Проверка соответствия запроектированного электрооборудования объекта требованиям пожарной безопасности, проверочный расчет заземляющего и молниезащитного устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия

Государственной противопожарной службы

Кафедра пожарной безопасности объектов защиты

(в составе УНК «Государственный надзор»)

Курсовой проект

По дисциплине: «Пожарная безопасность электроустановок»

Тема: Проверка соответствия запроектированного электрооборудования объекта требованиям пожарной безопасности, проверочный расчет заземляющего и молниезащитного устройства

Выполнил студент:

Карауш Николай Васильевич,

3 курс, ПБ-3.1.19(Х) учебная группа

Руководитель: профессор кафедры

доктор технических наук,

ст.н.с. А.Л. Никифоров

Иваново 2022



ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия

Государственной противопожарной службы

Кафедра пожарной безопасности объектов защиты

(в составе УНК «Государственный надзор»)

План - график

выполнения курсовой работы

Карауш Николай Васильевич студент 3 курс,

ПБ-3.1.19(Х) учебная группа

Тема: Проверка соответствия запроектированного электрооборудования объекта требованиям пожарной безопасности, проверочный расчет заземляющего и молниезащитного устройства

№ п/п	Основные этапы выполнения работы	Срок выполнения	Отметка руководителя о выполнении
1.	Выполнение чернового варианта работы
2.	Работа над выводами по параграфам и главам
3.	Оформление научно-справочного аппарата работы (сквозные ссылки, список литературы)
4.	Исправление работы в соответствии с замечаниями руководителя
5.	Выполнение окончательного варианта работы с учетом требований руководителя
6.	Представление работы руководителю на отзыв
7.	Представление работы на защиту



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И КЛАССА

1.1 Характеристика среды

1.2 Экспертиза электроустановок

2. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ СЕТИ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВА

2.1 Расчет групповой сети

2.2 Расчет силовой магистральной сети

3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

3.1 Расчёт групповой сети

3.2 Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты

3.3 Расчет магистральной осветительной сети

4. РАСЧЕТ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

4.1 Выбор конструктивных элементов молниеотвода

4.2 Расчёт зоны защиты молниеотвода

4.3 Проверка соответствия высоты молниеотвода

5. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

5.1 Проверочный расчет заземляющего устройства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Развитие экономики государства требует широкого внедрения в практику достижений электротехнической науки. Мы являемся свидетелями все более широкого применения электричества, буквально во всех областях деятельности человека: в промышленности и в сельском хозяйстве, космонавтике и медицине, в сфере услуг.

Электрическая энергия остается самой доступной и удобной для передачи ее на большие расстояния без значительных потерь и преобразования в другие виды энергии.

Вместе с тем следует помнить, что использование электрической энергии связано с пожарной опасностью, с опасностью взрывов при эксплуатации электроустановок во взрывоопасных производствах.

Пожаро- и взрывоопасность электроустановок достигается обязательным соблюдением требований нормативных документов по их проектированию, монтажу и эксплуатации. Вместе с тем в последние годы количество пожаров от электроустановок увеличивается. Имеют место также пожары от разрядов молнии и статического электричества. Поэтому перед работниками пожарной охраны ставятся задачи качественного улучшения надзорных профилактических функций в области пожаро- и взрывоопасного применения электроустановок.

Целью выполнения курсового проекта является надзор за обеспечением пожарной безопасности электроустановок при их проектировании, монтаже и эксплуатации.

Рекомендации по устранению нарушений требований норм пожарной безопасности, выявленных пожарно-технической экспертизой, должны быть на уровне современных достижений науки и техники.

пожарная безопасность электроустановка молниезащита заземляющий



ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица 1. Номер варианта и заданий

Вариант			36
Номера заданий	18	23	31	45	53

Таблица 2. Производство и характеристика здания

Позиция задания	Размеры здания	Технологический процесс производства	С образуется при	Молниезащита	Магистральная эл. сеть
	Длина	Ширина	Высота			Тип молниеотвода	Высота (м)
36	18	40Ч20	8	Цех получения сероуглерода	аварии	Одиночный стержневой	36	ВРГ

Таблица 3. Задание по заземляющему устройству

№	Тип схемы	сгр	Кол-во осадков	Тип электрода	l, м	а, м	n, шт.	Тип и размеры электрода, мм	L, м	t, м
6	в	0,4·102	Выпадало небольшое количество осадков	-	-	-	-	Сталь, d = 60	75	0,5

Таблица 4. Задание по силовому электрооборудованию

№ задания	№ группы	Мощность электродвигателя, кВт	Исполнение по ПУЭ	Электропроводка	Исполнение аппаратов управления
				Групповая сеть	Магистральная сеть
23	1	3	1ExdIIAT1	ПРТО (ст.)	АСРБГ	1ExdIIAT1
31	2	22	1ExdIICT5	ААБГ (ок)		1ExdIICT5
45	3	20	1ExdIICT5	АСРБГ (л)		1ExdIICT5
53	4	30	IP22	СБ (ок)		IP22



Таблица 5. Задание по осветительному электрооборудованию

№ задания	№ группы	Количество и мощность электросветильника, шт.ЧВт	Исполнение по ПУЭ	Электропроводка	Исполнение аппаратов управления
				Групповая сеть	Магистральная сеть
23	1	15Ч100	IP54	АПВ (ок)	АСРБГ	IP54
31	2	15Ч500	IP44	ВРГ (л)		IP44
45	3	30Ч300	2ExedIICT2	ВРГ (ок)		2ExedIICT2
53	4	20Ч500	IP00	АППВ (ст)		IP00



1. ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И КЛАССА

1.1 Характеристика среды

Применяемые и вырабатываемые в процессе производства сероуглерод, сероводород и окись углерода характеризуются взрывоопасными и токсическими свойствами. Сероуглерод ядовит и легко воспламеняется. Температура самовоспламенения паров сероуглерода равна 126°С, температура вспышки 30 °С. В производственных условиях пары сероуглерода могут загораться в воздухе уже при температуре примерно 100 °С. В смеси с воздухом пары сероуглерода взрываются в пределах 1,25--50% (об.) или при содержании 26--1610 г/м.

Самовоспламенение смесей сероуглерода в определенных условиях возможно при температуре до 80 °С. Газовоздущные смеси сероводорода с воздухом имеют пожаро- и взрывоопасные свойства. Границы воспламенения сероводорода составляют 4,3--45,5% (об.), поэтому сероуглерод чрезвычайно огне- и взрывоопасен. Особенно взрывоопасно загорание его в закрытых емкостях и аппаратах. Сероуглерод является сильным ядом.

Сероуглерод - это бесцветный жидкость с характерным запахом. Сильно огнеопасно. Многие реакции могут привести к пожару или взрыву. В огне выделяет раздражающие или токсичные пары (или газы). Вещество может всасываться в организм при вдыхании через кожу и через рот.

Классификация взрывоопасной смеси по п.7.3.28 [2]. Распределение взрывоопасных смесей газов и паров с кислородом воздуха по категориям и группам приведено в п. 7.3.28 т.7.3.3. [2].



Таблица 1.1. Характеристика среды горючей жидкости

Вид	Коксовый газ
Категория смеси	IIC п. 7.3.26 т.7.3.1
Группа смеси	Т5 п. 7.3.27 т. 7.3.2.
Вывод	Характеристика взрывоопасной смеси технологической среды IIВТ5.

Теперь определим класс зоны насосной станции по перекачке сероуглерода. Зона расположена в помещении, где могут образоваться взрывоопасные смеси паров с кислородом воздуха только в результате аварии или неисправности.

На основании п. 7.3.45 [2] данное помещение относится к зоне класса СII, т.к.:

- зона расположена в помещении;

- возможен переход какао-порошка во взвешенное состояние;

- взрывоопасная смесь образуется при нормальном режиме работы.

На основании ст. 19 [1] зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, относятся к 21-му классу.

Таким образом, В цехе производства какао-порошка, согласно ПУЭ, располагается взрывоопасная зона класса В-II и взрывоопасная зона 21-го класса согласно Федеральному закону [1].



1.2 Экспертиза электроустановок

Сведения о характеристике проводов и кабелей представлена в таблице 1.2 и 1.3.

Таблица 1.2. Характеристика электропроводки

марка эл. проводки	Провод/ кабель	ТВЖ	изоляция	оболочка	броня	покров	способ прокладки
1	2	3	4	5	6	7	8
Электропроводка силовой сети
ПРТО (ст)	провод	медная	резин.	-	-	-	в стальных трубах
АПН (ст)	провод	алюмин.	найрит.	-	-	-	в стальных трубах
НРГ (л)	кабель	медная	резин.	найрит	-	без покрова	в лотках
АСБ (л)	кабель	алюмин.	бумажн.	свинцов.	стальная лента	джут	в лотках
Электропроводка осветительной сети
АПВ (ок)	провод	алюмин.	ПВХ	-	-	-	открыто по конструкциям
ВВБ (л)	кабель	медная	ПВХ	ПВХ	стальная лента	джут	в лотках
АБ (ок)	кабель	алюмин.	бумажн.	-	стальная лента	джут	открыто по конструкциям
ПРТО (ст)	провод	медная	резин.	-	-	-	в стальных трубах
Электропроводка магистральной сети
АСРБГ	кабель	алюмин.	резин.	свинцов.	стальная лента	без покрова	в земле



Таблица 1.3. Экспертиза электрооборудования

Хар-ка среды, класс зоны	Сведения об электрооборудовании	Вывод о соответствии электрооборудовании	Предлагается
	Требуется по ПУЭ	Дано по заданию
1	2	3	4	5
Силовое электрооборудование
Зона В-II В/о среда IIТ2	На основании п. 7.3.66 т. 7.3.10 [2] допустимый уровень взрывозащиты «Взрывобезопасное», знак уровня- 1 основание п. 7.3.32 [2]. Температурный класс выбирается учитывая п. 7.3.63 [2], температура нагрева поверхности должна быть не более 2/3Tсмв,380·2/3=253 °C. Исполнение эл. двигателя 1Ex_IIT3	1ExdIIAT1 IP44 IP23 1ExdIIAT2	Не соответствует по температурному классу осн. п. 7.3.36 т. 7.3.7, п. 7.3.63 [2] Не соответствует по исполнению защитной оболочки осн. п.7.3.66 [2] Не соответствует по исполнению защитной оболочки осн. п.7.3.66 [2] Не соответствует по температурному классу осн. п. 7.3.36 т. 7.3.7, п. 7.3.63 [2]	1Ex_IIT3 1Ex_IIT3 1Ex_IIT3 1Ex_IIT3
Осветительное электрооборудование
	На основании п.7.3.76. т.7.3.12. допустимый уровень взрывозащиты «Повышенной надёжности против взрыва», знак уровня- 2 основание п.7.3.32. маркировка исполнения эл. светильника 2Ех-IIBT2	IP44 IP54 2ExdIIВT3 IP54	Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76. Соответствует Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76.	2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2
Аппараты управления
	На основании п.7.3.68. т.7.3.11. допустимый уровень взрывозащиты «Взрывобезопасное», знак уровня - 1 основание п.7.3.32. маркировка исполнение эл. двигателя 1Ех_IIT1	1ExdIIBT3 0ExiIIAT1 IP45 IP23	Соответствует Не соответствует по подгруппе и по температурному классу электрооборудования осн. п.7.3.60. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание. п.7.3.68. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание. п.7.3.68.	2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2
		Электропроводки силовой сети
	Не допускается применение неизолированных проводов п.7.3.92. Не допускается применение алюминиевой жилы п.7.3.93. Не допускается применение проводов и кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой. Не допускается применение кабелей с алюминиевой оболочкой п.7.3.102. Не допускается применения кабелей с горючими покрытиями п.7.3.108. Способ прокладки провода - в стальных трубах, бронированные кабели - открыто по конструкциям, небронированные - в коробах п.7.3.118. т.7.3.14.	СРГ (ок) АПВ (ст) ААБ(ок) ААБ(л)	соответствует Не соответствует по жиле основание п.п. 7.3.93. Не соответствует по жиле п.п. 7.3.93 и способу прокладки основание. п.7.3.118. т.7.3.14. Не соответствует по жиле основание п.п. 7.3.93.	СРГ (ст) СРГ (ок) СРГ (л)
Электропроводка осветительной сети
		ТПРФ (ок) ПРВ (ст) АППВ (ок) ППВС (ст)	Соответствует Соответствует Не соответствует по жиле п. 7.3.93 и способу прокладки осн. п.7.3.118. т.7.3.14. Соответствует	СРГ (ок)

Экспертиза магистральной линии не производится, так как она расположена за пределами взрывоопасной зоны.



2. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ СИЛОВОЙ СЕТИ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВА

2.1 Расчет групповой сети

Определим нормальный ток двигателя, для этого нам даны исходные (табл.5). данные для проведения проверочного расчёта по формуле 2.1.1

Uн = 380В	P1=3
з = 0,89	P2=22
cosц = 0.9	P3=20
КПТ = 3	P4=30
б =2

(2.1.1)

Здесь указаны паспортные данные электродвигателей:

Рн. дв - номинальная мощность электродвигателя;

^U_н - номинальное напряжение электродвигателя;

сosц - номинальный коэффициент мощности электродвигателя;

Ю - номинальный КПД электродвигателя.

Теперь определим номинальный ток двигателя 1, 2, 3, и 4 группы

Затем, произведем расчет защита электродвигателей от токов перегрузки. Он осуществляется тепловым реле, установленными в магнитных пускателях серии ПМЕ, ПАЕ, ПА, установленными в электрощитовой (отдельное электротехническое помещение) п. 7.3.78 [2].

Выбор тепловых реле магнитных пускателей производится по формуле 2.1.2.

(2.1.2)

Тип и параметры магнитного пускателя определяются по любой справочной нормативно-технической литературе или табл.12 Приложения 2 методических рекомендаций.

Для всех групп электродвигателей выбираем магнитный пускатель ПМЕ

Определяем условия выбора магнитного пускателя для электродвигателя 1-й группы:

Выбираем магнитный пускатель с тепловым реле ТРП-8/10

Определяем условия выбора магнитного пускателя для электродвигателя 2-й группы:

Выбираем магнитный пускатель с тепловым реле ТРП- 60/60

Определяем условия выбора магнитного пускателя для электродвигателя 3-й группы:

Выбираем магнитный пускатель с тепловым реле ТРП- 60/50

Определяем условия выбора магнитного пускателя для электродвигателя 4-й группы:

Выбираем магнитный пускатель с тепловым реле ТРП- 150/80

Теперь произведем расчёт защиты электродвигателя от токов короткого замыкания.

По условиям задания защита электродвигателей выполняется предохранителем по формуле 2.2.3:

(2.2.3)

где I^т_{н. вст} - номинальные табличные данные плавкой вставки предохранителя значение берётся из табл.13 приложения 5 методических указаний;

I_{н. дв.}- номинальный ток двигателя;

КПТ- кратность пускового тока;

б- условия пуска электродвигателя.

КПТ=3, б= 2 по условиям задания

Определяем минимальный номинальный ток плавкой вставки для предохранителя 1-й группы:

Принимаем по табл. 13 Приложения 5 предохранитель ПР-2

10 А ? 8,4 А условие защиты выполняется

I^т_{ном. патрона}= 15 А мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 10 А номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя первой группы).

Определяем минимальный номинальный ток плавкой вставки для предохранителя 2-й группы:

Принимаем по табл. 13 Приложения 5 предохранитель ПР-2

80 А ? 62,5 А условие защиты выполняется

I^т_{ном. патрона}= 100 А мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 80 А номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя второй группы).

Определяем минимальный номинальный ток плавкой вставки для предохранителя 3-й группы:

Принимаем по табл. 13 Приложения 5 предохранитель ПР-2

60 А ? 56,8 А условие защиты выполняется

I^т_{ном. патрона}= 100 А мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 60 А номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя третей группы).

Определяем минимальный номинальный ток плавкой вставки для предохранителя 4-й группы:

Принимаем по табл. 13 Приложения 5 предохранитель ПР-2

10 А ? 85,3 А условие защиты выполняется

I^т_{ном. патрона}= 100 А мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 100 А номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя четвертой группы).

Расчёт или проверка сечения проводников производится по одному из трёх условий:

а) для зон классов В-I, В-Iа, В-II, В-IIа.

Электропроводка расположена во взрывоопасной зоне, следовательно, на основании п. 7.3.97. [2] принимаем коэффициент 1,25 (2.2.4).

(2.2.4)

Сечение электропроводки определяем на основании требований главы 1.3. [2] п.п. 1.3.4.- 1.3.35.

Необходимо определить сечение 1 группы:

Требуемое сечение для кабеля СРГ 3Ч4 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3Ч4 м м² соответствует.

Определяем сечение 2 группы:

Требуемое сечение для провода СРГ 3Ч10 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3 Ч 10 мм² соответствует.

Определяем сечение 3 группы:

Требуемое сечение для кабеля СРГ 3Ч6 мм², основание т.1.3.4. [2].

Фактическое сечение кабеля СРГ 3 Ч 6 мм² соответствует.

Определяем сечение 2 группы:

Требуемое сечение для провода СРГ 3Ч10 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3Ч10 мм² соответствует.

Для четкого срабатывания аппаратов защиты от токов короткого замыкания необходимо выполнить условие:

Для предохранителей (2.1.5):

(2.1.5)

Для автоматов (2.1.6):

(2.1.5)

Если условие не выполняется, то необходимо увеличивать сечение проводника, что приведёт к увеличению I^т_доп. Так как защита всех групп от токов короткого замыкания предохранителями, то

Первая группа 20 А ? 7 А соответствует условию

Вторая группа 180 А ? 52 А соответствует условию

Третья группа 150 А ? 47 А соответствует условию

Четвертая группа 240 А ? 71 А соответствует условию.

2.2 Расчет силовой магистральной сети

Определяется рабочий ток питающей сети по формуле (2.2.1):

(2.2.1):

где _{н. двиг.} - алгебраическая сумма номинальных токов электродвигателей групповой сети;

К_с - коэффициент спроса, учитывающий одновременность работы всех электродвигателей и степень их загрузки. Принимается из табл. 10, приложения 5 при n= 4 группам К_с = 0,8.

Выбор защиты магистральной сети от токов короткого замыкания производится по условиям:

ѕ защита осуществляется предохранителем (2.2.2):

(2.2.2)

ѕ защита осуществляется автоматом (2.2.3):

(2.2.3)

В нашем случае защита магистральной сети осуществляется предохранителем типа ПР- 2, следовательно, расчёты будут производится по формуле 2.2.2

где - сумма номинальных токов всех электродвигателей, кроме одного (n - 1) наибольшей мощности;

I_{н. двиг.max. знач} КПТ- пусковой ток двигателя с наибольшей мощностью групповой сети

Принимаем предохранитель по табл. 13 Приложения 5 данных методических рекомендаций принимаем предохранитель ПР -2 600/350,

где I^т _{н патрона} = 200А

I^т _{н вставки} = 160А

В нашем случае защита от токов короткого замыкания в группах и магистрали осуществляется предохранителем, следовательно, условие селективности проверяем по формуле (2.2.4):

(2.2.4)

Здесь: I^т_{н. вст. магистр.}- табличное значение номинального тока плавкой вставки питающей сети.

I^т_{н. вст. max.знач. групп.}- табличное значение тока плавкой вставки для группы с наибольшей мощностью электродвигателя.

> 1,6. Условие селективности выполняется.

Расчёт сечения проводника выполняется по условию (2.2.5)

I^т_доп.?I_раб., (2.2.5)

Магистраль проложена в земле за пределами взрывоопасной зоны. Порядок расчёта или проверки сечения проводника магистрали такой же, как в групповой сети.

I^т_доп. ? 81,04 А

Принимаем сечение кабеля магистральной сети ВРГ 3Ч10+1Ч2,5 т.1.3.7. [2].

Проверка соответствия сечения проводника аппарату защиты от токов короткого замыкания

Проверка производится по одному из двух условий:

3I^т_доп. ? I^т_{н. вст.,}

I^т_доп. > I^т_{н. расц.}

Если условие не выполняется, то необходимо увеличить сечение проводника магистральной сети, что приведёт к увеличению I^т_доп.

В нашем случае защита выполняется предохранителем

3Ч 90 = 160А

270> 160 условие соответствия выполняется.



3 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ОСВЕТЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

3.1 Растёт групповой сети

Определение рабочих токов групп осветительного электрооборудования (3.1.1):

(3.1.1)

где К_с=1- коэффициент спроса, учитывающий одновременность включения ламп;

U_н=220В - номинальное напряжение сети;

Р_л - мощность лампы светильника;

n- количество светильников в группе.

Определяем рабочий ток 1-ой группы:

Определяем рабочий ток 2-ой группы:

Определяем рабочий ток 3-ей группы:

Определяем рабочий ток 4-ой группы:

3.2 Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты

Расчёт защиты групп от токов перегрузки и короткого замыкания выполняется в зависимости от типа аппарата защиты:

ѕ предохранителем:

I^т_{н. аст.} ? I_раб.

I^т_{н. расц. тепл.} ? I_раб.

В нашем случае защита всех групп выполняется автоматическими выключателями с тепловым расцепителем А3161. Выбор автоматов производится по табл.5 Приложения 5 методических рекомендаций

1^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 18,2 А

Табл. 5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 20А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

20> 18,2 условие выбора соответствует.

2^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 27,3 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 30А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

30> 27,3 условие выбора соответствует.

3^я группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 27,3 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 30А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

30> 27,3 условие выбора соответствует.

4^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 13,6 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 16А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

50> 45,5 условие выбора соответствует.

Расчёт или проверка сечения проводников производится по одному из трёх условий, а именно:

ѕ для зон класса В-I, В-Iг, В-II, В- IIа п. 7.3.97 [2]

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. вст.} - предохранитель;

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. расц. тепл.}- автоматический воздушный выключатель;

ѕ для жарких помещений [2] табл. 1.3.3

I^т_доп. ? I^т_{н. вст.}/к_т- предохранитель

_тепл./к_т- автоматический воздушный выключатель;

ѕ для всех остальных помещений и классов зон:

I^т_доп. ? I^т_{н. вст.} - предохранитель

I^т_доп. ? I^т_{н. расц. тепл.} - автоматический воздушный выключатель.

I^т_доп.- табличное значение длительного допустимого тока, которое зависит от материала проводника, способа его прокладки, сечения проводника.

Электропроводка расположена во взрывоопасной зоне, следовательно, на основании п. 7.3.97. [2] принимаем коэффициент 1,25.

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. расц. тепл.} , (3.3.1)

Сечение электропроводки определяем на основании требований главы 1.3 [1] п.п. 1.3.10., 1.3.15., табл. 1.3.4 ч 1.3.34.

Определяем сечение 1^ой группы

I ₁ = 1,25 Ч 20 = 25А

Расчётное сечение (min. допустимое) для провода ТПРФ табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 27 А. S= 2,5мм²

Фактическое сечение провода ТПРФ 3Ч4 мм² соответствует. I^т_доп.= 32 А.

32> 25 условие выбора сечения проводника выполняется.

Определяем сечение 2^ой группы

I ₁ = 1,25 Ч 30 = 37,5А

Расчётное сечение (min. допустимое) для кабеля ПРВ табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 40 А. S= 6мм²

Фактическое сечение кабеля ПРВ 3Ч10 мм² соответствует.

Определяем сечение 3^ей группы

I ₁ = 1,25 Ч 30 = 37,5А

Расчётное сечение (min. допустимое) для кабеля СРГ табл. 1.3.6 [2]

I^т_доп.= 38 А. S= 4мм²

Фактическое сечение кабеля СРГ 3Ч10 мм² соответствует.

Определяем сечение 4^ой группы

I ₁ = 1,25 Ч 16 = 20А

Расчётное сечение (min. допустимое) для провода ППВС табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 23 А. S= 2мм²

Фактическое сечение провода ППВС 3Ч10 мм² соответствует.

Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты выполняется по условию:

I^т_доп. ? I^т_{н. расч.} (3.2.2)

1^я группа 32 ? 20 соответствует условию проверки.

2^я группа 40 ? 30 соответствует условию проверки.

3^я группа 50 ? 30 соответствует условию проверки

4^я группа 25 ? 16 соответствует условию проверки.

3.3 Расчет магистральной осветительной сети

Рабочий ток магистральной линии определяется по формуле 3.3.1

(3.3.1)

где: - сумма мощностей всех групп [Вт];

К_с - коэффициент спроса, К_с= 0,9;

U_н- номинальное напряжение сети, U_н= 380В.

Расчёт защиты магистральной сети выполняется пот одному из двух условий:

ѕ I^т_{н. вст.} ? I_{раб. маг.}

ѕ I^т_расц. ? I_{раб. маг.}

I^т_доп. ? I_{раб. маг.,}

I^т_расч. ? 42,5 А.

В нашем случае защита выполнена автоматическим воздушным выключателем А3124 по приложению 2 табл.5 данных методических рекомендаций:

А3124 , 60> 42,5 условие выбора аппарата защиты выполняется.

3.5.3. Расчет сечения проводника магистральной сети.

Расчёт сечения проводника производится по одному из двух условий:

ѕ I^т_доп. ? I_{раб. маг.}

ѕ I^т_доп. ? I^т_{н. вст.}

В нашем случае: I^т _доп. ? I^т_{н. расч.} = 42,5 А.

Рассчитываем сечение кабеля магистральной сети по табл. 1.3.7 [2]

I^т_доп.= 38 А, S= 2,5 мм² ВРГ 3Ч2,5

38> 30 условие выбора сечения проводника выполняется.



4. РАСЧЕТ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

4.1 Выбор конструктивных элементов молниеотвода

Защитное действие молниеотводов основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземлённые металлические сооружения. Защитное действие молниеотвода характеризуется вероятностью прорыва молнии. Под этой вероятностью понимают отношение числа разрядов молнии в защищаемый объект к общему числу разрядов в систему молниеотвод - объект. Под зоной защиты понимают пространство в окрестности молниеотвода, характеризующееся тем, что вероятность прорыва молнии к любому объекту внутри зоны не превышает некоторой достаточной малой величины. Конфигурация и размеры зон защиты получены на основе модельных экспериментов и расчётов, было предложено два типа зон защиты: зона типа А, обладающая степенью надёжности 99,5% и выше, и тип Б- 95% и выше. Степень надёжности защиты объекта в любом случае возрастает, когда объект удаётся расположить в глубине зоны защиты молниеотводов.

По типу молниеприёмников молниеотводы делятся на стержневые, тросовые и сетчатые. Кроме того, различают молниеотводы отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого объекта.

При одиночном стержневом молниеотводе зона защиты (при h ? 150м) представляют собой конус. Вершина конуса находится на высоте h₀ < h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом R₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защитного уровня сооружения h_х представляет собой круг радиусом R_х. Эти величины определяются следующим образом.

Зона типа А:

h ₀ = 0.85 h, (4.1)

R₀= (1,1- 0,002h)h, (4.1.2)

R_х= (1,1- 0,002h)(h- h_х / 0.85). (4.1.3)

Зона типа Б:

h ₀= 0.92 h, (4.1.4)

R₀= 1,5 h, (4.1.5)

R_х= 1,5(h- h_х / 0,92), (4.1.6)

где R_х и h_х определяются по закону подобия треугольников.

Для зоны типа Б высота молниеотвода при известных величинах R_х и h_х может быть определена по формуле

h= (R_х + 1,63h_х)/ 1,5. (4.1.7)

Одиночный тросовый молниеотвод.

Здесь h - высота троса в точке наибольшего провеса. С учётом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм² при известной высоте опор h_оп и длине пролёта б < 120 м высота троса h= h_оп.-2, а при б = 120-150 м h= h_оп.-3 м.

Конфигурацию и размеры зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов определяют по формулам.

Зона типа А:

h ₀= 0.85 h, (4.1.8)

R₀= (1.35- 0.0025h)h, (4.1.9)

R_х= (1,35- 0,0025h) (h- h_х/ 0,85). (4.1.10)

Зона типа Б:

h ₀= 0,92 h, (4.1.11)

R₀= 1,7h, (4.1.12)

R_х= 1,7(h- h_х/ 0,92), (4.1.13)

В нашем случае защита объекта производится одиночным тросовым молниеотводом.

Следующие пункты инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21 122-87содержат информацию о выборе конструктивных элементов молниеотводов:

- Опоры тросовых молниеотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность с учетом натяжения троса и действия на него ветровой и гололедной нагрузок (п.3.1.);

- Тросовые молниеприемники должны быть выполнены из стальных многопроволочных канатов сечением не менее 35 мм². (п.3.3.);

- Соединения молниеприёмников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполнятся, как правило, сваркой, а при невозможности болтовым соединением с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле соединения перед началом грозового сезона (п.3.4.);

- Токоотводы, соединяющие молниеприёмники с заземлителями выполняются из стали размерами не менее указанных в табл.3. [3] (п.3.5.);

- Рекомендуемые конструкции и размеры заземлителей приведены в табл.2. Минимально допустимые сечения электродов искусственных заземлителей нормированы в табл.3. (п.3.8.).

4.2 Расчёт зоны защиты молниеотвода

Молниеотвод - одиночный тросовый, устанавливаем на здании п.2.11. [3].

Расчет параметров одиночного тросового молниеотвода с зоной защиты Б производим в соответствии с [3, с. 30-31] по формулам 4.2.1 и 4.2.2:

(4.2.1)

(4.2.2)

При известных r_х и h_х высота молниеотвода может быть найдена из формулы 4.2.3

(4.2.3)

где h - высота троса в середине пролета.

В соответствии с [3, п.3.4] провис троса при расстоянии между опорами менее 120м составляет 2м. Высота опор молниеотвода составляет:

(4.2.3)

4.3 Проверка соответствия высоты молниеотвода

h_факт. h_расч. - по заданию высота молниеотвода h_факт. = 274,4 м > 36 м.

Таким образом, установленный молниеотвод соответствует по высоте расчётным данным. Теперь определим параметры зоны молниезащиты. Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие габаритные размеры:



5. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

5.1 Проверочный расчет заземляющего устройства

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайне мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделяющий трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.

Заземлением всей установки или её части называется преднамеренное гальваническое соединение с заземляющим устройством. Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством.

Во взрывоопасных зонах всех классов в качестве заземляющих проводников следует использовать искусственные заземлители, специально предназначенные для этой цели. Искусственные заземлители должны удовлетворять требованию 5.1.1:

(5.1.1)

где r_з - требуемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства по ПУЭ (п. 1.7.101)

Рис. 5.1. Тип схемы выполнения заземляющего устройства - внешний контур вдоль одной стены здания, горизонтальный электрод

Для цеха по производству сероуглерода проверить соответствие устройства повторного заземления требованием ПУЭ. Удельное сопротивление грунта r_изм, равно 400 Омм. В качестве вертикальных электродов заземлителя применяется сталь d=60мм, длиной l =75 м, заглубленная на t= 0,5 м от поверхности земли.

1. Определим расчетное сопротивление грунта 5.1.2:

(5.1.2)

Согласно исходным данным по условию задачи выпало большое количество осадков, значит принимаем значение коэффициента учитывающего климатические условия К для средневлажного грунта, коэффициент определяется по таблице 14 приложения 2 данных методических рекомендаций К=2.

Теперь определим сопротивление одиночного вертикального электрода 5.1.3 и 5.1.4:

(5.1.3)

(5.1.4)

Тогда:

Определение сопротивления растеканию тока всеми электродами, расположенными в ряд с учетом коэффициента использования , найденного по табл. 15 Приложения 5 данных методических рекомендаций. Расстояние между электродами а = 2,5 м, отношение расстояния между вертикальным электродом к длине вертикального электрода а/l=2,5/2,5=1.

Коэффициент использования вертикальных электродов =0,61 5.1.5;

(5.1.5)

Рассчитаем сопротивление горизонтальной полосы без учета коэффициента экранирования 5.1.6:

L=1,05•а•n_в=1,05•2,5•8=21 м. (5.1.6)

Сопротивление горизонтальной полосы с учетом коэффициента использования (экранирования) определяется по табл. 15 Приложения 2 данных методических рекомендаций

(5.1.7)

Сопротивление всего заземляющего устройства определяется по формуле 5.1.8:

(5.1.8)

Требуемое нормативное сопротивление заземлителя по ПУЭ при удельном сопротивлении грунта

При условиях:

1) линейное напряжение 380 В

2) удельное сопротивление грунта .

Согласно п. 1.7.101 ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта равно 5.1.9:

(5.1.9)

Но по условию 1.7.101 ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта не должно превышать десятикратного нормативного значения > r _з.н=40 Ом

Проверка на соответствие расчетного сопротивления заземлителя нормативному требованию п.1.7.101 ПУЭ.

>

40 Ом >29.5 Ом

Таким образов, конструкция заземляющего устройства соответствует требованиям п.1.7.101, то есть сопротивление фактического заземляющего устройства превышает нормативное сопротивление заземлителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении, рассмотрим необходимые противопожарные мероприятия.

Электродвигатель исполнения IP20 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIT1 (Основание п. 7. 3. 76 ПУЭ).

Электродвигатель исполнения 1ExdIIAT1 не соответствует по подгруппе и по температурному классу электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7. 3. 60 ПУЭ).

Осветительное оборудование исполнения IP44 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

Осветительное оборудование исполнения IP54 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

Осветительное оборудование исполнения IP54 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

Аппарат управления 0ExiIIAT1 не соответствует по подгруппе электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.60 ПУЭ).

Аппарат управления IP45 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

Аппарат управления IP23 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

Аппарат управления 0ExiIIAT1 не соответствует по подгруппе электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.60 ПУЭ).

Аппарат управления IP45 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

Аппарат управления IP23 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

Электропроводка 2-ой группы исполнением АПВ(ст) 3х6 мм² не соответствует по жиле, заменить на СРГ 3х6 мм² (ст). (Основание т.1.3.93 ПУЭ).

Электропроводка 3-ой группы исполнением ААБ (ок) 3х6 мм² не соответствует по жиле и способу прокладки, заменить на СРГ 3х6 мм². (Основание т. 1.3.93; п.7.3.118.; т.7.3.14 ПУЭ).

Электропроводка 4-ой группы исполнением ААБ (ок) 3х16 мм² не соответствует по жиле, заменить на СРГ 3х16 мм². (Основание т. 1.3.93 ПУЭ).

Электропроводку 3-ой группы исполнением АППВ 2х6 мм² (ок) Не соответствует по жиле п. 7.3.93 и способу прокладки осн. п.7.3.118. т.7.3.14. Заменить на СРГ2х6 мм². (Основание п.п.7.3.93., 7.3. 188.ПУЭ).



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Российская Федерация. Законы. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: ФЗ 22.07.2008 №123-ФЗ. Екатеринбург: Издательский дом Урал Юр Издат, 2008. 152 с. (в редакции Федерального закона от 10.07.2012 г. № 117-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»).

2. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. 656 с.

3. Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87: утв. Главтехуправлением. Минэнерго СССР 12.10.1987: Ввод в действ с 01.04.1988: М.: Энергоатомиздат, 1989. 56 с.

4. Корольченко, А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. М.: Асс. «Пожнаука», 2004. Ч.I, II..

5. Классификация и области применения электроустановок в пожаровзрывоопасных зонах. Справочное пособие: / Г.И. Смелков, В.Н. Черкасов, Е.Л. Шеститко и др. М.: ВНИИПО, 2001. 325 с.

6. Смелков, Г.И. Пожарная безопасность электропроводок / Г.И. Смелков. М.:ООО «Кабель», 2009. 328 c.

7. Черкасов, В.Н., Пожарная безопасность электроустановок: Учебник. / В.Н. Черкасов, Н.П. Костырев. М.: Академия ГПС МЧС России, 2002. 337 с.

Размещено на Allbest.ru

...