_методички / БЖД / Методические-8.31

Т а б л и ц а 5

Исходные данные к расчету заземляющего устройства

		Сопро-	Кли-				Отношение
				Наимено-		Материал	расстояния
Номер		тивле-	мати-					Расположение
	Вид электроустановки и			вание		заземлителей,	между за-
вари-	режим нейтрали	ние Rн,	ческая	грунта	их характеристики		землителями	заземлителей
анта		Ом, не	зона				к их длине
		более
							а/ℓ
1	До 1000 В с зазем-	4	2	Суглинок	Уголковая сталь		2	В ряд
	ленной нейтралью				50	× 50 мм; ℓ = 2,5 м
2	Более 1000 В с зазем-	2,5	1	Глина	Труба диаметром		3	По контуру
	ленной нейтралью				40	мм; ℓ = 2,5 м
3	До 1000 В с изолиро-	10	3	Супесок	Уголковая сталь		3	В ряд
	ванной нейтралью				60	× 60 мм; ℓ = 3,0 м
4	До 1000 В с зазем-	4	2	Каменис-	Уголковая сталь		2	В ряд
	ленной нейтралью			тая глина	45	× 45 мм; ℓ = 2,5 м
5	Более 1000 В с зазем-	8	4	Торф	Труба диаметром		1	По контуру
	ленной нейтралью				50	мм; ℓ = 3,0 м
6	До 1000 В с изолиро-	4	3	Песок	Уголковая сталь		3	По контуру
	ванной нейтралью				55	× 55 мм; ℓ = 2,5 м
7	Более 1000 В с зазем-	10	2	Садовая	Труба диаметром		2	По контуру
	ленной нейтралью			земля	38	мм; ℓ = 2,5 м
8	До 1000 В с изолиро-	4	1	Песок	Уголковая сталь		3	В ряд
	ванной нейтралью				40	× 40 мм; ℓ = 2,5 м
9	Более 110 кВ	0,5	3	Глина	Труба диаметром		2	В ряд
					60	мм; ℓ = 3,0 м
0	До 1000 В с зазем-	8	4	Песок	Уголковая сталь		2	По контуру
	ленной нейтралью				50	× 50 мм; ℓ = 2,5 м

где ℓ –	длина вертикального электрода-заземлителя, м;
d –	диаметр заземлителя, м. При использовании в качестве электродов угол-
ковой стали ее эквивалентный диаметр dуг = 0,95Вуг, где Вуг –		ширина полки
уголка, м;
t –	глубина заложения заземлителя, равная расстоянию от поверхности зем-
ли до середины заземлителя, м,
	t = t ï + L 2 ,	(13)
где tп = 0,7 – 0,8 м – глубина заложения полосы.

п	п
B	t
t
ℓ/2	d
	ℓ
a	a
Рис. 1. Схема одиночного вертикального заземлителя

Полученное значение R0 сравнить с наибольшим допустимым Rн: при R0 ≤ Rн, что случается крайне редко, принимают заземлитель из двух электродов и расчет заканчивают; при R0 > Rн определяют число вертикальных заземлителей.

3) Приняв схему расположения заземлителей в ряд или по замкнутому контуру, определить вначале приближенное число заземлителей

	N	ïð	=	R 0	,	(14)
				R í

затем уточнить количество заземлителей с учетом коэффициента использования (экранирования):

	N ут =	R	0	,	(15)
		R н	ηз

21

где ηз – коэффициент использования вертикальных заземлителей (без учета влияния соединительной полосы), при помощи которого учитывается явление взаимного экранирования электрических полей отдельных электродов.

Взаимное мешающее действие растеканию тока замыкания, стекающего с вертикальных заземлителей, приводит к увеличению сопротивления растеканию группового заземления в целом.

Значения коэффициента использования вертикальных заземлителей ηз приведены в методических указаниях [17, прил. 4], они зависят от схемы расположения заземлителей (в ряд или по контуру), отношения расстояния а между отдельными заземлителями к их длине L и от приблизительного числа заземлителей Nпр. Расстояние между заземлителями, расположенными в ряд, чаще всего принимают равным (1 – 2) L , а при расположении по контуру это расстояние, как правило, увеличивается до 3 L . Не указанные в работе [17, прил. 4] значения ηз находят методом интерполяции.

4) Определить длину соединительной полосы (горизонтального направления) Lп в зависимости от ранее принятого отношения aL по формулам:

при расположении заземлителей в ряд –

Lп = 1,05 (Nут – 1) а;

(16)

при расположении заземлителей по контуру –

Lп = 1,05 Nут а.

(17)

5) Рассчитать сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы R′п (без учета экранирования между полосой и заземлителями), Ом:

R ′

=

0,366ρ(ðàñ÷ï )

Lg

2L

ï

,

(18)

ï

L ï

Bï

t ï

где ρ(ï )

– расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м; с учетом коэффи-

ðàñ÷

циента сезонности Кп для горизонтального заземлителя [17, прил. 3]

ρ(ï )

= ê ρ

èçì

;

(19)

ðàñ÷

ï

22

Вп – ширина соединительной полосы, м, при использовании в качестве горизонтального заземлителя стали круглого сечения Вп = 2d;

tп = 0,7 – 0,8 м – глубина заложения полосы в грунт (см. рис. 1).

6) Определить сопротивление растеканию тока (с учетом коэффициента использования соединительной полосы) по уравнению, Ом:

R	п	=	R′п	,	(20)
			η
			п

где ηп – коэффициент использования соединительной полосы в ряду или контуре заземлителей, учитывающий экранирование между полосой и заземлителями; зависит от отношения aL , схемы расположения заземлителей и их числа

Nут [17, прил. 4]).

7) Вычислить результирующее сопротивление растеканию группового искусственного заземлителя как сопротивление двух параллельных элементов (электродов-заземлителей и соединительной полосы), Ом:

		R ãð	=	R′ç R ï		,	(21)
				R′ç	+ R ï
где R′ç = R 0	/(N óò ηóò	) – сопротивление растеканию вертикальных заземлений
при итоговых значениях N ут и Nпр, Ом;
Nут –	число	вертикальных	заземлителей, окончательно				принятое в
расчете;

ηут – коэффициент использования заземлителей (без учета влияния соединительной полосы), соответствующий Nут , определяется по данным работы

[17, прил. 4).

8)Сравнить вычисленное по формуле (21) значение Rгр с допустимым значением сопротивления искусственных заземлителей Rн при отсутствии естественных заземлителей. Если будет обнаружено, что Rгр > Rн , то следует проверить правильность вычислений. В случае, если Rгр << Rн , необходимо выполнить корректировку расчета путем уменьшения числа заземлителей Nут.

9)Сделать вывод о соответствии расчетного значения сопротивления защитного заземления требованиям электробезопасности.

23

З а д а ч а 4

Рассчитать расход воды в хозяйственно-противопожарном водопроводе для тушения пожара в связи с реконструкцией завода (депо) и рабочего поселка.

Исходные данные для расчета принять по варианту, номер которого соответствует последней цифре суммы цифр учебного шифра (табл. 6).

Т а б л и ц а 6

		Исходные данные для задачи 4
Параметр						Вариант
для расчета		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Объем здания ши-
риной до 60 м, тыс. м2		5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Категория	цехов по
пожарной опасности		Б	В	Г	Д	Б	В	Г	Д	Б	В
Степень	огнестой-
кости зданий		I	II	III	IV	I	II	III	IV	I	II
Производительность
пожарной струи, л/с		2,2	3,0	2,5	3,0	2,5	3,0	2,5	3,0	2,5	3,0
Количество жителей
в рабочем	поселке,
тыс. чел.		5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Количество этажей		2	3	4	1	2	3	4	1	2	3

Указания к решению задачи 4

1) Установить возможное количество пожаров и время тушения пожаров по данным работы [59].

2)Площадь территории завода (депо) принять равной 150 га.

3)Определить расход воды на тушение пожара по формуле, л:

В = Вн + Ввн ,

(22)

24

где Вн – расход воды на наружное пожаротушение здания, л;

Вн = n bп t,

(23)

где n – расчетное число пожаров,

bп – удельный расход воды на один пожар, л/с [59], зависит от степени огнестойкости здания, этажности, категории производства по пожарной опасности;

t – расчетное время тушения пожара, t = 3 ч = 10800 с;

Ввн – расход воды на внутреннее пожаротушение здания, л,

Bвн = c bc t ,

(24)

где с = 2 – число струй для тушения пожара (для железнодорожных объектов); bc – удельный расход воды на одну струю, л/с [63].

По значению В определить неприкосновенный противопожарный запас воды, срок его восстановления – 24 ч.

4)Привести схему пожарного водопровода низкого (высокого) давления

срасстановкой гидрантов.

З а д а ч а 5

Выполнить расчет общего искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока в цехе депо (помещение 1-й группы).

Расчет электрического искусственного освещения сводится к определению количества и мощности ламп, потребных для создания необходимой наименьшей освещенности рабочей поверхности.

Исходные данные для расчета принять по варианту, номер которого соответствует последней цифре суммы цифр учебного шифра (табл. 7).

25

Т а б л и ц а 7

Исходные данные для задачи 5

Параметр					Вариант
для расчета	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Размеры цеха, м:
длина	11	13	15	17	19	21	19	17	15	13
ширина	7	6	5	4	5	6	7	8	9	10
высота	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	4,5	4,0	3,5	3,0	3,5
Коэффициент
отражения, % :
стен	10	30	30	30	30	50	30	30	10	50
потолка	70	50	70	70	50	70	50	70	50	30
Разряд зрительной	IV	III	III	IV	V	V	IV	III	IV	III
работы

Указания к решению задачи 5

1)Тип светильника и высоту подвеса от потолка принять самостоятельно. Технические данные различных светильников для ламп накаливания приведены

всправочной книге Кнорринга Г. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», (Л.: Энергия, 1978) на рис. 3.3, в табл. 3.4, для ламп ДРЛ – на рис. 3.6, в табл. 3.7, для люминесцентных – на рис. 3.7, в табл. 3.9.

Напряжение осветительной сети – 220 В.

2)Согласно исходным данным принять:

а) расчетную схему освещения производственного помещения – по данным работы [14];

б) норму освещенности рабочей поверхности (на высоте 0,8 м от пола) – по данным методических указаний [14, табл. П.2] (контраст объекта с фоном и фон выбрать самостоятельно);

в) коэффициент запаса Кз – по данным работы [14, табл. П.4].

3) Рассчитать расчетную высоту подвеса светильника исходя из высоты помещения, свеса светильника и высоты рабочей поверхности (рис. 2, а) по формуле:

hp = H – h c – h p.п ,

(25)

26

где Н – высота помещения, м; hc – свес светильника, м;

hр.п – высота рабочей поверхности от поверхности пола, м.

а

б

Рис. 2. Расчетные схемы освещения производственного помещения

4)Определить по выбранному типу светильника рекомендуемое значение

λ– отношение расстояния между светильниками Lсв к расчетной высоте их подвеса над рабочей поверхностью hp [14, табл. П.3], затем рассчитать расстояние между светильниками по уравнению, м:

Lсв = λ hp.

(26)

Расстояние L1 от стены до первого ряда светильников при наличии рабочих мест у стен (см. рис. 2, а) определить по формуле:

L1 = (0,2 – 0,3) L св,

(27)

27

при отсутствии рабочих мест (рис. 2, б) –
L1 = (0,4 – 0,5) L св.	(28)
Расстановку рабочих мест в помещении выбрать самостоятельно. Рассто-
яние между крайними рядами светильников по ширине Lш	и по длине Lд по-
мещения рассчитать по формулам, м:
Lш = в – 2 L1;	(29)
Lд = а – 2 L1 (30).	(30)

5) Определить число светильников, устанавливаемых в заданном помещении. Общее количество рядов светильников по ширине nш и по длине nд помещения рассчитать по уравнениям:

nш = Lш / Lсв + 1;	(31)
nд = Lд / Lсв + 1.	(32)

Общее число светильников

nобщ = nш nд .

(33)

При отсутствии рабочих мест у стен помещения число светильников вычислить по формуле:

nобщ = S / Lсв2,

(34)

где S – освещаемая площадь помещения, м.

6) Определить расчетный (потребный) световой поток одной лампы:

Фл = Еmin S K Z / (nобщ η),

(35)

где Еmin – минимальная нормируемая освещенность на рабочих поверхностях, лк (принимается по данным работы [14, табл. П.2]);

S – освещаемая площадь помещения, м;

28

К– коэффициент запаса, учитывающий загрязнение ламп и светильников

взависимости от характеристики выполняемых работ, выбирается по табл. 4.9 из справочной книги Кнорринга Г. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», (Л.: Энергия, 1978);

Z – отношение средней освещенности к минимальной, при освещении лампами накаливания Z = 1,15, газоразрядными – 1,1;

nобщ – число светильников;

η– коэффициент использования светового потока (в долях единицы), т. е. отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному световому потоку всех ламп.

Коэффициент η зависит от характеристики светильника, размеров помещения, окраски потолка, поэтому для его определения необходимо знать коэффициенты отражения потолка ρп, стен ρст, рабочей поверхности ρр.п и индекс помещения i.

Коэффициенты ρп, ρст, ρр.п зависят от характеристики помещения (указывается в задании или определяется по табл. 5.1, с. 126, справочной книги Кнорринга Г. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения»).

Индекс помещения

i = ав / (hр (а + в)),

(36)

где а и в – длина и ширина помещения, м;

hр – расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м. По типу светильника, индексу помещения и коэффициентам отражения ρп,

ρст, ρр.п определяется коэффициент использования светового потока η по справочной книге Кнорринга Г. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», Л.: Энергия, 1978,: для ламп накаливания – на с. 128 – 133, для ламп ДЛР – на с. 134, 135, для люминесцентных – на с. 136 – 143.

В формуле (35) для определения расчетного светового потока одной лампы Фл необходимо учитывать число ламп, находящихся в светильнике.

7) По напряжению на лампе Uл и световому потоку одной лампы Фл выбрать по справочной книге Кнорринга Г. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения» стандартную лампу необходи-

29