Контрольная работа по "Безопасность жизнедеятельности"

Требуется:

1. Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:

а) при занулении оборудования (подключении корпусов к нулевому проводу);

б) с повторным заземлением нулевого провода.

2. Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегородки плавкой вставки предохранителя:

                                      Iкз ≥3 ×Iн,

где Iн - ток плавкой  вставки (проверить для следующих  значений тока Iн = 20,30,50,100 А).

3. Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).
4. Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:

а)без повторного заземления нулевого провода;

б)с повторным заземлением  нулевого провода.

5. Определить напряжение прикосновения на корпус установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему).
6. Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей, так чтобы Rз не превышало 4 Ом.
7. Сформулировать выводы.

Исходные данные:

вариант	4
Rn,Ом	4
Zn,Ом	2
Zн,Ом	1
Rзм,Ом	75
l,м	3,0
d,м	0,03
t,м	2,5
h3	0,71

для всех вариантов U_ф = 220В.

вариант	4
вид грунта	глина
r , Ом м	60

 

Решение:

Рисунок 1. Схема трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью и подключенным оборудованием.

 

При занулении корпуса  электрооборудования соединяются  с нулевым проводом. Зануление превращает замыкание фазы на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключается поврежденный участок сети. Зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на корпус или землю.

При замыкании фазы на зануленный корпус ток короткого  замыкания протекает по петле  фаза-нуль.

1.Величина I_кз тока короткого замыкания определяется по формуле:

 

I_кз = U_ф / Z_n = 220/2=110А;

где Z_n - сопротивление петли фаза-нуль, учитывающее величину сопротивления вторичных обмоток трансформатора, фазного провода, нулевого провода, Ом;

U_ф - фазное напряжение.

2. Напряжение корпуса относительно земли без повторного заземления:

 

U_з = I_кз × Z_н = 110×1=110В;

3.Напряжение корпуса относительно земли с повторным заземлением нулевого провода:

 

U_зп ≈ U_з×R_n / (R_n + R₀) = 110×4/(4+4)=55В;

 

Повторное заземление нулевого провода снижает напряжение на корпусе  в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода.

4. При обрыве нулевого провода и замыкании на корпус за местом обрыва напряжение корпусов относительно земли:

без повторного заземления нулевого провода для

а) корпусов, подключенных к нулевому проводу после места обрыва:

 

U₁ = U_ф = 220В;

 

б) корпусов, подключенных к нулевому проводу до места обрыва:

U₂ = 0,

 с повторным заземлением нулевого провода для

в) корпусов, подключенных к нулевому проводу после места обрыва:

U₁ = U_ф×R_n / (R₀ + R_n) = 220×4/(4+4)=110В;

г) корпусов, подключенных к нулевому проводу до места обрыва:

 

U₂ = U_ф × R₀ / (R₀ + R_n) = 220×4/(4+4)=110В;

 

5.Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:

 

а)I₁ = U_ф / R_h = 220/1000=0,22А;

б)I₂ = 0;

в)I_1¢ = U_1¢ / R_h = 220/1000=0,22А;

г)I_2¢ = U_2¢ / R_h = 110/1000=0,11А.

 

где R_h - сопротивление тела человека (обычно принимают R_h = 1000 Ом).

 

6.Напряжение на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода):

 

U_пр = (U_ф×R₀)/ (R_зм + R₀) = (220×4)/(75+4)=880/79=11,14В;

 

где R₀ - сопротивления заземления нейтрали, R₀ = 4 Ом;

      R_зм - сопротивление в месте замыкания на землю фазового провода.

7.Сопротивление одиночного заземлителя, забитого в землю на глубину t, определяется по формуле:

 

R_од = 0,366×

/l( lg( 2l/d)+0,5(4t+l)/(4t-l) ) = 10,8Ом;

где - удельное сопротивление грунта, Ом м (сопротивление образца грунта объемом1 м )

l - длина трубы, м;

d - диаметр трубы, м;

t - расстояние от поверхности  земли до середины трубы, м.

Необходимое число заземлителей при коэффициенте экранирования h₃:

 

n = R_од /( h₃R_з) =10,80/(0,71×4)=3,8

где R_з = 4 Ом - требуемое сопротивление заземляющего устройства.

 

Задача №5.

На одном из промышленных предприятий, расположенном в пригороде, разрушилась  необвалованная емкость, содержащая Qm вещества. Облако зараженного воздуха распространяется в направлении города, на окраине которого, в R км от промышленного предприятия, расположен узел связи. Местность открытая, скорость ветра в приземленном слое V м/с. На момент аварии в узле связи находилось N человек, а обеспеченность их противогазами марки CO составила X%.

Определить размеры  и площадь зоны заражения, время  подхода зараженного воздуха  к городу, время поражающего действия вещества, а также возможные потери людей, определить структуру потерь.

Как оказывать первую помощь пострадавшим? Какие действия необходимо предпринять, чтобы обеспечить безопасность людей?

Исходные данные:

Вариант	4
Qm	10
R, км	2,7
V, м/с	3
N, чел	60
Х, %	60
вещество	хлор
r, m/м3	1,56
вертикальная устойчивость  воздуха	конвекция

Решение:

При аварии емкостей со СДЯВ оценка производится по фактически сложившейся  обстановке, т.е. берутся реальные количества вылившегося (выброшенного) ядовитого  вещества и метеоусловия. Методика оценки химической обстановки включает в себя следующие этапы:

1) Определяем возможную  площадь разлива СДЯВ по формуле:

S = G / (r × 0,05)= 10/1,56×0,05 = 10/0,078 = 128,21 т/м3

где G - масса СДЯВ, т;

r - плотность СДЯВ, т/м³.

0,05 - толщина слоя разлившегося СДЯВ, м.

2)Находим по таблице 1 с учетом примечания глубину зоны химического заражения (Г).

Таблица 1. Глубина распространения облака, зараженного СДЯВ, на открытой местности, км (емкости не обвалованы, скорость ветра 1 м/с, изотермия).

Наименование СДЯВ	количество СДЯВ в  емкостях (на объекте), т
	5	10	25	50	75	100
хлор, фосген	4,6	7	11,5	16	19	21
аммиак	0,7	0,9	1,3	1,9	2,4	3
сернистый ангидрид	0,8	0,9	1,4	2	2,5	3,5
сероводород	1,1	1,5	2,5	4	5	8,8

Примечания:

а) глубина распространения облака при инверсии будет примерно в 5 раз больше, а при конвекции - в 5 раз меньше, чем при изотермии;

б) глубина распространения облака на закрытой местности (в населенных пунктах со сплошной застройкой, в лесных массивах) будет примерно в 3,5 раза меньше, чем на открытой, при соответствующей степени вертикальной устойчивости воздуха и скорости ветра;

в) для обвалованных емкостей со СДЯВ глубина распространения облака уменьшается в 1,5 раза;

г) при скорости ветра более 1 м/с вводятся следующие поправочные коэффициенты (таблица 2):

Таблица 2. Поправочные  коэффициенты

степень вертикальной устойчивости воздуха	скорость ветра, м/с
	1	2	3	4	5	6
инверсия	1	0,6	0,45	0,38	-	-
изотермия	1	0,71	0,55	0,5	0,45	0,41
конвекция	1	0,7	0,62	0,55	-	-

Г = 7т - Глубина зоны химического заражения.

3)Определяем ширину  зоны химического заражения (Ш), которая составляет:

при конвекции Ш= 0,8 × Г = 0,8 × 7 = 5,6т.

4) Вычисляем площадь  зоны химического заражения (S_з) по формуле:

S_з = 0,5 Г× Ш=0,5×7×5.6 = 19.6

5) Определяем время подхода зараженного воздуха к населенному пункту, расположенному по направлению ветра (t подх), по формуле:

t подх = R / (Vср × 60),

где R - расстояние от места  разлива СДЯВ до заданного рубежа (объекта), м;

Vср - средняя скорость  переноса облака воздушным потоком, м / с,

Vср = (1,5 , 2,0) × V;

где V - скорость ветра  в приземном слое, м / с; V= 0,62 согласно таблице 2.

1,5 - при R < 10 км;

2,0 - при R > 10 км.

Vср =1,5×0,62= 0,93 м/с;

t подх = 2700 / (0,93 × 60)=48,39 с.

6) Определяем время  поражающего действия СДЯВ (t пор) по таблице 3 (в ч).

Таблица 3.

наименование СДЯВ	вид хранилища
	необвалованное	обвалованное
хлор	1,3	22
фосген	1,4	23
аммиак	1,2	20
сернистый ангидрид	1,3	20
сероводород	1	19

Примечание.

При скорости ветра более 1м/с вводятся следующие поправочные коэффициенты:

скорость ветра, м/с	1	2	3	4	5	6
поправочный коэффициент	1	0.7	0,55	0,43	0,37	0,32

 

(t пор)= 1,3×3×0, 55=2,15 с.

7) Определяем возможные потери (П) людей, оказавшихся в очаге химического поражения и в расположенных жилых и общественных зданиях, по таблице 4.

Таблица 4. Возможные потери людей от СДЯВ в очаге поражения, %.

Условия расположения людей	Обеспеченность людей  противогазами
	0	20	30	40	50	60	70	80	90	100
на открытой местности	90-100	75	65	58	50	40	35	25	18	10
в простейших укрытиях	50	40	35	30	27	22	18	14	9	4