методичка ПБЭ
.pdfМИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
методические указания по выполнению курсовой работы для курсантов факультета инженеров пожарной безопасности и слушателей факультета заочного обучения
по специальности 330400 «Пожарная безопасность»
Екатеринбург
2006
Пожарная безопасность электроустановок: Методические указания по выполнению курсовой работы для курсантов факультета инженеров пожарной безопасности и слушателей факультета заочного обучения по специальности 330400 «Пожарная безопасность». – Екатеринбург: Уральский институт ГПС МЧС России, 2006. – 42 с.
Составители: И.Г. Сафронова, Б.П. Смирнов, С.В. Субачев.
В методических указаниях даны рекомендации и требования к выполнению курсовой работы по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок», целью выполнения которой является формирование у обучающихся знаний и умений, необходимых для решения вопросов, связанных с надзором за обеспечением пожарной безопасности электроустановок при их проектировании, монтаже и эксплуатации.
Выполнение курсовой работы позволяет приобрести навыки пользования нормативными документами, справочной литературой и стандартами при проверке соответствия запроектированного электрооборудования требованиям пожарной безопасности, проверочного расчета электрических сетей и молниезащиты, а также закрепить навыки составления документа по результатам экспертизы электротехнической части проекта.
Для курсантов факультета инженеров пожарной безопасности и слушателей факультета заочного обучения.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании Методического совета института
Протокол № 7 от 22 февраля 2006 г.
© УрИ ГПС МЧС РОССИИ, 2006 г.
2
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. |
4 |
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.................................................................................................. |
5 |
УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ГЛАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ |
|
Глава 1. ........................................................................................................................ 7 |
|
Глава 2. ...................................................................................................................... 10 |
|
Глава 3. ....................................................................................................................... |
14 |
Глава 4. ....................................................................................................................... |
24 |
Глава 5. ....................................................................................................................... |
25 |
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (КРОМЕ 1 ГЛАВЫ) ........... |
26 |
ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................................... |
41 |
3
ВВЕДЕНИЕ
Развитие экономики государства требует широкого внедрения в практику достижений электротехнической науки. Мы являемся свидетелями все более широкого применения электричества буквально во всех областях деятельности человека: в промышленности и в сельском хозяйстве, космонавтике и медицине, в сфере услуг.
Электрическая энергия остается самой доступной и удобной для передачи ее на большие расстояния без значительных потерь и преобразования в другие виды энергии.
Вместе с тем следует помнить, что использование электрической энергии связано с пожарной опасностью, с опасностью взрывов при эксплуатации электроустановок во взрывоопасных производствах.
Пожаро- и взрывобезопасность электроустановок достигается обязательным соблюдением требований нормативных документов по их проектированию, монтажу и эксплуатацию. Вместе с тем в последние годы количество пожаров от электроустановок увеличивается. Имеют место также пожары от разрядов молнии и статического электричества. Поэтому перед работниками пожарной охраны ставятся задачи качественного улучшения надзорных профилактических функций в области пожаро- и взрывобезопасного применения электроустановок.
Целью выполнения курсовой работы по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок» является формирование у обучающихся знаний, умений и навыков надзора за обеспечением пожарной безопасности электроустановок при их проектировании, монтаже и эксплуатации.
Рекомендации по устранению нарушений требований норм пожарной безопасности, выявленных пожарно-технической экспертизой, должны быть на уровне современных достижений науки и техники.
4
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Одной из основных задач пожарной охраны в области пожарной безопасности, согласно ст. 4 Федерального Закона «О пожарной безопасности» № 69-ФЗ от 21 декабря 1994 г., является организация предупреждения пожаров.
Государственный пожарный надзор − специальный вид государственной надзорной деятельности, осуществляемый должностными лицами органов управления и подразделений Государственной противопожарной службы в целях контроля за соблюдением требований пожарной безопасности и пресечения их нарушений.
Согласно Инструкции по организации и осуществлению государственного пожарного надзора в Российской Федерации одним из основных направлений осуществления государственного пожарного надзора является контроль за соблюдением требований пожарной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции зданий и сооружений, расширении и техническом переоснащении предприятий и организаций.
Рассмотрение проекта требует от специалиста пожарной охраны знаний многих нормативных документов (ГОСТ, СН, СНиП, ПУЭ, НПБ и др.).
Таким образом, контроль за соблюдением мер пожарной безопасности при проектировании − это первый (и необходимый!) этап в организации предупреждения пожаров.
Целью экспертизы проекта является выявить нарушения требований пожарной безопасности, допущенные в проекте, и предложить мероприятия по их устранению.
Курсовая работа является одним из видов самостоятельной учебной работы слушателей по освоению ими учебного материала по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок», а также формой контроля со стороны учебного заведения за этим процессом, контроля уровня соответствующих знаний и умений слушателей.
Курсовая работа по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок» состоит из 5 глав.
5
Содержание курсовой работы
Введение.
Глава 1. Характеристика технологического процесса и окружающей среды.
1.1.Краткое описание технологического процесса.
1.2.Определение физико-химических свойств вещества, обращающегося в производстве.
1.3.Определение и обоснование класса зоны по ПУЭ.
1.4.Определение категории и группы взрывоопасной смеси.
Глава 2. Расшифровка маркировки и проверка соответствия запроектированного электрооборудования классу зоны по ПУЭ.
2.1.Электродвигатели.
2.2.Электрические аппараты и приборы.
2.3.Электрические светильники.
2.4.Электропроводки и кабельные линии.
Глава 3. Проверочный расчет электрических сетей.
3.1. Силовая сеть (2 участок).
3.1.1.Тепловой расчет ответвления к двигателю с короткозамкнутым ротором.
3.1.2.Расчет силовой сети по потере напряжения.
3.1.3.Расчет силовой сети по условиям короткого замыкания.
3.2.Тепловой расчет осветительной сети (4 участок).
3.3.Проверка соответствия сечения кабеля (провода) магистральной линии осветительной сети рабочему току (3 участок).
3.4.Проверка соответствия сечения кабеля магистральной линии силовой сети рабочему току (1 участок).
Глава 4. Обоснование необходимости выполнения молниезащиты здания и ее проектное решение.
Глава 5. Заключение о соответствии запроектированного электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ. Список литературы.
Прежде чем приступить к решению конкретной задачи или раздела курсовой работы необходимо: изучить материал темы, ознакомиться с методическими указаниями, примерами решения задач, подобрать рекомендуемую учебную, справочную и нормативную литературу, просмотреть записи, сделанные на установочных занятиях.
Решение задачи должно быть последовательным, с описанием каждого этапа решения, со ссылками в необходимых случаях на соответствующие нормативные документы. В расчетных задачах необходимо указывать номера действий, их краткое описание, приводить формулы и подставляемые в них известные величины, единицы измерения физических величин, получаемых в ответе.
6
УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ГЛАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Глава 1. Характеристика технологического процесса и окружающей среды
Многие предприятия химической, газовой, нефтяной и других отраслей промышленности связаны с использованием в технологических процессах различных горючих веществ: жидких (бензин, дизельное топливо, масло, спирт), газообразных (аммиак, водород, ацетилен, пропан, метан), твердых (уголь, сера, фосфор). Часто технологический процесс производства протекает при высоких температурах и давлении. Таким образом, различные технологические процессы производства, а также режимы работы технологического оборудования, установленные внутри и вне зданий, создают условия пожаровзрывоопасности в производственных помещениях и наружных установках.
Вданной главе необходимо кратко рассмотреть и описать технологический процесс с учетом данных своего варианта и свойств веществ, применяемых в производстве.
Физико-химические свойства вещества, обращающегося в помещении или
унаружной установки, являются определяющими при выборе и обосновании класса зоны. Данные свойства определяются из справочника «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» [7].
Горючие газы и пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, смешиваясь с воздухом, кислородом или другими окислителями, при определенной температуре и концентрации могут образовывать горючие смеси. Критериями сравнительной оценки степени их пожаро- и взрывоопасности являются температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения, концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения).
В7.3.2–7.3.25 [4] даны определения взрыва, вспышки, температуры вспышки и самовоспламенения, ЛВЖ, ГЖ, ГГ, взрывоопасной смеси, НКПВ, взрывоопасной зоны, взрывозащищенного электрооборудования, БЭМЗ и др.
Согласно п. 33 [3] для всех производственных и складских помещений должна быть определена категория взрывопожарной и пожарной опасности, а
также класс зоны по |
правилам |
устройства электроустановок, которые |
надлежит обозначать на |
дверях помещений. |
|
Вданном разделе работы вам необходимо определить и обосновать правильность решения вопроса, к зоне какого класса относится заданное по варианту здание (помещение) или наружная установка. От класса взрывоопасной и пожароопасной зоны зависят требования к электроустановкам, необходимость выполнения молниезащиты, а также средства и меры защиты производств от разрядов статического электричества.
Внастоящее время нормативная и аналитическая оценка класса взрывоопасной и пожароопасной зоны производится по гл. 7.3, 7.4 [4].
Пожароопасная зона – пространство внутри и вне помещений, в пределах
7
которого образуются (постоянно или периодически) горючие (сгораемые) вещества.
Пожароопасные зоны подразделяются на четыре класса: П-I, П-II, П-IIа и П-III. Определение пожароопасной зоны и классификация пожароопасных зон приведены в 7.4.2–7.4.10 [4].
Определение границ и класса пожароопасных зон должно производиться технологами совместно с электриками проектной или эксплуатационной организации.
Взрывоопасная зона – пространство внутри и вне помещений, в пределах которого образуется (или могут образоваться) взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны подразделяются на шесть классов: В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа.
Классификация взрывоопасных зон приведена в 7.3.40–7.3.46 [4], см. также 7.3.39, 7.3.47–7.3.53 [4]. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатационной организации.
Среды взрывоопасных зон одного и того же класса могут различаться и по температуре самовоспламенения, и по свойству передавать (при определенных условиях) взрыв из оболочки электрооборудования в окружающую среду, и по другим свойствам. В настоящее время в различных отраслях промышленности количество взрывоопасных веществ (горючих газов, паров и пыли) стало резко возрастать. Разрабатывать и изготавливать взрывозащищенное электрооборудование применительно к каждому из таких веществ невозможно, а с другой стороны, экономически нецелесообразно использовать во всех случаях дорогостоящее взрывозащищенное электрооборудование, рассчитанное на применение в наиболее тяжелых условиях. Все это обусловило необходимость группировки взрывоопасных смесей по классам. Объединение газо- и паровоздушных смесей в классы с общими взрывоопасными свойствами позволяет выделить представительскую смесь, характерную для данного класса смесей. Испытанное на этой смеси взрывозащищенное электрооборудование будет считаться безопасным и пригодным для использования в среде с любой смесью, относящейся к данному классу. Это дает возможность максимально унифицировать конструкцию взрывозащищенного электрооборудования, сделать общими принципы его маркировки.
Все взрывоопасные смеси газов и паров ЛВЖ с воздухом принято разделять на группы и категории.
Классификация взрывоопасных смесей горючих газов и паров ЛВЖ с воздухом по категориям и группам предназначена для получения исходных данных, необходимых при выборе взрывозащищенного электрооборудования согласно ГОСТ 12.2.020–76 приведены в 7.3.30-7.3.36, табл. 7.3.3 [4].
В основу классификации взрывоопасных смесей по категориям положено их свойство передавать (при определенных условиях) взрыв из экспериментальной оболочки в окружающую среду через критические зазоры между плоскими фланцами. В зависимости от величины критического зазора устанавливается категория взрывоопасной смеси. В настоящее время
8
взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ подразделяются на категории (табл. 7.3.1 [4]) в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ). БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации горючего в воздухе. Приведенные в табл. 7.3.1 [4] величины зазоров служат только для установления категории взрывоопасной смеси и не являются основанием для контроля зазоров взрывонепроницаемого оборудования в условиях эксплуатации. Опасность смесей промышленных газов и паров повышается от IIА к IIС.
В основу классификации взрывоопасных смесей по группам положена температура самовоспламенения смеси. Взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ подразделяются на группы (табл. 7.3.2 [4]) в зависимости от величины температуры самовоспламенения. Чем ниже эта температура, тем вероятнее воспламенение смеси при всех прочих равных условиях по сравнению со смесью, у которой температура самовоспламенения выше. Опасность смеси повышается от Т1 к Т6.
Распределение взрывоопасных смесей горючих газов и паров ЛВЖ с воздухом по категориям и группам приведено в табл. 7.3.3 [4]. Категории и группы взрывоопасных смесей газов и паров ЛВЖ с воздухом, не включенных в вышеуказанную таблицу, определяются испытательными организациями в соответствии с их перечнем по ГОСТ 12.2.021-76.
Классификация смесей по категориям и группам по ранее действовавшим правилам (ПИВЭ, ПИВРЭ) приведена в приложении 1 к главе 7.3 [4] (табл. П 1.1 – П 1.3). Опасность смесей возрастает по категориям от 1 к 4 (ПИВЭ, ПИВРЭ), по группам от Т1 к Т5 (ПИВРЭ) и от А к Д (ПИВЭ).
НКПВ некоторых взрывоопасных пылей, а также их температуры тления, воспламенения и самовоспламенения приведены в табл. 7.3.4 [4].
На практике в технологических процессах производств обычно несколько взрывоопасных смесей, отличающихся категорией и группой. В таких случаях категорию и группу устанавливают по наиболее опасной смеси. Категорию и группу взрывоопасных смесей необходимо указать в пояснительной записке к проекту и на плане расположения силового и осветительного электрооборудования. Знать категорию и группу взрывоопасной смеси нужно для того, чтобы квалифицированно решить вопрос, соответствует ли запроектированное взрывоопасное электрооборудование тем нормам, которые необходимо соблюсти, чтобы предотвратить пожар и взрыв на данном производстве.
Порядок выполнения:
1)описать технологический процесс;
2)определить физико-химические свойства вещества, обращающегося в производстве;
3)определить и обосновать класс зоны по ПУЭ;
4)определить категорию и группу взрывоопасной смеси.
9
Глава 2. Расшифровка маркировки и проверка соответствия запроектированного электрооборудования классу зоны по ПУЭ
Вданной главе необходимо установить соответствует ли запроектированное электрооборудование условиям окружающей среды. В ходе проверок, проводимых в рамках мероприятий по контролю за соблюдением требований пожарной безопасности на объектах надзора, при выборочных проверках разрабатываемой проектными организациями проектной и проектносметной документации в части ее соответствия требования пожарной безопасности в отношении электрооборудования в первую очередь решается вопрос о соответствии его по исполнению окружающей среде, классу помещения, пожароопасной или взрывоопасной зоны. Несоответствие может привести к воспламенению окружающей пожаро- и взрывоопасной среды от тех пожароопасных явлений, которые могут происходить в электроустановках (электрические искры и дуги, высокая температура отдельных частей, вызванные короткими замыканиями, перегрузками, большими переходными сопротивлениями и т.д.).
Чтобы такую опасность исключить, необходимо: классифицировать среду, окружающую электроустановки, классифицировать по исполнению электроустановки, выбирать электроустановки в соответствии с условиями окружающей среды, руководствуясь нормативным документом – ПУЭ [4].
Недооценка пожарной опасности окружающей среды, электроустановок, так же как и излишняя перестраховка недопустимы. В первом случае это приводит к понижению надежности и безопасности электроустановок, во втором – к неоправданному увеличению расходов на монтаж и эксплуатацию электроустановок.
Для обеспечения квалифицированных решений по оценке пожарной и взрывной опасности помещений (зон), по проектированию и внедрению электроустановок, эта работа (согласно нормам) возложена на электриков и технологов проектных организаций. Но зачастую эти вопросы решаются без достаточных обоснований. И этому есть свои причины, о которых необходимо помнить работникам ГПН: отсутствие или недостоверная информация о выпускаемом электрооборудовании, его исполнении; противоречивость справочных данных; нарушение заводами-изготовителями действующих стандартов по маркировке исполнения электрооборудования, приведение неверных (т.е. противоречащих нормам) рекомендаций по применению электрооборудования в тех или иных условиях окружающей среды.
Во взрывозащищенном электрооборудовании предусматриваются конструктивные меры по устранению или затруднению возможностей воспламенения окружающей взрывоопасной среды.
Выбор и установка электрооборудования (машин, аппаратов, устройств) и сетей для пожароопасных зон выполняются в соответствии с главой 7.4 [4] на основе классификации горючих материалов (жидкостей, пылей и волокон).
Впожароопасных зонах могут применяться электрические машины, аппараты, приборы, шкафы, светильники, имеющие степень защиты оболочки
10