для
теоретических работ.
2. Помещения и участки				83		74	68	63	60	57	55		54	ПС-60	65
точной сборки.
3. Помещения лаборато-
рий для проведения экс-
периментальных			работ,	94		87	82	78	75	73	71		70	ПС-75	80
для размещения шумных
агрегатов		вычислитель-
ных машин.
4. Постоянные рабочие
места и рабочие зоны в
производственных			по-
мещениях, а также рабо-				94		92	86	83	80	78	76		74	ПС-80	85
чие места		водителей и
обслуживающего			персо-
нала тракторов, грузово-
го автотранспорта.

85 86

Таблица 3 Таблица для определения координат точек В и С к рис.2

Материалы	fB	fC	RB	RC
Сталь	6000/h	12000/h	39	31
Алюминиевые сплавы	6000/h	12000/h	32	22
Стекло силикатное	6000/h	12000/h	35	29
Стекло органическое	17000/h	34000/h	37	30
Асбестоцементная пли-	11000/h	22000/h	36	30
та
Сухая штукатурка	19000/h	38000/h	36	30

Примечание: h – толщина ограждения, в мм (15 мм).

Эффективность звукопоглощения и звукоизоляции облицовки, кожуха, перегородки.

Протокол 1 Расчетное снижение шума по данным частотной характеристики изоляции воздушного шума

Октавные полосы со средне-	Расчетное снижение шума
геометрическими частотами	в дБ
в Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000

Протокол 2

Параметры		Среднегеометрическая частота, Гц.
		63	125	250	500	100	200	400	8000
						0	0	0
Уровни зву-
ковых давле-	L,дБ
ний	L0дБ
Эффектив-	∆L0эксп,дБ
ность звуко-
поглощения	∆L0теор,дБ
Точность, %

Протокол 3

Параметры		Среднегеометрическая частота, Гц.
		63	125	250	500	100	200	400	8000
						0	0	0
Уровни зву-
ковых давле-	L,дБ
ний	L0дБ
Эффектив-	∆L0эксп,д
ность звуко-
поглощения	Б
	∆L0теор,д
	Б
Точность, %

Протокол 4

Параметры		Среднегеометрическая частота, Гц.
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Уровни звуко-
вых давлений	L,дБ
	L0дБ
Эффектив-
ность звукопо-	∆L0эксп,дБ
глощения	∆L0теор,дБ
Точность, %

87 88

Лабораторная работа 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель работы

Ознакомиться с методикой замера удельного сопротивления грунта, методами расчета естественного и искусственного заземления электроустановок.

Основные положения

Корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, аппаратов и другие металлические нетоковедущие части могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановки.

Если корпус, оказавшийся под напряжением, не имеет контакта с землей, то прикосновение к нему опасно, как и прикосновение к фазе. Если корпус соединен с землей, то человек попадает под напряжение меньшее, чем при отсутствии соединения его с землей.

При соединении корпуса с землей и "замыкании на корпус" будет иметь место замыкание на землю.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления - уменьшение напряжения прикосновения и шага за счет выравнивания потенциалов.

Область применения защитного заземления - сети с изолированной нейтралью до 1000В и с любым режимом нейтрали выше 1000В.

89

Совокупность заземлителя, находящегося в непосредственном соприкосновении с грунтом, заземляющих проводников представляет заземляющее устройство.

В качестве искусственных заземлителей применяется уголковая сталь, стержни, полосы, проволока и т.п.

Возможный ток замыкания на землю, а следовательно, и опасность поражения зависит от напряжения источника питания. Величины нормируемого сопротивления заземляющих устройств приведены в табл. 1 (ГОСТ12.1.030-91).

Сопротивление заземляющего устройства растеканию тока зависит от поверхности заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта при растекании тока, зависящего от целого ряда факторов (вида грунта, состава, дисперсности частиц, плотности, слойности и т. д.).

Поэтому при расчете заземляющего устройства, предусмотрена обязательная проверка сопротивления заземляющего устройства с помощью измерительных приборов не менее двух раз в год: один раз летом при наибольшем высыхании грунта и один раз зимой при наибольшем промерзании грунта. Любое конкретное измерение проводится при определенной влажности грунта. Так как влажность грунта в течение года не является постоянной, то удельное сопротивление грунта растеканию тока меняется в зависимости от влажности. Если грунт просохнет, то удельное сопротивление его может значительно повыситься. В этом случае сопротивление заземляющего устройства также повысится и может быть выше нормируемого сопротивления. Для исключение погрешности в результате уменьшения удельного сопротивления грунта, в следствие его увлажнения, при измерениях учитывается применение коэффициента сезонности.

На рис.1 приведена схема заземления электроустановки, показано растекание тока в грунте с опорной по-

90

верхности ног человека, прикасающегося к корпусу элек-		Порядок проведения работы
троустановки.
Измерение удельного сопротивления грунта произ-	1.	Изучить методику замера удельного сопротивления
водится методом контрольного электрода и методом четы-	грунта.
рех электродов (стержней). В данной работе применен ме-	2.	Произвести измерение сопротивление грунта.
тод четырех стержней.	3.	Выполнить расчет сопротивления заземления ж/б
На испытуемом участке забивают в землю по прямой	фундамента здания и анализ возможности использования
линии четыре стержня на равных расстояниях "а" друг от	его в качестве заземлителя.
друга. Глубина забивки должна быть не более 1/20 расстоя-	4.	Выполнить расчет защитного заземления методом
ния "а". Зажимы измерителя М-416 присоединяют к стерж-	коэффициента использования.
ням по схеме, приведенной на рис. 2, и проводят измерения.		Порядок измерения

1. Установить переключатель в положение "контроль 5", нажать кнопку и вращением ручки "РЕОХОРД" добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку.

Ih На шкале реохорда при этом должно быть показание 5±0,3 Ом.

I3

1 2 3 4

М416

R

R

Рис.1. Схема заземления электроустановки

Удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

ρ=40πa R, Ом м,

(1)

где R - показания измерителя, Ом;

а - расстояние между стержнями, м ( в лабораторной

установке а = 0,3 м ).

Рис.2. Измерение сопротивления грунта методом четырех стержней

91 92

2.Подключить электроды к измерителю заземления М-416 по схеме, указанной на рис.2.

3.Произвести измерения сопротивления, для чего установить переключатель B1 в положение "X1", нажать кнопку и, вращая ручку "РЕОХОРД", добиться максимального приближения индикатора к нулю.

4.Если измеряемое сопротивление окажется больше 10 Ом, переключатель установить в положение "X5", "X20", "X100" и повторить операцию 3.

5.По формуле (1) произвести расчет удельного сопротивления грунта, сопоставить его с данными табл.1, указать причины расхождения данных измерения с табличными данными.

Оценка возможности использования железобетонного фундамента здания в качестве заземлителя

1. Сопротивление электрическому току ж/б фундамента зданий оценивается по формуле:

R=	0.5ρэ	, Ом	(2)
	S

где S=А×В - площадь, ограниченная периметром здания, м2,

Аи В даны в индивидуальном задании (табл.2);

ρэ - удельное эквивалентное электрическое сопротив-

ление земли, Ом м.

2. Расчетρэ производят по формуле:

			−αh			−β
							S
			1
ρ			S		+ ρ2 1−e	h1	,	(3)
	э	= ρ1 1−е
								93

где h1 - толщина верхнего слоя земли;

p1 - удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом м; p2 - удельное сопротивление нижнего слоя земли,

Ом м; α, β - коэффициенты, зависящие от соотношения

удельных сопротивлений.
p1 = pтабл.1 Кс .		(4)
p2 = pтабл.2	Кс.
Значения pтабл.1	и pтабл.2	принимаются по таблице 2

и 3 по данным задания верхнего и нижнего слоев грунта; Кс - коэффициент сезонности принимается в соот-

ветствии с данной в задании климатической зоной (табл. 4); Кс учитывается для p1 и p2 , когда hc > h1 и толь-

ко для p1 , когда hc ≤ h1;

hc - глубина промерзания грунта (табл.4).

Для оценки возможности использования ж/б фундамента здания в качестве заземлителя, сопротивление R сопоставляют с допустимым сопротивлением (табл. 1), т.е. Rдоп ≥ R.

Оформление отчёта

1.Цель работы.

2.Привести результат измерения и выполнить расчёт удельного сопротивления грунта растеканию тока методом четырёх стержней, сопоставить полученные данные с допустимыми.

3.Дать оценку возможности использования ж/б фундамента здания в качестве заземлителя.

4.Расчёт защитного заземления методом коэффициента использования.

94

Таблица 1 Наибольшее допустимое значение сопротивления

заземляющих устройств электроустановок

(ГОСТ 12.1.030-91)

Напряжение се-	Эквивалентное удельное сопротив-
ти, В		ление, Ом·м
	До 100		Более 100
660/380	2 Ом		0,02 Ом
380/220	4 Ом		0,04 Ом
220/127	8 Ом		0,08 Ом

Таблица 2

Индивидуальное задание

№	Клим.	Напряжение	Толщина	Размеры	Грунт	Грунт
п/п	зона	сети Uл/Uф,	верх.	фундам.	верхнего	нижнего
		B	слоя h, м	А*В, м	слоя ρтабл	слоя
					1	ρтабл 2
1	2	3	4	5	6	7
1	IV	660/380	1	30 60	Супесок	суглинок
2	III	380/220	2	24 28	Глина	супесок
3	II	220/127	3	21 72	суглинок	песок
4	I	380/220	4	27 62	чернозём	супесок
5	I	220/127	1	33 84	торф	глина
6	II	380/220	2	30 48	глина	супесок
7	III	660/380	3	27 54	суглинок	песок
8	IV	220/127	4	24 52	песок	суглинок
9	IV	660/380	1	21 42	песок	глина
10	III	380/220	2	18 60	супесок	суглинок
11	II	220/127	3	33 72	глина	песок
12	I	380/220	4	24 66	суглинок	супесок
13	I	220/127	4	15 60	супесок	суглинок

Продолжение табл. 2

14	II	380/220	3	33 54	торф	суглинок
15	III	660/380	2	30 78	глина	супесок
16	IV	220/127	1	27 66	суглинок	глина
17	I	660/380	1	33 78	глина	суглинок
18	II	380/220	2	21 84	суглинок	супесок
19	III	220/127	3	24 60	торф	песок
20	IV	380/220	4	30 42	супесок	глина
21	IV	220/127	4	18 48	песок	суглинок
22	III	380/220	3	24 66	супесок	суглинок
23	II	660/380	2	27 42	торф	глина
24	I	220/127	1	30 84	глина	суглинок
25	I	660/380	1	33 66	торф	суглинок
26	II	380/220	2	30 54	глина	суглинок
27	III	220/127	3	15 46	супесок	суглинок
28	IV	660/380	4	21 42	песок	глина

Таблица 3 Приближённые значения удельных сопротивлений грунтов

(при естественной влажности)

Вид грунта	Удельное сопротивление грун-
	та, ρтабл, Ом*м
Чернозём	200
Глина	40
Суглинок	100
Супесок	300
Песок	700
Садовая земля	20
Каменистый	500-800
Скалистый	104-107
Вода речная	10-100
Вода грунтовая	20-70
Торф	20

95 96

Таблица 4 Значение коэффициента сезонности Кс и глубины

промерзания hc/

Климатиче-	Коэффициент	Коэффициент	Глубина
ская зона	сезонности для	сезонности	промерзания
	стержней Кс	для полосы Кп	hс, м
I	4	4,5	2,2
II	2,7	3,5	2,0
III	2,0	2,0	1,8
IV	1,4	1,5	1,6

Таблица 5 Коэффициент использования ηст стержней из труб, уголков и

стержней, размещённых в ряд или по контуру

Отношение рас-	Ориентировочное	ηв
стояния между	число стержней
стержнями к их	n=R0. cn/Rз.д
длине S/l
	2	0,84-0,87
1	3	0,76-0,80
	5	0,67-0,72
	10	0,56-0,52
	15	0,51-0,56
	20	0,47-0,50
	2	0,90-0,92
2	3	0,85-0,88
	5	0,79-0,83
	10	0,72-0,77
	15	0,66-0,73
	20	0,65-0,70
	2	0,92-0,95
3	3	0,90-0,92
	5	0,85-0,88
	10	0,79-0,83
	15	0,76-0,80
	20	0,74-0,79

Таблица 6 Коэффициенты использования ηст вертикальных

электродов из труб, уголков, стержней, размещённых по контуру без учёта влияния полосы связи

Отношение расстоя-
ния между электрода-	Расчётное число	ηст
ми к их длине S/l	стержней N
	4	0,66
1	6	0,58
	10	0,52
	20	0,44
	40	0,38
	60	0,36
	100	0,33
	4	0,76
2	6	0,71
	10	0,66
	20	0,61
	40	0,55
	60	0,52
	100	0,49
	4	0,84
3	6	0,78
	10	0,74
	20	0,68
	40	0,64
	60	0,62
	100	0,59

Таблица 7 Коэффициенты использования ηг горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении вертикальных электродов в ряд

Отношение			ηг при числе электродов в ряду
расстояния
между
электродами к	4	5		8	10	20	30		50	65
длине а/l
1	0,77	0,74		0,67	0,62	0,42	0,31		0,21	0,20
2	0,89	0,86		0,79	0,75	0,56	0,46		0,36	0,34
3	0,92	0,90		0,85	0,82	0,58	0,58		0,49	0,47

97 98

Таблица 8 Коэффициент использования ηг горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении

вертикальных электродов по контуру

Отношение		ηг при числе электродов в контуре заземления
расстояния
между
электрода-	4	5	8	10	20	30	50	70	100
ми к длине
а/l
1	0,45	0,40	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21	0,20	0,19
2	0,55	0,48	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28	0,26	0,24
3	0,65	0,64	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37	0,35	0,33

Лабораторная работа 8 ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЙ

ПРОВОДКИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Цель работы

Экспериментальное исследование сопротивления заземляющих проводок.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с назначением, принципом действия, конструкции и схемами внутренних соединений омметра М-372 и мегометра.

2.Изучить методику измерений сопротивления заземляющих проводок электродвигателя электропечи, сопротивления изоляции токоведущих частей электродвигателя.

3.Выполнить измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя.

99

1. Устройство омметра М-372

Омметр М-372 служит для измерения сопротивления заземляющей проводки от электрических установок до внутреннего контура заземления и для определения наличия или отсутствия напряжения на корпусе или других, нетоковедущих частях электроустановок.

Схема внутренних соединений омметра М-372 приведена на рис.1.

1,4B

Rx∞			R2
K	R1	B1
		B2	R3
			3
	R5		R4

Рис. 1

Из приведенной схемы видно, что омметр М-372 отличается от обыкновенного тем, что у него имеются полупроводниковые выпрямители В1 и В2 , с помощью которых переменный ток, проходящий по подвижной рамке прибора магнитоэлектрической системы выпрямляется, и стрелка прибора отклоняется. Переменный ток по рамке прибора проходит тогда, когда на корпусе или другой нетоковедущей части электроустановки имеется напряжение и по заземляющей проводке, присоединенной к зажимам прибора, проходит ток утечки на землю. Для ограничения величины этого тока служит сопротивление R1. Однако длительное прохождение тока более 30 сек по рамке при-

100