Средства защиты, применяемые в электроустановках

В качестве нормируемых показателей вибрационных характеристик машин используют: кинематические (виброперемещение, виброскорость, виброускорение) или динамические (сила, момент силы) параметры.

- Кинематическими параметрами ВХ являются: амплитуда виброперемещения; среднее квадратическое значение виброскорости или виброускорения.

- Динамические параметры ВХ выбирают в соответствии с ГОСТ 26043:

а) значение, направление  и характер приложения нагрузки к  несущей конструкции (сосредоточенные  силы и моменты относительно центра масс машины);

б) закон изменения нагрузки во времени;

в) скорость уменьшения частоты вращения главного вала машины при останове;

г) положение центра тяжести  машины;

д) массы и моменты инерции машины относительно центральных осей.

Разработка мероприятий по снижению производственных вибраций должна производиться одновременно с решением основной задачи современного машиностроения— комплексной механизации и автоматизации производства. Введение дистанционного управления цехами и участками позволит полностью решить проблему защиты от вибраций.

В неавтоматизированных производствах осуществляют следующие методы по уменьшению вибраций: в источнике возникновения, по снижению их на путях распространения, по снижению вредного воздействия вибраций на работающих путем соответствующей организации труда, а также применения средств индивидуальной защиты и лечебно-профилактических мероприятий. основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1) снижение вибраций воздействием  на источник возбуждения (посредством  снижения или ликвидации вынуждающих  сил);

2) отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;

3) вибродемпфирование - увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

4) динамическое гашение колебаний - присоединение к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы;

5) изменение конструктивных  элементов машин и строительных  конструкций.

 

Задача № 6

При ремонтных работах  в подвальном помещении  страховой  компании была повреждена изоляция осветительной  проводки, и фазный провод коснулся арматуры железобетонного перекрытия, электрически связанной с арматурой  фундамента здания. Оцените опасность  для сотрудницы компании, которая, разговаривая по телефону в своем кабинете, положила ноги на батарею отопления, при этом рукой она коснулась корпуса  зануленного принтера. Для упрощения анализа будем полагать, что сотрудница касается батареи оголенной ногой.

Исходные данные

 Система освещения и все оборудование страховой компании запитаны от трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью; фазное напряжение - 220В. Сопротивление заземления нейтрали r_о - 3.9 Ом.

Вариант	rфун, Ом	rот, Ом	Rh, Ом
а	82	140	4100

r_фун  - сопротивление растеканию тока в земле фундамента здания

r_от  - сопротивление растеканию тока в земле системы топления

R_h  - сопротивление тела сотрудника компании

Схема для анализа

Эквивалентная схема

Чтобы определить напряжение прикосновения и ток проходящий через тело человека нужно сначала найти напряжение между нейтральной точкой и землей U_оз. Между точками о и з расположены сопротивление r_о и цепь из сопротивлений R_h и r_от. При определении напряжения U_оз влиянием R_h и r_от можно пренебречь, поскольку их сумма на несколько порядков больше сопротивления r_о. Таким образом, ток замыкания на землю I_з находится по формуле:

,

где Е - фазное напряжение сети.

 

Поскольку практически весь ток I_з проходит через сопротивление r_о,

U_оз=I_зr_о

U_оз=2,56*3,9=9,984В

Ток через тело сотрудника компании:

 

Напряжение прикосновения:

U_пр= I_hR_h

U_пр=0,0024*4100=9,84

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов  при аварийном режиме бытовых  электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.

Продолжительностьвоздействия t, с	Нормируемаявеличина		Продолжительностьвоздействия t, c	Нормируемаявеличина
	U, B	I, мА		U, B	I, мА
От 0,01 до 0,08	220	220	0,6	40	40
0,1	200	200	0,7	35	35
0,2	100	100	0,8	30	30
0,3	70	70	0,9	27	27
0,4	55	55	1,0	25	25
0,5	50	50	Св. 1,0	12	2
Примечание - Значения напряжений прикосновения и токов установлены  для людей с массой тела от 15 кг.

 

 

 

Задача №21

 

Организационно – технические  мероприятия в машинном зале ТЭЦ  позволили высвободить одного рабочего, двоих исключить из контингента  виброопасных профессий. Определить экономию средств, обусловленную повышением уровня вибробезопасности.

Исходные данные:

Среднегодовые расходы на спецодежду и другие средства индивидуальной защиты на одного рабочего – 980 руб.

Среднегодовая стоимость  лечебно – профилактического  обслуживания одного рабочего виброопасной профессии – 220 руб.

Затраты на лечебно –  профилактическое питание  одного рабочего виброопасной профессии в год – 2200 руб.

 

Вариант	Среднегодовая заработная плата  одного рабочего виброопасной профессии , руб.	Среднегодовая стоимость  санитарно – бытового обслуживания одного работающего  , руб.	Компенсационные выплаты  и доплаты за работу во вредных  условиях труда на одного рабочего виброопасной профессии в год , руб.	Годовая экономия затрат на подготовку и переподготовку кадров за счет сокращения текучести кадров , руб.
а	56000	640	7200	1100

 

Указания к  решению задачи

Экономия средств, обусловленная  повышением уровня вибробезопасности труда на предприятии определяется по формуле

где – число высвобождаемых работников;

 – число работников, исключенных из контингента виброопасных профессий.

Э=56000+980+640+2*(7200+220+2200)+1100=77960руб.

 

Задача по теме «Микроклимат»

Методика расчета  и выбора кондиционера

Вариант 1

По последней цифре учебного шифра	Вид помещений	По предпоследней цифре учебного шифра	Вариант	Размеры помещения			Число людей в помещении, n	Число компьютеров, m	Потребляемая мощность Р, Вт
				Длина, м	Ширина, м	Высота, м			Системный блок	Монитор
3-6	Лаборато-рии	1-6	А	6,6	4,8	3,0	5	2	300	100
		2-7	Б	6,5	4,0	3,2	6	4	250	120
		3-8	В	9,0	3,2	3,0	5	3	350	80
		4-9	Г	9,0	5,0	3,5	7	2	500	100
		5-0	Д	4,0	3,0	2,5	4	2	300	80

 

Определим тепло от солнечной радиации Q_1:

Q₁ = V_п ^. q,

где  V_п = S ^. h , S – площадь помещения (м²); h – высота помещения (м); q = 40 Вт/м³ – тепло солнечной радиации на 1 м³(среднее значение).

Q₁=6,6*4,8*3,0*40=3801,6Вт

Определим количество теплоты от находящихся в помещении людей Q₂:

Q₂ = q_ч ^. n,

где q_ч – количество тепла, выделяемое одним человеком принять равным 100 Вт/чел; n – число людей, находящихся в помещении.

Q₂ = 100*5=500Вт

Определим количество теплоты от находящейся в помещении оргтехники Q₃:

Q₃ = (q_с+ q_м) m*0,4

где q_с, q_м– количество тепла, соответственно, от системного блока, монитора; m – количество компьютеров.

Q₃ =(300+100)*2*0,4=320Вт

Рассчитаем количество избыточной теплоты, поступающей в помещение Q_изб:

Q_изб = Q₁ + Q₂ + Q₃

Q_изб =3801,6+500+800=4621,6Вт=4,6кВт

Исходя из рассчитанного  нами количества избыточной теплоты  выбираем модель кондиционера по холодопроизводительности: McQuay MWM020G с холодопроизводительностью 5,569кВт стоимостью 1250$.

 

Задача по теме «Освещение»

Вариант 1.

По последней цифре учебного шифра	Вид производства	Вариант по предпоследней цифре учебного шифра	Производственное помещение	Габаритные размеры помещения, м			Наименьший размер объекта  различения	Контраст различения объекта  с фоном	Характеристика фона	hc, м	Характеристика помещения  по условиям запыленности
				длина А	ширина В	высота Н
3-6	Автоматические участки	1-6	Автоматические линии металлопокрытий	60	24	8	0,48	Средний	Средний	0,2	Средняя
		2-7	Участок автоматизированных установок	90	24	8	0,45	Большой	Средний	0,3	Малая
		3-8	Механизированный участок получения заготовок	46	24	8	0,5	Средний	Светлый	0,4	Средняя
		4-9	Автоматические линии	80	36	5	0,34	Большой	Светлый	0,4	Средняя
		5-0	Участок автоматической сборки	50	18	6	0,25	Большой	Светлый	0,5	Средняя

 

Определим разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещенности на рабочем месте, используя данные варианта и нормы освещенности:

III разряд зрительной работы, подразряд В, норма освещенности е_н=300.

Рассчитаем число светильников:

N = S / LM

где S – площадь освещаемого помещения (S=A*B), м²; М – расстояние между параллельными рядами, м.

L = 1,75*Н_р ;

Н_р = Н – h_p – h_{c ,}

где Н – высота помещения, м; h_p – высота рабочей поверхности от пола, h_p=0,8м; h_c – расстояние от потолка до нижней кромки светильника, м.

В соответствии с рекомендациями

М ≥ 0,6 Н_р

Высоте подвеса светильников над рабочей поверхностью:

Н_р =8-0,8-0,2=7

Расстояние между центрами светильников:

L = 1,75*7=12,25

В соответствии с рекомендациями М ≥ 0,6 Н_р, так как оптимальное значение М = 2…3м, то при получении в расчетах М > 3, рекомендуется принять  оптимальное значение лучше =2.

М=2

Число светильников будет  равно: N=60*24/12,25*2=58,7 ≈59

Определим световой поток группы ламп в системе общего освещения:

где Е_н – минимальная нормируемая освещенность (для системы общего освещения), лк; Z – коэффициент учитывающий неравномерность освещения поверхностей, расположенных под светильниками и между ними (принимают в пределах 1,15 – 1,3),  для расчетов Z = 1,1; К – коэффициент запаса учитывающий потерю эмиссии ламп в процессе эксплуатации и снижения светового потока за счет загрязнения светоотдающих поверхностей, Значения коэффициента запаса зависят от характеристики помещения: для помещений с большим выделением пыли К = 2, со средним К = 1,8, с малым К = 1,5; N – число светильников; η – коэффициент использования светового потока ламп (η зависит от коэффициентов отражения от потолка ρ_п и стен ρ_с , высоты подвеса светильников над рабочей поверхностью Н_р и показателя помещения ί).

Показатель помещения  определяется по формуле

η=0,34+0,75(0,57-0,34)=0,5125

 

Подоберем лампу:

Ф_лампы= Ф_расч  / n, так как 11000 лм < Ф_РАСЧ <  24000 лм, то n=4

Ф_лампы=5598,7

Подходящая лампа –  Osram L58/31-830 PLUS с мощностью 58Вт, световым потоком 5200лм и ценой 100 руб.

Определим мощность, потребляемую осветительной установкой и ориентировочные затраты на покупку ламп:

Потребляемая мощность, Вт, осветительной установки