Расчет зз. по допустимому

В грунтах с или при малых площадях зз. невозможно обеспечить .

	Согласно ГОСТ 12.1.030-81 вблизи рабочих мест , а вне зоны обслуживания .
Рис.21. Зависимость R3 от площади зз.

В указанных условиях можно обеспечить с помощью увеличения частоты сетки, исходя из уравнения:

Контроль зз. производят не реже 2 раз в год. Сопротивление зз. измеряют по схеме:

Рис.22. Схема измерения методом амперметра – вольтметра.

Зануление.

Зануление применяют в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000В.

Назначение зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям, оказывающимся под напряжением.

Принцип действия защиты занулением заключается в автоматическом отключении поврежденного участка и одновременно – в снижении корпуса на время, пока не сработает отключающий аппарат (max токовая защита).

Рис.23. Схема зануления а) принципиальная; б) замещения.

Основные требования к занулению – обеспечить надежное и быстрое (доли секунды) срабатывание защиты для отключения поврежденного оборудования. Для этого необходимо обеспечить условие:

,

где - номинальный ток плавного предохранителя или ток установки (срабатывания) автоматического отключения аппарата;

k – коэффициент надежности срабатывания.

Нормирование зануления (ГОСТ 12.1.030 - 81):

а) Сопротивление нулевого проводника

б) сопротивление рабочего заземлителя

в) коэффициент надежности:

- для плавких выключателей ;

- для автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем (осечкой) .

Расчет зануления.

Заключается в выборе нулевого защитного проводника с сопротивлением, обеспечивающим требуемый ток короткого замыкания и выборе отключающего аппарата, время срабатывания которого .

Ток к.з. в комплексной форме

- сопротивление трансформатора комплексное (принимается из таблицы).

В расчетах допустимо использовать формулу:

,

где и по формуле

,

где - удельное сопротивление проводника для Cu – 0,018,

для Al – 0,028;

l – длина проводника (м);

S – сечение проводника ().

и - для медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (), ими можно пренебречь.

- взаимное индуктивное сопротивление петли «фаза – нулевой проводник»

;

В практических расчетах удельное взаимное индуктивное сопротивление

При прокладке нулевых проводов кабелем или в стальных трубах можно пренебречь.

Без защитного зануления ; с занулением .

Для выбранного нулевого защитного проводника ток через человека

Время отключения поврежденного участка цепи

Повторные заземлители.

Применяют для снижения напряженности на корпусе относительно земли в момент прохождения тока к.з. и особенно при обрыве нулевого защитного проводника. Повторное заземление выполняют путем заземления нулевого защитного проводника на вводе здания и на концах питающей ЛЭП. Общее сопротивление повторных заземлителей нулевого защитного проводника должно быть:

Повторное и рабочее заземления действуют как делитель напряжения.

При замыкании фазы на корпус и отсутствии обрыва ток через человека при использовании повторного заземлителя

При обрыве нулевого защитного проводника

Рис.23. Схема зануления а) принципиальная; б) замещения.

Контроль заземления.

Не менее 1раза в год измеряют и определяют следующие параметры: - сопротивление петли; . Измеренные значения сравнивают с допустимыми по нормам.

Защитное отключение.

Защитное отключение (а.з.о.) – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения человека током.

В основе З.О. лежит принцип ограничения времени протекания тока через человека. Наибольшее распространение получили З.О. с , .

Основные требования к а.з.о.

а) быстродействие , где

время отключения а.з.о. складывается из времени срабатывания прибора з.о. (реле ) и времени срабатывания собственного автомата (0,06с электромагнитного и с теплового) ;

б) надежность, т.е. отсутствие отказов, а также ложных срабатываний;

в) высокая чувствительность, т.е. способность реагировать на малые изменения входного сигнала;

г) селективность – отключение только аварийного участка;

д) самоконтроль, а.з.о. могут применятся в сетях любого напряжения с любым режимом нейтрали (больше – до 1000В).

Принцип построения схем а.з.о. зависит от типа входного сигнала, поступающего к датчику:

- напряжение на корпусе (прямого действия);

- напряжение нулевой последовательности (косвенного действия);

- ток нулевой последовательности (косвенного действия);

- ток замыкания на землю (прямого действия);

- комбинированные.

Применяется в СССР:

- в передвижных устройствах;

- как дополнительная мера к защите заземления и заземления;

- в электроинструментах.

Пример: удар током от прикосновения к троллейбусу (если есть утечка на корпус). Ежегодно от этого гибнет около 50 человек.

Схема а.з.о. (вх. сигнал – напряжение на корпусе). Схема осуществляет защиту от глухих замыканий на землю и пригодна для сетей с изолированной и заземленной нейтралью, любого напряжения.

Такие схемы могут применятся только совместно с заземлением или другими мерами защиты. Напряжение срабатывания , при этом воздействует на реле , нормально – замкнутые контакты которого размыкаются и отключают МП.

Достоинства - простая.

Недостатки:

1) нет контроля исправности и самоконтроля;

2) зависит от ;

3) трудности с селективностью при общем заземлении;

4) требуются вспомогательные заземления.

Схема а.з.о. (входной сигнал – ток нулевой последовательности). В этой схеме датчиком является трансформатор тока нулевой последовательности ТТНЛ. Первичная обмотка ТТНЛ – три фазных провода (1), вторичная обмотка (2) намотана на кольцевом магнитопроводе (3).

Схема а.з.о. по току н.п. а) принципиальная б) ТТНП

Схемы этого типа осуществляют защиту от глухих () или неполных () замыканий на землю.

Назначение – обеспечить безопасность при прикосновении и заземлении или занулении корпуса при попадании ан него фазы или при прикосновении к токоведущим частям электроустановки.

В нормальном режиме геометрическая сумма токов трех фаз равна нулю . При замыкании на корпус симметрия токов нарушается .

Реле тока Т срабатывает при и отключается с помощью МП оборудованное М.

Схема имеет:

1) высокое быстродействие;

2) чувствительность;

3) обеспечивает селективность;

4) не зависит от сопротивления заземления;

5) пригодность для схем с заземленной и изолированной нейтралью ().

Прочие способы электрозащиты.

1)Использование малого напряжения.

- переменный ток , а в помещениях особоопасных , с повышенной опасностью;

- постоянный ток .

2) Электрическое разделение сетей.

Питание оборудования от специального разделительного трансформатора, который отделяет электрический приемник от первичной разветвленной протяжной сети (с большой емкостью и малым активным сопротивлением).

3)Оградительные устройства.

Обеспечивают недоступность токопроводящих частей для случайного прикосновения к ним.

4)Блокировка (механическая, электрическая).

Препятствует проникновению человека в опасную зону или устраняет опасность на время пребывания человека в этой зоне.

5)Предписывающие плакаты.

Предупреждающие: «Под напряжением. Опасно для жизни!»

Запрещающие: «Не влезай, убьет».

Разрешающие: «Работать здесь».

6) Двойная изоляция.

Состоит из рабочей и дополнительной, которая служит для защиты человека от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей. Рабочая - .

Усиленная рабочая изоляция обеспечивает такую же защиту, как двойная – 5МОм.

7) Средства индивидуальной защиты.

Основные СИЗ выдерживают рабочее напряжение. В эл. установках до 1000В к ним относятся:

- инструмент с изолированными рукоятками;

- диэлектрические перчатки;

- указатели напряжения.

Дополнительные СИЗ защищают от напряжения шага – коврики, боты.

Производство работ в электроустановках, допуск и оформление работ строго регламентировано ПТБ.

Организационные меры электрозащиты.

а) наряд или устное распоряжение с записью в журнал; в наряде указывают состав бригады, квалификацию по ТБ, меры электрозащиты, лицо ответственное за безопасность;

б) допуск бригады к работе (дежурный указывает отключенный участок и показывает, что напряжение отсутствует указателем или рукой);

в) надзор за бригадой во время работы;

г) оформление переходов (на другие участки) и окончание работы.

Технические меры защиты.

Технические меры защиты обеспечивают безопасность персонала при выполнение работ с полным или частичным снятием напряжения с эл. установки.

а) отключение с видимым разрывом (или двойное);

б) вывешивание плакатов по ТБ (Например: «Не включать работают люди», «Работать здесь». И при необходимости установка временных ограждений.);

в) проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях установки;

г) наложение временных заземлений.

Лекция №5

Тема: Защита от облучения электромагнитной энергией радиочастот.

Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на человека и нормирование.

Действие ЭМП на человека тем значительнее, чем выше напряжённость поля, частота излучения и длительность воздействия. При облучении происходит нагрев тела с повышением его температуры. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Жалобы на боли в сердце, нарушение сна, головная боль, быстрое утомление, раздражительность, потеря памяти. Большинство изменений накапливается. Предельно допустимые уровни (ПДУ) облучений установлены в зависимости от частоты излучения ЭМП условно подразделяют на 3 вида:

Вид ЭМП	F,МГц	l,м
вч	0,03¸30	10000¸10
увч	30¸300	10¸1
свч	300¸300000	1¸0,001

ЭМП любой частоты имеет 3 условные зоны в зависимости от расстояния X до источника:

· Зону индукции (пространство с радиусом Х< l/2P);

· Промежуточную зону (зону дифракции);

· Волновую зону, Х>=2Pl

Рабочие места вблизи источников ВЧ полей попадают в зону индукции. Для таких источников уровни облучений нормированы величиной напряжённости электрического Е(В/м) и магнитного Н(А/м) полей.

ГОСТом 12.1.006-84 установлены ПДУ на рабочем месте в течении всего рабочего дня:

F,МГц	Е.,В/м	F,Мгц	Н.,А/м
0,06¸3 3,0¸30		0,06¸1,5 30¸50	0,3
30¸50
50¸300

Работающие с генератором СВЧ попадают в волновую зону. В этих случаях ПДУ облучения нормируется по плотности потока мощности d (мВт / см²).

ПДУ для СВЧ установлены в зависимости от длительности облучения:

Длительность облучения	d, мВТ/см²
7 часов	0,01
Менее 2 часов	0,1
Менее 20 минут	1(с очками)

Контроль облучения.

Производят не реже 1 раза в год, измеряя Е, Н, d.

Датчиками для измерения являются: диполь (для Е); рамка (для Н); рупорная антенна (для d).

Способы и средства защиты от ЭМ облучений.

1. Экранирование источника или рабочего места.

2. Защита расстоянием (удаление рабочего места от источника).

3. СИЗ (средства индивидуальной защиты).

4. Рациональное размещение излучающего оборудования в помещение, позволяющее обеспечить минимум направленности прямой и отражённой энергии на рабочее место.

5. Сигнализация о превышении ПДУ облучения (сигнализатор типа П2-2).

6. Ограничение длительности работы персонала и оборудования.

Экранирование.

Для отражающих экранов используют металлы (медь, латунь, алюминий, сталь), имеющие высокую проводимость. Экраны в виде: листов толщиной 0,5 мм (или по расчёту); сетки из проволоки 0,1¸1,0 мм с ячейками 1´1, 10´10 мм (в зависимости от l, нужно <<l). Форма экранов: замкнутые (камеры); незамкнутые (щит, П-образный, полусфера и т.п.).

При использовании экранов ЭМ энергия поглощается в поверхностном слое металла, частично отражаясь в сторону источника. Основная характеристика экрана - эффективность экранирования, т.е. степень ослабления ЭМП.

Экранирование высокочастотных термических установок.

Рабочий элемент-конденсатор.

Расчёт заключается в определении размеров экрана. В качестве экрана может быть использован, например, замкнутая труба квадратного сечения.

а)

б)

а) продольное и б) поперечное сечение экрана.

Напряжённость электрического поля Е ослабляется экраном и убывает обратнопропорционально квадрату расстояния (Х) от источника до оператора.

Отсюда соотношение геометрических размеров экрана:

,

где – напряжённость на рабочем месте.

Рабочий элемент-индуктор.

Экран - замкнутый цилиндр с диаметром D.

Напряжённость магнитного поля на рабочем месте: Отсюда соотношение геометрических размеров экрана:

где I, r, n - ток, радиус индуктора, число его витков;

x - расстояние до рабочего места.

Защита от СВЧ энергии.

При снятии характеристик РЛС для ослабления облучения к волноводу подключат поглощающую нагрузку - порошковое железо, граффито - цементный наполнитель и др.

От утечек энергии защищаются металлическими экранами замкнутого и незамкнутого типа. Металлы отражают практически всю падающую на них энергию, существенно отражают и др. металлы. Частично отражённую от экранов, оборудования энергию поглощают с помощью покрытий из непроводящих материалов (каучук, поролон и др., с проводящими добавками), где энергия рассеивается в виде тепловых потерь.

Коэффициент отражения:

, при ,

Другой вид поглощающих покрытий действует по принципу вычитания амплитуд прямой и запаздывающей отражённых волн. Это интерференционные поглощающие покрытия. Сдвиг по фазе достигается за счёт толщины покрытия, которая должна быть равной нечётному n

числу четвертей волны ЭМЭ (n =1,3,5…).

Равенство амплитуд получают за счёт материала, в качестве которого используют резину, обработанную ферромагнитным порошком железа.

Защита от облучения при настройке и испытаниях СВЧ установок.

Настройку выполняют в закрытых камерах - экранах, требование к которым следующие:

· При работе на полную мощность утечка энергии не должна превышать;

· Управление установкой - дистанционное;

· Применение блокировки дверей (автоматически снимает напряжение при открытии дверей);

· Вентиляционные, смотровые отверстия, рукоятки управления должны быть защищены от утечек энергии в окружающую среду.

Способы защиты от утечек сквозь отверстия.

а)

б)

1 - стенка установки или экрана;

2 - труба длиною L;

3 - сетка с мелкими ячейками на входе и выходе из трубы;

4, 5 - сечение трубы в виде - сот или круглое.

а) Защита в виде сеток на входе и выходе. Размер ячейки сетки <<l. Сетка подбирается из таблиц в зависимости от мощности и длины волны.

б) Внутри трубы по всей длине размещается решётка из металлических сот L>>l.

Соотношение размеров решётки:

в) Открытая труба - цилиндр с размерами:

Защита рабочего места и помещений.

При невозможности экранировать источник и защититься от утечки, экранируют рабочее место, используя эластичные материалы для чехлов, спецодежды (х/б ткань с металлическим проводом в виде сетки с ячейкой 0,5 мм). Площадь нормируется от 40 до 70 м в зависимости от мощности источника. Металлические предметы и оборудование, отражающие предметы и оборудование, отражающие утечки энергии, удаляют.

Профилактика: медосмотры 1 раз в год; дополнительный отпуск - 12 рабочих дней; сокращённый рабочий день - при превышении ПДУ.

Дата добавления: 2014-01-07