Вибір розміщення вертикальних заземлювачів відносно поверхні землі
Заземлювачі можна розміщувати біля поверхні землі (рис. 6.1). Такі ЗП рекомендують використовувати тільки як тимчасові і не рекомендують для стаціонарних через те, що верхній шар ґрунту на певну глибину взимку промерзає, а влітку підсихає. Збільшення питомого опору цього шару і частини вертикального заземлювача, яка знаходиться у цьому шарі ґрунту, та горизонтального заземлювача, який повністю знаходиться у ґрунті з великим питомим опором, призводить до неефективного їх використання.
Заземлювачі можна заглибити глибше зони промерзання ґрунту, яка становить 0,7…0,8 м (рис. 6.1).
Рис. 6.1.Розміщення вертикальних заземлювачів у ґрунті (а, б), перерізи вертикальних електродів (в):
− довжина вертикального електроду (стержня або труби); 
− глибина закладання вертикального заземлювача; 
− відстань від поверхні ґрунту до середини вертикального електроду; 
− діаметр вертикального електроду; 
− розмір боку кутника.
Таке розміщення заземлювачів рекомендують для стаціонарних ЗП, тому що вся металоконструкція знаходиться у ґрунті з приблизно однаковим значенням питомого опору.
4.5Розрахунок опору розтікання струму вертикального заземлювача
Опір розтікання струму одного вертикального заземлювача, який розміщено заглиблено, визначаємо за формулами:
– круглого перерізу
;
де ρрозр– розрахунковий питомий опір ґрунту для вертикальних заземлювачів, Ом∙м; l1– довжина вертикального заземлювача, м; d – діаметр, м; t – відстань від поверхні ґрунту до середини вертикального заземлювача, м, яку визначають за формулою:
,
де t0 – відстань від поверхні ґрунту, м;
– кутникового перерізу
Опір розтікання струму одного вертикального заземлювача (ВЗ), який розміщено біля поверхні ґрунту, визначаємо за формулами:
– круглого перерізу
– кутникового перерізу
4.6 Співставлення розрахункового опору RВ1 зі штучним опором 
.
У разі, якщо RВ1 
, то достатньо одного ВЗ.
У разі, якщо RВ1 > , то потрібно паралельно сполучити декілька ВЗ.
4.7Визначення потрібної кількості ВЗ
Потрібну кількість ВЗ визначаємо за формулою:
де 
− коефіцієнт екранування (використання) електродів, який враховує взаємний вплив електродів залежно від кількості ВЗ, способу їх розміщення (у низку чи у контурі) і густини розміщення, яка визначається співвідношенням (а/l1), де а – відстань між ВЗ, м.
У попередніх розрахунках приймаємо а =1, а потім для отриманого значення n´ за таблицею вибираємо фактичне значення коефіцієнту екранування.
Отриману кількість вертикальних заземлювачів 
округляють до цілого числа n і знаходять фактичний коефіцієнт екранування 
.
4.8Визначення довжини горизонтального заземлювача (ГЗ)
Визначаємо відстань між вертикальними заземлювачами з співвідношення (а/l1), яке може дорівнювати 1, 2 або 3. За визначеного у п. 4.2 значення l1, розраховуємо величину а.
Довжину ГЗ lг визначають залежно від умов розташування:
– у разі розміщення вертикальних зазелювачів у низку
;
– у разі розміщення вертикальних заземлювачів у контурі
де L, D – довжина і ширина території, яка підлягає заземленню, м.
4.9Визначення опору струму розтікання горизонтального заземлювача
Визначаємо опір струму розтікання ГЗ Rг, розміщеного у ґрунті круглого перерізу електроду
,
де ρрозр.г – розрахунковий питомий опір ґрунту горизонтальних заземлювачів, Ом∙м; tГ – відстань від поверхні ґрунту до середини ГЗ, м; d – діаметр ГЗ, м.
У разі виконання умов
,
опір струму розтікання ГЗ круглого перерізу можна визначити за формулою:
Опір струму розтікання ГЗ прямокутного перерізу
.
У разі виконання умов
, 
4.10Визначення еквівалентного опору струму розтікання штучного ЗП
Еквівалентний опір струму розтікання штучного ЗП визначаємо як опір паралельно з’єднаних n вертикальних електродів і горизонтального електроду
;
де 
– фактичний коефіцієнт екранування ВЗ, який визначено у п. 4.7; 
− коефіцієнт використання ГЗ з урахуванням вертикальних електродів (табл.)
Отримане значення опору штучного ЗП не повинно перевищувати значення 
, яке визначено у п. 2.1.
.
Якщо > , то потрібно змінити металоконструкцію заземлювача і знову виконати розрахунок.
4.11 Визначення еквівалентного опору захисного заземлення
Еквівалентний опір захисного заземлення загалом (з урахуванням природних і штучних заземлювачів) визначаємо як паралельно з’єднані опори штучного і природного заземлювачів за формулою:
.
Отримане значення 
не повинно перевищувати допустиме значення:
.
4.12 Креслення загального виду захисного заземлення
Графічна частина розрахунку передбачає укладення плану захисного заземлювання з прив'язкою до розмірів об’єкта проектування, заземлювального устаткування, конструкції заземлювачів та їхнього розташування.
2. Методика розрахунку захисного ЗП ЕУ напругою до 1 000 В з глухозаземленою нейтраллю
1. Вихідні дані для розрахунку ЗП
Алгоритм розрахунку ЗП у мережах напругою до 1 000 В з глухо заземленою нейтраллю (система ТN) має таку послідовність:
– розрахунок на вимикаючу здатність ;
– розрахунок напруги на корпусі ЕУ за тривалістю спрацьовування пристрою максимального струмового захисту (МСЗ);
– розрахунок функціонального заземлення;
– розрахунок повторного заземлення.
Вибір конструкції і розрахунок опору ЗП виконують за наявності такої вихідної інформації:
– напруга мережі;
– конструктивні параметри електричної мережі: вид ліній, матеріал провідників, довжина і площа перерізу провідників ділянок;
– дані про пристрої максимального струмового захисту: вид, 
;
– дані про трансформатор джерела живлення: вид, напруга, схема з'єднання обмоток, розрахунковий опір.
2.Розрахунок на вимикаючу здатність
Такий розрахунок передбачає розрахунок струму однофазного короткого замикання 
і співставлення отриманої величини зі значенням номінального струму спрацьовування МСЗ.
Захисне заземлення застосовують у трифазних п’яти (чотири) провідних мережах напругою до 1 000 В з глухозаземленою нейтраллю. Призначення захисного проводу – створення для струму короткого замикання ланки з малим опором для швидкого вимкнення від мережі установки з порушеною ізоляцією. Вимкнення відбувається за умови:
– під час використання плавких вставок
,
де Кс.доп – допустима кратність струму однофазного короткого замикання; Іномпл.вст – номінальний струм плавкої вставки;
– під час використання автоматичного пристрою, який відмикає струм короткого замикання
де Іномавт – номінальний струм автоматичного пристрою.
Розрахункова формула для визначення має вигляд:
– для системи електропостачання:
,
де Uф – фазна напруга, В; rф, rн, rтр – відповідно активний опір фазного, нульового проводів і трансформатора, Ом; хф, хн, хтр – відповідно реактивний опір фазного, нульового проводів і трансформатора; rРЕN, хРЕN – відповідно активний і реактивний опори захисного проводу.
– для повітряних мереж (ПЛ):
,
де хзв – зовнішній реактивний опір петлі фаза-нуль; Zтр – повний опір трансформатора, Ом (табл. Б1, Б2);
– для кабельних мереж (КЛ):
Активний і зовнішній реактивні опори фазного і захисного провідників, виконаних із кольорових металів, знаходять за величинами погонного опору 
і 
(табл.) і довжини – 
, м: 
; 
.
Зовнішній індуктивний опір петлі фазний-захисний провідник (Ом/км) визначають за формулою:
;
де D і d – відстань між проводами і діаметр проводу відповідно, мм.
Для наближених розрахунків хзв можна приймати: для КЛ − 0,3 Ом/км; для ПЛ –0,6 Ом/км.
Визначаємо кратність струму однофазного короткого замикання відносно номінального струму пристрою МСЗ, яка має бути не менш як допустима
.
У разі, якщо 
менше допустимого значення, потрібно або змінити вид пристрою МСЗ (замість плавкої вставки встановити автомат з електромагнітним запобіжником) або збільшити величину струму короткого замикання, вибравши провідники з більшим перерізом, першочергово для нульового або захисного провідника.
3. Розрахунок напруги на корпусі електроустановки
Без повторного заземлення захисного провідника напруга на корпусі Uк ЕУ визначається за формулою:
де UД(tс) – допустима напруга дотику (табл. А1); 
– повний опір захисного проводу:
– для ПЛ 
;
– для КЛ 
.
Якщо умови нерівності не виконуються, тобто 
> 
, потрібно:
– застосувати пристрій МСЗ з меншим часом спрацьовування 
;
– зменшити , збільшивши площу перерізу захисного проводу;
– застосувати повторне заземлення захисного проводу.
За наявності повторного заземлення захисного проводу напруга на корпусі ЕУ Uк визначається
,
де rП – еквівалентний опір усіх повторних заземлювачів.
Потрібний еквівалентний опір повторного заземлення за умови не перевищення напруги на корпусі ЕУ :
Повторне заземлення конструктивно виконують ВЗ, кількість яких визначають за формулою:
де n – кількість повторних заземлювачів.
Питання до самостійної роботи:
6.1Безпека експлуатації систем, що працюють під тиском
Посудина, що працює під тиском– це герметично закрита ємність, що призначена для ведення хімічних і теплових процесів, а також для зберігання та перевезення стиснених, зріджених і розчинених газів та рідин.
· посудини, що працюють під тиском води з температурою більше 115°С або іншої рідини з температурою, яка перевищує температуру кипіння її, під тиском 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) без урахування гідростатичного;
· пари чи газу під тиском більше 0,07 МПа;
· балони із стиснутими, скрапленими або розчиненими газами під тиском більше 0,07 МПа;
· цистерни і бочки для скраплених газів, тиск пари яких за температури до 50°С перевищує 0,07 МПа;
· цистерни та інші посудини для транспортування і зберігання газів, рідин і сипучих матеріалів, в яких тиск більше 0,07 МПа створюється для їх опорожнення;
· барокамери.
Кожна посудина оснащується вентилем, краном чи іншим пристроєм для контролю відсутності тиску перед її відкриванням з відводом середовища у безпечне місце, штуцерами для наповнення, зливу води і видалення повітря під час гідравлічних випробувань.
Конструкція посудин, які обігріваються гарячими газами, повинна забезпечувати надійне охолодження стінок до розрахункової температури.
Всі посудини після виготовлення підлягають гідравлічним випробуванням. Величина пробного тиску визначається за формулою:
де Р – пробний тиск, МПа; Pp– робочий тиск, МПа; [ 
]20 і [ 
] – допустиме напруження в матеріалі за температури 20°С і робочої, відповідно; К – коефіцієнт, величина якого залежить від конструктивних особливостей посудини.
Для управління роботою і забезпечення безпечних умов експлуатації посудини, залежно від призначення, повинні бути оснащенні:
· запірною і запірно-регулювальною арматурою;
· приладами для вимірювання тиску, температури, рівня рідини;
· запобіжними приладами.
Посудини з швидкозмінними затворами повинні мати запобіжні пристрої проти включення посудини під тиск у випадку відкритих швидкознімних пристроїв і відкривання цього пристрою за наявності тиску у посудині. Запірна і запірно-регулювальна арматура встановлюється на патрубках на вході і виході середовища.
Всі посудини, що працюють під тиском, повинні бути оснащенні манометрами класу точності не менш 1,5 і 2,5 за робочого тиску більше 25 МПа і до 25 МПа відповідно. Розміщення манометра на висоті більш 3-х метрів над рівнем площадки спостереження забороняється.
Посудини розміщують на відкритих площадках, де виключене скупчення людей, або в окремих будівлях. Допускається розміщення посудини у прибудовах до виробничих будівель за наявності між ними капітальної стіни, а також у виробничих приміщеннях – якщо це передбачено галузевими нормативами. Не допускається розміщення посудин у житлових, громадських і побутових будівлях, а також у прибудовах до них.
Після монтажу до пуску в експлуатацію посудини проходять реєстрацію в ЕТЦ Держгірпромнагляду і технічне опосвідчення.
Щодо вимог безпеки парові та водогрійні котли поділяються на дві групи:
· парові котли з надлишковим тиском понад 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) та водогрійні котли з температурою води понад 115 °С;
· парові котли з надлишковим тиском до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) та водогрійні котли з температурою води, що не перевищує 115 °С.
Кожен котел оснащується трубопроводами для підведення живильної води, продування котла і спускання води у разі його зупинки, видалення повітря з котла під час заповнення його водою, продування пароперегрівачів і паропроводу, відбору проб води і пари, введення у котлову воду коректуючих і миючих реагентів, відведення води або пари на час розпалювання і зупинки, розігрівання барабанів під час розпалювання. Використання ємності, яка працює під тиском, для відведення середовища продування допускається у разі 10-кратного перепаду тиску між ємністю і елементом котла.
На ділянках паропроводу, які можуть бути відключені запірними органами, влаштовуються дренажі для відведення конденсату.
Для виготовлення, монтажу і ремонту котлів і їх деталей, які працюють під тиском, використовуються сталеві напівфабрикати, листова сталь, сталеві труби, поковки, штамповки і прокат, сталеві та чавунні виливки, кріплення, кольорові метали і сплави та сталі нових марок відповідно до вимог Правил.
Виготовлення, монтаж, налагодження, реконструкція та ремонт котлів повинні виконуватися спеціалізованими підприємствами, які мають необхідну матеріально-технічну базу і дозвіл органів Держгірпромнагляду за технологією, розробленою виконавцем до початку виконання робіт. Повинна застосовуватися система контролю якості (вхідний, операційний і приймальний контроль) згідно з вимогами Правил та іншої нормативної документації.
Для виготовлення, монтажу, реконструкції і ремонту котлів повинна застосовуватися технологія зварювання, атестована відповідно до вимог Правил. До проведення робіт із зварювання і прихватки допускаються зварники, які пройшли атестацію відповідно до “Правил атестації зварників” і мають відповідне посвідчення. Зварки допускаються тільки до тих видів зварювальних робіт, які вказані в їх посвідчені.
Гідравлічні випробування повинні проводитись водою за температури не нижче 5 і не вище 40 °С. Час підняття тиску до величини випробного і час витримки котла під тиском повинен бути не менше 10 хвилин. Після зняття тиску до робочого проводиться огляд всіх зварних, вальцьованих, клепаних і роз’ємних з’єднань. За відсутності видимих залишкових деформацій, тріщин або ознак розриву, протікання у зварних, вальцьованих, роз’ємних і клепаних з’єднаннях і в основному металі об’єкт вважається таким, що витримав випробування.
Кожний котел, автономний пароперегрівач і економайзер постачаються підприємством-виготовлювачем з паспортом встановленої форми, а на їх корпусі повинна бути прикріплена заводська табличка з маркуванням ударним способом паспортних даних.
З метою запобігання підвищенню тиску в елементах котла за межі допустимого, котел та його елементи, обмежені запірними органами, повинні бути обладнані запобіжними клапанами: важільно-вантажними чи пружинними (клапани прямої дії). На кожному котлі і обмеженому запірними органами елементі повинно бути не менше двох клапанів. За тиску понад 4 МПа повинні застосовуватись імпульсні запобіжні клапани. Клапани приєднуються до елементів котла безпосередньо без проміжних запірних органів і обладнуються відповідними трубопроводами та пристроями для примусового продування.
Сумарна пропускна спроможність запобіжних клапанів має бути не менше паропродуктивності котла. Запобіжні клапани повинні спрацьовувати у випадку перевищення розрахункового тиску більше як на 10 %.
Крім запобіжних клапанів парові і водогрійні котли мають бути оснащені покажчиками рівня води, манометрами, приладами для вимірювання температури теплоносія і елементів котла, запірною і регулюючою арматурою, Будівлі і приміщення для котлів повинні відповідати вимогам СНіП “Котельні установки”. В окремих випадках допускається встановлення котлів всередині виробничих приміщень: водогрійних безбарабанних котлів теплопродуктивністю не більше 10,5 ГДж/год, котлів-утилізаторів – без обмежень; прямоточних паропродуктивністю не більше 4 т/год, парових за умови
(t-100) V<100
де t – температура насиченої пари за робочого тиску, °С; V – водяний об’єм котла, м³
Приміщення котельні повинно бути забезпечене природним і електричним освітленням. Обов’язковому аварійному електричному освітленню підлягають фронт котлів, проходи між, за та над котлами, щити і пульти управління, вимірювальні прилади, вентиляторні, димососні та інші площадки, приміщення водопідготовки та насосні.
Розміщення котлів і допоміжного устаткування, розміри зон обслуговування котлів, параметри площадок і сходів для обслуговування котлів повинні відповідати вимогам Правил.
Всі парові котли з природною та багатократною примусовою циркуляцією паропродуктивністю більше 0,7 т/год, парові прямоточні та водогрійні котли обладнуються установками докотлової обробки води з метою забезпечення її якості. 
Після реєстрації до пуску у роботу, а також періодично у процесі експлуатації у терміни, встановлені Правилами, у т.ч. і позачергово, котли піддаються технічному опосвідченню за участю інспектора (експерта) Держгірпромнагляду.
Позачергове опосвідчення котлів проводиться у випадках простою котла більше 12 місяців, демонтажу і встановлення його на новому місці, ремонту з застосуванням зварювання основних елементів котла, після досягнення розрахункового терміну служби, після аварії котла, за рішенням осіб державного нагляду або відповідального за справний стан і безпечну експлуатацію котла.
Технічне опосвідчення котла включає зовнішній і внутрішній його огляд і гідравлічні випробування, відповідні з наведеним вище. Технічні опосвідчення котлів за участю осіб Держгірпромнагляду проводяться: внутрішній і зовнішній огляд – 1 раз на 4 роки; гідравлічні випробування – 1 раз на 8 років.
Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 2310;