Охрана труда. Технологический процесс ремонта вагонов. Защитное заземления преднамеренное электрическое соединение (металлическими проводниками) с землей (или эквивалентом) металлических нетоковедущих частей

6 Охрана труда

Охрана труда это система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационные, технические, психофизиологические, санетарно-гигиенические, реабилитационные и иные мероприятия.

Технологический процесс ремонта вагонов предусматривает применением электроустановок, приборов и стендов напряжением как до 1000В  так и свыше 1000В, поэтому возникает высокая вероятность поражения электрическим токам. Для снижения вероятности поражения  электрическим токам применяют защитное заземление и зануление.

Защитное заземления  преднамеренное электрическое соединение (металлическими проводниками) с землей (или эквивалентом) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление основано на снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, появляющихся на оборудовании и возле него (на поверхности земли, пола) в результате замыкания на корпус. Снижения напряжения путем уменьшения сопротивления заземления.

Действительно, при замыкании  фазы на корпус электроустановки человек, прикоснувшись к этому корпусу, попадает под фазное напряжения, опасное для жизни. При наличии заземляющего устройства для участка корпус – земля, к которому подключается человек, применим закон Ома

,                                                              (6.1)

где U_к- напряжение на корпусе, В;

I_з- ток замыкания, А;

R_з- сопротивление заземления, Ом.

Отсюда следует, что уменьшить напряжение на корпус, к которому прикасается человек, можно путем уменьшения сопротивления участка корпус – земля. Уменьшают сопротивление этого участка снижением сопротивления заземлителя R_з. Это может быть достигнуто увеличением сечения слоя земли, через который проходит ток, что в свою очередь обеспечивается увеличением поверхности заземлителя, т.е. применением заземлителей сложной формы (груповых).

Произведем расчет защитного заземления рассматриваемого электроремонтного цеха.

Исходные данные:

- заземляющее устройство одновременно для установок до 1000В и свыше 1000В и расчетом точки замыкания на землю I_з≤500А;

- вертикальные электроды l=3м и диаметром  d=0,06м;

- горизонтальная соединительная полоса стальная шина в=0,04м;

- глубина заложения полосы h=0,5м;

- грунт в местах установки заземления – суглинок;

- объект располагается во II климатической зоне;

- естественного заземления – нет;

- суммарная мощность источника питания свыше 100кВ∙А.

Расчет защитного заземления.

Для сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000В и выше 1000В при мощности источника питания выше 100кВ∙А по таблице 3 [8] принимаем наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства R_з≤4Ом.

Сопротивление одиночного вертикального заземления R_о подсчитываем по формуле

,                                   (6.2)

где ρ – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

d – диаметр заземлителя, м;

t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта ρ находим по формуле

,                                                               (6.3)

где r_изм – измеренное (или принятое по приложению 2 [8]) сопротивление грунта, Ом×м. По приложению 2 [8] принимаем r_изм=100Ом×м;

      к_с – коэффициент, учитывающий удельное сопротивление земли в течении года в зависимости от климатических условий, типа и глубины заложения заземлителя. По приложению 3 [8] принимаем к_с=1,7.

Подставим данные в формулу (6.3), тогда

Ом×м.

Расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, t находим по формуле

.                                                      (6.4)

Подставим данные, тогда

м.

Результаты расчетов подставим в формулу (6.2), тогда

Ом.

Методом последовательных приближений находим число вертикальных труб по формуле

,                                                              (6.4)

где h_о– коэффициент использования вертикальных заземлителей, при помощи которого учитывают явления взаимного экранирования электрических полей отдельных электродов. Определяем коэффициент использования вертикальных заземлителей по приложению 4 [8], в зависимости от количества труб.

Принимаем h_о=1. Тогда

шт.

Принимаем контурное расположение заземлителей (так как n>10) и отношение

а/l=1,                                                           (6.5)

где а – расстояние между заземлителями, м. Из формулы (6.5) выразим а

а=l/1=l.                                                         (6.6)

Для п=11 по приложению 4 [8] с учетом интерполяции h₀₁=0,55, тогда

шт.

Для п=20 по приложению 4 [8] с учетом интерполяции h₀₂=0,47, тогда

шт.

Для п=23,95 по приложению 4 [8] с учетом интерполяции h₀₃=0,468, тогда

шт.

Полученное число заземлителей менее чем на единицу отличается от предыдущего значения, поэтому, округляем до ближайшего целого значения, окончательно принимаем п=24 шт, h₀₃=0,468.

Вычисляем сопротивление растекания горизонтальной соединительной полосы, расположенной в земле по формуле

,                                                (6.7)

где r_п – расчетное удельное сопротивление грунта, с учетом