Забезпечення електробезпеки

Для забезпечення захисту робітника, що обслуговує металорізальний верстат, від поразки електричним струмом необхідне виконання ряду правил відповідно до вимог ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. «Электробезопасность. Общие требования»:

- заземлення і занулення металевих конструкцій;

- застосування безпечної напруги (місцеве освітлення не повинне мати напругу більш 36 В);

- недоступність струмоведучих частин;

- розрахунок ізоляції проводів за вищою напругою;

- маркірування чи кольорова ізоляція монтажних проводів;

- виключення мимовільного включення пристроїв електричної схеми;

- застосування індивідуальних засобів захисту й ін.

Заземлення всіх металевих елементів верстата, які не несуть струм, необхідно на випадок аварії, при якій шафа, кожух, труби, вузол виявляться під напругою щодо землі. Дотик до такого предмета людиною викликає поразку його струмом. Усі зазначені елементи повинні мати надійне з'єднання зі станиною верстата. Станина має бути з'єднана (зварюванням чи лудженим гвинтом) зі сталевою смужкою, що входить до системи заземлення цеху.

Таблиця 11 – Найменша товщина стінок шліфувального кола

Продовження таблиці 11

Примітка: А – товщина циліндричної частини кожуха, мм; У – товщина бічних стінок кожуха, мм.

На верстатах з окремими приводами робочих рухів повинне бути блокування, що не допускає роздільну роботу цих приводів (вони повинні працювати тільки спільно).

Кнопкові станції повинні мати кнопки, що утоплені в дзеркалі кожуха, щоб запобігти випадковому їх натисканню, а металеві кожухи заземлені. Кнопки «Стоп» повинні виступати над дзеркалом кожуха і мати червоний колір.

Електроапаратура і сполучні струмоведучі пристрої мають бути надійно ізольовані і закриті в корпусі верстата чи в шафах і кожухах. Дверцята шаф повинні мати блокування, що відключають струм при їхньому відкриванні.

При перевантаженні електродвигуна можуть згоріти його обмотки, що виведе двигун з ладу, і може призвести до поразки оператора струмом. Тому з появою перевантажень необхідно термінове відключення двигуна від мережі. Найпростішими апаратами, що забезпечують таке відключення, є плавкі запобіжники. Для цієї ж мети, особливо при використанні двигунів постійного струму, застосовують теплове реле і реле струму. Широке поширення одержали у верстатобудуванні автоматичні вимикачі, що при виникненні неприпустимих струмів автоматично відключають ланцюг.

Надзвичайно важливим є забезпечення так називаного нульового захисту, тобто захисту від мимовільного пуску двигуна при відновленні напруги після аварійного зниження його до нуля чи ненормально низьких значень. Такий раптовий пуск може викликати аварію чи нещасний випадок. Для забезпечення захисту застосовують або спеціальне проміжне реле, для чого перед початком пуску натискають на кнопку ПП («Підготовка пуску»), або в схемі керування передбачають виключення можливості такого пуску.

Одним з основних заходів щодо забезпечення електробезпеки є організація захисного заземлення. Розглянемо розрахунок пристрою захисного заземлення.

Розрахунок здійснюється в такій послідовності [35]:

- визначають розрахунковий питомий опір ґрунту;

- розраховують опір розтіканню струму одного вертикального
заземлювача;

- визначають необхідну кількість заземлювачів та орієнтовне їх розташування за периметром приміщення або навряд з визначенням відстані між ними;

- розраховують опір розтіканню з'єднувальної шини;

- розраховують загальний опір заземлюючого пристрою з урахуванням з'єднувальної шини.

Розрахунковий питомий опір ґрунту (Ом м) визначають за формулою

, (27)

де - питомий опір ґрунту за вимірами або орієнтовно за даними додатку К;

- кліматичний коефіцієнт, що залежить від характеру ґрунту та його вологості під час вимірів (додаток К).

Опір розтіканню струму одного вертикального стрижневого (трубчастого) заземлювача, ( в Омах)

(28)

де - довжина заземлювача, м;

d - діаметр заземлювача, м;

При заглибленні заземлювача опір розтіканню струму вертикального стрижневого (трубчастого) заземлювача, ( в Омах)

(29)

де t - відстань від поверхні землі до середини заземлювача (визначається за формулою t = 0,5 + h ), м;

h - заглиблення заземлювача, м.

Орієнтовна кількість вертикальних заземлювачів, (штук):

, (30)

де R_н - найбільший допустимий опір заземлюючого пристрою (згідно з "Правилами пристрою електроустановок" Rн = 4 Ом).

Шляхом розташування отриманої кількості заземлювачів на плані визначають орієнтовно відстань між ними та коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів (додаток К) залежно від кількості стрижнів і відношення відстані між них до їх довжини.

Необхідна кількість заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання

(31)

Опір розтіканню з'єднувальної шини з урахуванням коефіцієнта її використання (додаток К), (в Омах)

(32)

або при заглибленні шини

(33)

де L - довжина шини, м;

b - ширина шини, м;

h - глибина закладання шини, м.

Довжина шини визначається за формулою

L= 1,05 а n , (34)

де а - відстань між заземлювачами, м.

Загальний опірскладного заземлюючого пристрою, (в Омах)

. (35)

Якщо загальний опір більш нормативного необхідно збільшити кількість заземлювачів або змінити їх розташування.

Приклад. Визначити опір розтіканню струму пристрою, що заземлює. Заземлення складається з труб довжиною 2,4 м, діаметром 0,05 м, розташованих по контурі на глибині 0,8 м, відстань між трубами 2,4 м. Труби з'єднані смугою, ширина якої 0,8 м. Розрахунок провести для ґрунту – чорнозем середньої вологості.

Рішення. За таблицею К.1 додатка К визначаємо питомий опір чорнозему – 200 Ом∙м. За таблицею К.2 додатка К визначаємо кліматичний коефіцієнт для глинозему середньої вологості – 1,3. Розрахунковий питомий опір ґрунту відповідно дорівнює

Визначаємо опір розтіканню струму одиночного заземлювача за формулою (29)

Ом,

де t = 2,4/2 + 0,8 = 2 м.

Визначаємо орієнтовану кількість труб за формулою (30)

При відомій кількості труб і відношенню відстані між трубами до їхньої довжини за таблицею К.3 додатка К визначаємо коефіцієнт екранування труб - 0,48.

Визначаємо остаточну (уточнену) кількість труб за формулою (31) з округленням до цілого числа у велику сторону:

Розраховуємо довжину з’єднувальної шини за формулою (34)

L= 1,05 2,4 44 = 110,9 м.

За відомою кількістю труб і відношенням відстані між трубами до їхньої довжини за таблицею К.4 додатка К визначаємо коефіцієнт екранування труб - 0,22.

Опір розтіканню струму смуги визначаємо за формулою (33)

Обчислюємо опір розтіканню струму всього пристрою, що заземлює, за формулою (35)

Отримане значення опору розтіканню струму всього пристрою, що заземлює, менше необхідного (нормованого) значення, отже, це доводить, що пристрій захисного заземлення розрахований правильно.