МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Розрахункова робота
з курсу “Охорона праці в галузі ”
Львів – 2010
Мета роботи: вивчення методики розрахунку і вимірювання опору розтікання струму в землі та заземлюючих пристроїв.
Індивідуальне завдання
Варіант № 12
Теоретична частина:
1) Категорії приміщень по вибухопожежній і пожежній небезпеці згідно ОНТП 24-86.
2) Ергономічні вимоги до моніторів. Екранне покриття та органи управління монітором.
Теоретична частина
Категорії приміщень по вибухопожежній і пожежній небезпеці згідно ОНТП 24-86.
Пожежа - неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, яке призводить до матеріальної шкоди.
Пожежна безпека – стан об’єкта, при якому з регламентованою ймовірністю виключається можливість виникнення та розвиток пожежі і впливу на людей її небезпечних факторів, а також забезпечується захист матеріальних цінностей.
Причинами пожеж та вибухів на підприємстві є порушення правил і норм пожежної безпеки, невиконання Закону “Про пожежну безпеку”.
Небезпечними факторами пожежі і вибуху, які можуть призвести до травми, отруєння, загибелі або матеріальних збитків є відкритий вогонь, іскри, підвищена температура, токсичні продукти горіння, дим, низький вміст кисню, обвалення будинків і споруд.
За стан пожежної безпеки на підприємстві відповідають її керівники, начальники цехів, майстри та інші керівники.
Горіння та пожежонебезпечні властивості речовин і матеріалів
Горіння – це процес окислення який супроводжується інтенсивним виділенням тепла і променевої енергії.
Горіння виникає коли є горюча речовина ,окислювач та джерело запалювання. Окислювачами можуть бути кисень повітря, бертолєтова сіль,пероксид натрію, азотна кислота,хлор, фтор, бром, окисли азоту, тощо .
Горіння може бути повним і неповним. Повне – при достатній або надлишковій кількості окислювача і при такому горінні виділяються натоксичні речовини.
Неповне – відбувається при недостатній кількості окислювача. При неповному горінні утворюються продукти неповного згорання,серед яких є токсичні речовини (чадний газ,водень).
При горінні однорідних горючих сумішей виникає кінетичне горіння, швидкість поширення якого залежить від швидкості передавання теплової енергії в суміші і може досягати сотень метрів на секунду і супроводжується вибухом.
Вибух – швидке перетворення речовин (вибухове горіння), яке супроводжується виділенням енергії і утворенням ударної хвилі. Ударна хвиля поширюється перед фронтом полум’я із швидкістю звуку 330 м/с.
Пожежо-вибухонебезпечність виробництв визначається агрегатним станом речовин та матеріалів та їх показниками пожежо-вибухонебезпечності. Показники пожежо-вибухонебезпечності: група спалимості, температура займання, температура спалаху, температура самозаймання, нижня та верхня концентраційні межі запалення, умови теплового самозаймання та ін.
Спалимість – це здатність речовини або матеріалу до горіння. Займання – це початок горіння під дією джерела запалювання. За спалимістю речовини і матеріали поділяються на три групи:
Спалимі - речовини і матеріали здатні самозайматися, або займатися від джерел запалювання і самостійно горіти або тліти після його віддалення. До них відносяться всі органічні речовини.
Неспалимі – речовини і матеріали, які не здатні до горіння у повітрі, від джерел запалювання не займаються, не тліють і не обвуглюються. Це неорганічні матеріали, метали та ін.
Важкоспалимі – речовини і матеріали, які горять від джерела запалювання, але не здатні горіти після його видалення. Це матеріали, які містять спалимі та неспалимі складові.
Температура займання – це найнижча температура речовини, при якій вона виділяє пари з такою швидкістю, що після займання їх від джерела запалювання виникає стійке горіння.
Температура спалаху – це найнижча (в умовах спеціального дослідження) температура речовини , при якій над її поверхнею утворюються пари, які здатні спалахнути у повітрі від джерела запалювання, але швидкість утворення парів недостатня для подальшого горіння.
Спалимі рідини більш пожежонебезпечні , ніж тверді матеріали і речовини , тому що вони легко займаються , інтенсивніше горять та утворюють з повітрям вибухо- та пожежонебезпечні суміші і характеризуються температурою спалаху, нижньою і верхньою межею поширення полум’я нижньою і верхньою межею поширення полум’я.
За температурою спалаху розрізняють рідини:
Легкозаймисті (ЛЗР) – це рідини з температурою спалаху до 61(С (в закритому тиглі) або до 66 (С (у відкритому тиглі).
Спалимі рідини (СР) – це рідини з температурою спалаху понад 61(С (в закритому тиглі) або понад 66 (С (у відкритому тиглі).
Ступінь пожежовибухонебезпечності спалимих газів визначається також концентраційними межами поширення полум’я.
Нижня концентраційна межа поширення полум’я – це мінімальний вміст палива в середовищі , при якому можливе поширення полум’я по суміші на будь - яку відстань від джерела запалення.
Верхня концентраційна межа поширення полум’я визначається максимальним вмістом палива в середовищі, вище якого суміш стає нездатною до поширення полум’я.
Всередині цих меж суміш спалима, а поза ними суміш не горить.
Протипожежні вимоги до будинків і споруд
Виходячи з властивостей речовин і матеріалів, умов їх застосування і обробки і у відповідності із ОНТП 24-86 “Визначення категорій приміщень і будівель по вибухопожежній і пожежній небезпеці” приміщення по вибухопожежній і пожежній небезпеці діляться на п’ять категорій – А, Б, В, Г, Д.
До категорії А належать приміщення, де перебувають спалимі та легкозаймисті рідини з температурою спалаху, що не перевищує 28(С, а також речовини і матеріали здатні вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем або одне з одним; при утворенні вибухонебезпечних сумішей розвивається розрахунковий надлишковий тиск вибуху 5 кПа.
До категорії Б належать приміщення, в яких є пил та волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху понад 28(С та спалимі рідини в такій кількості, що можуть утворюватися вибухонебезпечні пилоповітряні та пароповітряні суміші, при займанні яких розвивається розрахунковий надлишковий тиск вибуху 5 кПа.
До категорії В належать приміщення, де перебувають спалимі та важкоспалимі рідини, тверді спалимі та важкоспалимі речовини та матеріали (в тому числі пил та волокна), а також речовини і матеріалиякі здатні при взаємодії з водою, киснем повітря та одне з одним тільки горіти (за умови, що ці приміщення не відносяться до категорії А чи Б).
До категорії Г належать приміщення, в яких є неспалимі речовини та матеріали в гарячому, розпеченому або розплавленому стані, а також спалимі гази, рідини та тверді речовини, які спалюються або утилізуються як паливо; процес їх обробки супроводжується виділенням променевої теплоти, іскор та полум’я.
До категорії Д належать приміщення, в яких є неспалимі речовини та матеріали у холодному стані.
На розвиток пожежі у приміщеннях та спорудах значно впливає здатність окремих будівельних елементів чинити опір впливу тепла, тобто їх вогнестійкість.
Вогнестійкість – здатність будівельних конструкцій чинити опір дії високої температури, утворенню наскрізних тріщин та поширенню вогню в умовах пожежі і виконувати при цьому свої звичайні експлуатаційні функції. Вогнестійкість конструкцій будівель характеризується межею вогнестійкості.
Межа вогнестійкості – це час, на протязі якого конструкція може витримати дію вогню, а потім вже починається деформація.
Всі будівлі і споруди за ступенем вогнестійкості за СНиП 2.01.02-85 поділяють на 5 ступеней.
Будинок може належати до того або іншого ступеня вогнестійкості, якщо значення меж вогнестійкості і меж поширення вогню усіх конструкцій не перевищує значень вимог СНиП 2.01.02-85.
Пожежонебезпечні і вибухонебезпечні зони
Згідно ПУЕ, приміщення (цехи, дільниці та інш.) поділяються на пожежонебезпечні (П-1, П-іі, П-Ііа, П-ІІІ) і вибухонебезпечні (В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-ІІ, В-Ііа) зони.
Пожежонебезпечна зона – це простір, де можуть знаходитися спалимі речовини, як при нормальному технологічному процесі, так і можливих його порушеннях.
Вибухонебезпечна зона – це простір, в якому є або можуть з’явитися вибухонебезпечні суміші.
За ступенем пожежної небезпеки пожежонебезпечні приміщення поділяються на наступні класи:
П-І – приміщення, в яких використовуються або зберігаються тверді спалимі рідини з температурою спалаху парів вище, ніж 61 градус цельсія (склади мінеральних масел, насосні станції спалимих рідин).
П-ІІ – приміщення, в яких виділяється спалимий пил або волонка з нижньою концентраційною межею займання більш, ніж 65 г/м3 до об’єму повітря, які не можуть утворювати вибухонебезпечні суміші (деревообробні цехи, малозапилені цехи, млини).
П-ІІа – приміщення, в яких утворюються тверді спалимі матеріали без виділення пилу і волокон (склади паперу, цехи зберігання меблів).
П-ІІІ – зовнішні установки, в яких використовуються спалимі рідини з температурою спалаху, більшою ніж 61 градус цельсія або тверді спалимі речовини
Згідно ПУЕ вибухонебезпечні установки і приміщення поділяються на такі класи:
По газу – В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг
По пилу – В-ІІ, В-Ііа
В-І – приміщення, в яких виділяються спалимі гази або пари легкозаймистих речовин в такій кількості і мають такі властивості, що можуть утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші при нормальних умовах роботи (постійно є вибухонебезпечна концентрація – завантаження-розвантаження технологічних апаратів, зберігання або переливання легкозаймистих речовин).
В-Іа та В-Ііа – приміщення, в яких вибухонебезпечні суміші утворюються в результаті аварії або несправності апаратів, установок, а в нормальних умовах роботи технологічного обладнання вибухонебезпечні суміші не утворюються.
В-Іб – приміщення характеризуються такими ж показниками, як і в В-Іа, але мають наступні особливості:
Спалимі гази мають високу нижню межу вибуховості (15% і більше і різкий запах при гранично допустимих концентраціях);
Може мати місце локальна вибухонебезпечна концентрація;
Спалимі гази легкозаймистих речовин знаходяться в таких кількостях, які в приміщенні не створюють загальної вибухонебезпечної концентрації, робота з ними проводиться без використання відкритого вогню. Ці приміщення відносяться до невибухонебезпечних за умови, що робота виконується в витяжних шафах або під витяжною парасолею).
В-Іг – зовніші установки, в яких містяться вибухонебезпечні пари, гази і легкозаймисті речовини (сховища легкозаймистих речовин).
В-ІІ – приміщення, в яких виділяється пил, який переходить в завислий стан, що здатний утворювати з повітрям і іншими окислювачами вибухові системи при нормальних нетривалих режимах роботи технологічних апаратів та обладнання.
Згідно з ПУЕ в пожежонебезпечних зонах використовуються електрообладнання закритого типу,
В вибухонебезпечних зонах і зовнішніх установках необхідно використовувати вибухозахищене електрообладнання, виготовлене згідно з ГОСТ 12.2.020-76 «Електрообладнання вибухозахищене”.
2) Ергономічні вимоги до моніторів. Екранне покриття та органи управління монітором.
Монітор - дуже важлива частина комп'ютерної системи. Саме від нього залежить комфорт, зручність і продуктивність роботи за комп'ютером, разом з тим робота за «поганим» монітором може негативно позначитися на здоров‘ї.
Директива ЕС 90/270 ЕЕС в розділі «Мінімальні вимоги з охорони праці» жорстко регламентує безпечні умови роботи і вимоги по захисту здоров'я осіб, що працюють з комп'ютерами, висуваючи такі п'ять вимог до роботи з монітором:
символи на екрані мають бути чіткими і добре розрізнятися;
зображення повинно бути позбавлене блимання;
яскравість та/або контрастність повинні легко регулюватися;
екрани мають бути вільними від відблисків і відбиття;
випромінювання повинні бути знижені до надзвичайно малих рівнів.
Технічні характеристики моніторів (розмір екрана, роздільна здатність, зернистість зображення, значення частот вертикальної та горизонтальної розгорток, смуга пропускання відеосигналу, можливості регулювання, мікропроцесорне управління, динамічне фокусування, наявність інварової маски та розмагнічування, антивідблискове покриття, захист від електростатичних та електромагнітних полів, система управління енергоспоживанням), якщо на них не звертають уваги при виборі монітора або неправильно його встановлюють, можуть негативно вплинути на зір та на здоров'я загалом.
Головним елементом будь-якого монітора є електронно-променева трубка (ЕПТ). Принцип її дії такий. Електронний промінь, що генерується електронною гарматою (катодом), потрапляє на екран, укритий люмінофором, і викликає його світіння. Модулятор регулює інтенсивність променя, отже, і яскравість світіння люмінофора. Відхиляюча система здійснює сканування променя по поверхні екрана, тобто його рух по зигзагоподібній траєкторії від лівого верхнього кута екрана до нижнього правого і повернення у вихідну позицію спеціальним сигналом зворотного ходу. У процесі сканування промінь послідовно збуджує дискретні точки люмінофора, які називаються пікселями (pixel – picture element), і утворює близько розташовані рядки розгортки. У кольоровому моніторі є три електронні гармати з окремими схемами керування, а на поверхню екрана нанесені люмінофорні елементи трьох типів, що дають люмінесценцію червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blue) спектральних діапазонів. Кожний електронний промінь збуджує люмінофор «свого» кольору.
У ЕПТ застосовуються переважно два види люмінофорних елементів - круглої форми з дельтоподібною тріадою і у вигляді смуг.
Для того щоб «червоний» промінь точно потрапляв на червоний люмінофор, не зачіпаючи сусідні точки зеленого або синього люмінофорів і не підсвічуючи їх, цей промінь спочатку скеровується на тонкий лист перфорованого матеріалу (тіньову, щілинну маску або апертурну ґратку - залежно від конструкції монітора), розташований на близькій відстані перед люмінофором.
Апертурна ґратка використовується в ЕОТ із люмінофорними смугастими елементами і являє собою сітку із натягнутих з малим кроком тонких дротів. Вона застосовується компаніями Sony, Mitsubishi, Radius, Nokia, Nanao, СТХ у моніторах високого класу, сконструйованих на основі ЕПТ Trinitron, Diamondtron або PanaFlat.
Тіньова маска - це суцільний металевий лист з круглими отворами. Як матеріал маски використовується, як правило, інвар-залізо-нікелевий сплав, що має малий коефіцієнт теплового розширення. Тіньова маска застосовується в більшості моніторів з круглими люмінофорами. Щілинна маска, нова розробка фірми МЕС, займає проміжне місце між тіньовою маскою й апертурною граткою. У ній застосовуються еліптичні отвори, що, на думку спеціалістів МЕС, дозволяє одержати більш чітке зображення.
Таким чином, якість зображення на екрані монітора є результатом сумарної дії найважливіших чинників, закладених у конструкції монітора.
Органи управління. Важливим чинником загальної ергономіки монітора є можливість його регулювання. Сучасний монітор дозволяє працювати з різними відеоадаптерами і в різних режимах. Тому інколи необхідне ручне регулювання геометричних розмірів і положення зображення на екрані, а також корекція спотворень.
Обов'язковими органами управління є мережний вимикач, поряд з яким звичайно розташований мережний індикатор, а також регулятори яскравості (Brightness) і контрастності (Contrast). Вони можуть бути аналоговими (у вигляді звичайних потенціометрів) або цифровими (кнопки).
У сучасних моніторах передбачена компенсація багатьох типів геометричних викривлень.
Усі без винятку монітори мають регулятори розміру і поло-зображення.
Крім вищезгаданих регуляторів передбачені кнопки відновлення, які використовуються, якщо поверх заводської установки записали значення користувача. Передбачені також кнопки ручного розмагнічування для тих випадків, коли під час роботи відбувається намагнічування різних вузлів.
На деяких моніторах передбачене регулювання кольорової палітри. Найбільші можливості забезпечує регулювання, яке дозволяє плавно змінювати основні складові кольорів.
Чим ширші можливості регулювання, тим кращу якість зображення, що займає практично всю корисну площу екрана, демонструє монітор.
Слід відзначити, що певного поліпшення в таких випадках (збільшення розміру зображення, фіксація його положення на екрані, збільшення частот розгорток) можна спробувати досягти за допомогою спеціального програмного забезпечення (як наприклад, утилітна System Display Doctor фірми SciTech Software Inc. та різноманітних універсальних відеодрайверів). Крім того, існує можливість оновлення фірмових відеодрайверів через Internet.
Управління монітором. Використання мікропроцесорного управління різко поліпшує можливості і зручність роботи з монітором, що дозволяє реалізувати такі функції:
автосканування (монітори з автоскануванням самі визначають параметри сигналу від відеоадаптера і підстроюються під нього);
пам'ять режимів (монітор запам'ятовує параметри сигналу і стан регулювань, завдяки цьому непотрібна ручна підстройка при кожній зміні режиму);
індикація на екрані (інформація про поточний режим роботи і положення регуляторів є на екрані в графічному вигляді);
настроювання кольорів (дозволяє досягти повної відповідності оригіналу і зображення на екрані) та ін.
Розрахунок захисного заземлення
Варіант 12
Вхідні дані:
Тип грунту - Cуглина.
Дані для вибору нормованого опору заземлення U=0,4кВ : Sтр= 63 кВА;
Тип вертикального заземлювача: Кутникова сталь;
Діаметр заземлювача або ширина полички кутникової сталі, d : 0,04м;
Довжина вертикального заземлювача в грунті, l : 3м;
Глибина розташування заземлювача в грунті, h: 0,8м;
Віддаль між заземлювачами, a : 6м;
Ширина смуги сталі горизонтального заземлювача, b : 0,03м
Розрахунок заземлюючих пристроїв.
При (з= 100 Ом/м
(р.з=(*(з = 1,3*100=130 Ом/м
2. Визначаємо опір розтікання струму в землі одного вертикального заземлювача заглибленого h (мал.2) від поверхні землі, за формулою:
де Rв - опір розтікання струму в землі вертикального заземлення;
(р.з - розрахунковий питомий опір землі, Ом*м;
l - довжина заземлювача, м;
d - діаметр заземлювача (для кутникової сталі) d=0.04*b, де b- ширина полки кутника, м;
t - віддаль від поверхні землі до середини заземлювача, м.
t = l/2+h= 3/2+0.8=2.3
Rв = 130/(2*3,14*3)*(ln(6/0,012)+1/2ln((4*2.3+3)/(4*2.3-3)))=
=6.9*5.33=36,77 Ом;
3. Визначаємо орієнтовану кількість вертикальних заземлювачів n*:
При Sтр=63 кВ, Rз.норм.=10 Ом
n = 36.77/10=3.67≈4
К=а / l= 6/3=2
4. Визначаємо кількість заземлювачів n з урахуванням (в за формулою
n= 36.77/(10*0.79)=4.65≈5 (у ряд)
n=36.77/(10*0,76)=4.83≈5 (по контуру)
5. Знаходимо довжину горизонтального заземлювача L, яка з’єднує вертикальні заземлювачі, за формулою:
L= a (n-1) - розташованих у ряд, м;
L= a (n-1)=6*(5-1)= 24 (м)
L = a*n - розташованих по контуру, м.
L= a*n=30 (м)
6. Визначаємо опір горизонтального заземлювача R2 , прокладеного на глибині h від поверхні землі, за формулою:
R г = 130/(2*3,14*24)ln((2*24²)/(0.03*0.8))= 9,22Ом (у ряд)
R г = 130/(2*3,14*30)ln((2*30²)/(0.03*0.8))= 6.15Ом (по контуру)
де R г - опір розтікання струму в землі горизонтального заземлювача, Ом;
L - довжина горизонтального заземлювача, м;
b - ширина полосової сталі, з якої виготовлено заземлювач;
h - глибина розташування горизонтального заземлювача, м.
7. Обчислюють загальний опір заземлюючого пристрою за формулою
RЗ= (36.77*9.22)/(5*9.22*0,79+36.77*0,89)=4.9 Ом (у ряд)
RЗ= (36.77*6.15)/(5*6.15*0,76+36.77*0,55)=5.18 Ом (по контуру)
Отже в ряд і по контуру RЗ < Rз.норм.
Висновок : в даній розрахунковій роботі ми зробили розрахунок захисного заземлення , визначили кількість електродів заземлення і заземлюючих провідників, їх розміри і схеми розміщення в грунті, при яких опір заземлюючого пристрою розтікання струму або напруга дотику при замиканні фази на заземлені частини електроустановок не перевищила допустимі значення.