Курсовая работа: Опасность электрического тока

К_ав I_доп ? I_ав.нб;

где К_ав - коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме, показывающий, на сколько можно превышать I_доп, в зависимости от условий прокладки кабеля, определяется по таблице А5 Приложения А;

I_ав.нб - наибольший из средних за получасовых токов в послеаварийном режиме, А; I_ав.нб = I_нб.

1,25•69,92 А ? 66 А;

87,4 А ? 66 А - условие выполняется.

Второе условие выбора сечения необходимо для правильной работы аппаратов, защищающих сеть от перегрева, состоит в следующем:

I_доп ? I_{ном.защ.ап.} /К;

где I_{ном.защ.ап.} - номинальный ток защищающего аппарата, А;

К - коэффициент, равный К=3 для промышленных предприятий.

69,92 А ? 143/3 А;

69,92 А ? 47,7 А - условие выполняется.

Расчет зануления сводится к подбору условий, при которых справедливо неравенство, обеспечивающее надежность отключения аварийного участка сети с помощью средств защиты:

I_к.з. ? k I^защ ;

где I_к.з. - величина тока короткого замыкания в петле фаза-нуль, А;

I^защ - номинальный ток срабатывания средств защиты, А;

k - коэффициент запаса, величина которого зависит от типа применяемых средств защиты и характеристики помещения по пожарной опасности, определяется по таблице.

Величина тока короткого замыкания определяется по формуле:

I_к.з. = U_ф / [ z_т + v ( R_ф + R_н )² + ( Х_ф + Х_н + Х_п )² ], А;

где U_ф - фазное напряжение в сети, В;

z_т - полное сопротивление трансформатора;

R_ф - активное сопротивление фазного провода на участке от трансформатора до потребителя, Ом;

R_н - активное сопротивление нулевого провода на том же участке, Ом;

Х_ф и Х_н - индуктивное сопротивление фазного и нулевого провода, обусловленное внешним магнитным полем, Ом; эти величины в обычных практических условиях настолько малы, что позволяют пренебречь ими при проверочных расчетах;

Х_п - внутреннее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль, Ом.

Полное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

z_т = 270 U² / ( P +10), Ом;

где U_ф - величина фазного напряжения в кВ;

P - мощность трансформатора, кВ*А.

Z_т = ( 270 • 0,22²)/ ( 50+10) = 0,2178 Ом.

Активное сопротивление фазного провода рассчитывается по формуле:

R_ф = с l_пр / S_ф, Ом;

где с - удельное сопротивление материала проводов, Ом•мм²/ м; для меди с=0,018 Ом•мм²/м;

l_пр - расстояние от источника питания до точки прикосновения, м;

S - сечение провода, мм²; S = F_эк.

R_ф = ( 0,018•100)/ 25 = 0,072 Ом.

Исходя из требований Правил устройства электроустановок, что полная проводимость нулевого провода должна быть не менее 50% от проводимости фазного, то есть R_н ? 2R_ф. Примем величину сечения нулевого провода на порядок ниже, S_н = 16 мм². Активное сопротивление нулевого провода будет вычисляться аналогично фазному:

R_н = ( 0,018•100)/ 16 = 0,113 Ом.

Внутреннее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль определяется по следующей формуле:

Х_п = 0,126 ln ( D/r) ? l_пр, Ом/км;

где D - расстояние между проводами, м; D = 0,5 м;

r - радиус проводов, м.

Радиус проводов определяется, исходя из сечения проводов.

S = рr²;

Отсюда r = v(S/р).

r = v(25/3,14) = 2,82 мм;

Х_п = 0,126 ln(0,5/ 2,82•10^-3)•0,1 = 0,065 Ом.

I_к.з. = 220/ [ 0,2178 + v( 0,072 + 0,113)² + 0,065² ] = 532,3 А.

Номинальный ток срабатывания средств защиты определяется по следующей формуле:

I^защ = б I^потр / в, А;

где б - коэффициент соотношения между номинальным рабочим током и пусковым током потребителя, б = 6;

в - коэффициент режима работы, в = 1,8;

I^потр - номинальный рабочий ток потребителя.

Для электродвигателей, работающих на трехфазном переменном токе, номинальный рабочий ток рассчитывается по формуле:

I^дв = P • 1000 / ( v3 U_л з_дв cosц), А;

где P - мощность электродвигателя, кВ;

U_л - линейное напряжение в сети, В;

з_дв - к.п.д. электродвигателя; з_дв = 0,9.

I^дв = ( 20•1000)/ ( v3 • 380•0,9•0,8) = 43 А;

I^защ = 6•43/1,8 = 143 А.

Проверяем неравенство для плавких предохранителей во взрывопожароопасном помещении. Значения коэффициентов выбирают по таблице А6 Приложения А.

532,3 А ? 4•143 А;

532,3 А ? 572 А - неравенство неверное.

Условие безопасного отключения не выполняется для плавких предохранителей. Проверяем неравенство для автоматов с обратно зависимой от тока характеристикой во взрывопожароопасном помещении:

532,3 А ? 6•143 А;

532,2 А ? 858 А - неравенство неверное.

Условие безопасного отключения не выполняется для автоматов с обратно зависимой от тока характеристикой. Проверяем неравенство для безынерционных автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями при номинальном токе свыше 100 А:

532,3 А ? 1,25•143 А;

532,3 А ? 178,75 А - неравенство верное.

Условие обеспечения надежного отключения аварийного участка сети выполняется для безынерционных автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями при номинальном токе свыше 100 А при параметрах сети 3Ч25 + 1Ч16,мм² [5].

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрены опасность поражения электрическим током, воздействие электрического тока на организм человека, приведены характеристики электротравм, классификация помещений по опасности поражения электрическим током. Также рассмотрены способы и средства защиты от поражения электрическим током, организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности, способы оказания первой доврачебной помощи пострадавшему от поражения электрическим током. В качестве обеспечения коллективной электробезопасности выбран и подобран такой тип средства, как зануление. Произведены необходимые расчеты. Для обеспечения необходимой изоляции выбран кабель с резиновой изоляцией с медными жилами, проложенный в воздухе, при параметрах сети 3Ч25+1Ч16,мм². Для обеспечения надежного отключения аварийного участка сети подобраны безынерционные автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями при номинальном токе 143 А. Сведения по расчету зануления приведены в Приложении А.

Приложение А

Сведения по расчету зануления

Таблица А1 - Экономическая плотность тока J_эк, А/мм²

Таблица А2 - Поправочные коэффициенты К_п на число работающих кабелей

Таблица А3 - Поправочные коэффициенты на температуру земли и воздуха для отдельных допустимых токов на силовые кабели, неизолированные и изолированные провода

Таблица А4 - Длительно допустимые токи нагрузки для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Примечание к таблице А4. В числителе приведены цифры для медных, в знаменателе - для алюминиевых.электрический ток доврачебный

Таблица А5 - Перегрузки кабельных линий по отношению к допустимому по нагреву в аварийных режимах

Таблица А6 - Величины коэффициента запаса, обеспечивающие надежность срабатывания средств защиты