Курсовая работа (т): Ремонт и обслуживание электрооборудования

Оптимальная относительная влажность заключена в пределах 40 - 60%, а допустимая - 75%.

Повышенная влажность затрудняет теплообмен между организмом человека и окружающей средой, так как не испаряется пот, а низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей.

Защиту от теплового излучения осуществляют применением теплоизоляционных экранов.

Защиту от сквозняков осуществляют путем плотного закрытия окон, дверей и других проемов, а также устройством тепловых завес на дверях.

Защиту от пониженной температуры осуществляют использованием утепленной спецодежды, а от осадков - применением плащей и резиновых сапог.

Оптимальные и допустимые метеорологические условия на рабочих местах нормируются в зависимости от времени года, категории работ по тяжести и характеристики помещения по теплоизбыткам.

Оптимальными считаются такие условия труда, при которых проявляются наибольшая работоспособность и хорошее самочувствие. Допустимые микроклиматические условия предполагают возможность дискомфортных ощущений, но не выходящих за пределы возможностей организма.

Оптимальное для организма человека сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха составляет комфортность рабочей зоны.

Параметры микроклимата измеряют комплектом приборов: температуру - термометром или термографом, влажность - гигрографом, аспирационным психрометром, гигрометром; скорость движения воздуха - крыльчатым или чашечным анемометром и кататермометром.

Основными мероприятиями для обеспечения нормальной метеорологической среды в рабочей зоне должны быть: механизация тяжелых ручных работ, защита от источников теплового излучения, перерывы в работе для отдыха.

Эксплуатация электроустановок представляет опасность для жизни людей. Это вызывает необходимость соблюдение правил техники безопасности, тем более что опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что в токоведущих частях оборудования нет каких-либо внешних признаков, предупреждающих человека.

Значительное число несчастных случаев происходит в результате прикосновения человека к частям установки, которые на рабочем или аварийном режиме в результате нарушения изоляции оказались под напряжением.

Тяжесть поражения человека электрическим током зависит от ряда факторов: силы тока и длительности его воздействия; пути прохождения тока в теле человека; состояния окружающей среды; электрического сопротивления тела человека; частоты тока и др.

Сила тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит тяжесть поражения. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты 50 Гц со значений 0.6…1.5 мА (пороговый ощутимый ток). Ток 10…15 мА вызывает сильные и болезненные судороги мышц, которые 50% людей преодолеть не в состоянии (пороговый неотпускающий ток). Ток около 50 мА распространяет свое действие на мышцы грудной клетки и нарушает дыхание, а ток 100 мА, воздействуя на сердце, приводит к его фибрилляции, т.е. к быстрым хаотическим сокращениям сердечной мышцы, при которой сердце перестает работать как насос.

Длительность протекания тока через человека также влияет га исход поражения, так как с течением времени падает сопротивление кожи человека. При уменьшении длительности воздействия токов их поражающее действие снижается. Так, предельно допустимые уровни силы тока, проходящего через тело человека, при продолжительности воздействия до 1 с соответствуют отпускающим и неболевым токам.

Продолжительность воздействия тока, с: 1; 0,7; 0,5; 0,2; 0,1; 0,01… 0,08

Допустимый ток, мА, при напряжении 1 кВ: 50; 70; 100; 250; 500; 600

Существенно влияет на тяжесть поражения путь прохождения тока через тело человека. Наиболее опасными являются случаи, когда путь тока проходит через голову человека (голова - рука, голова - нога), а также через грудную клетку (рука - рука, рука - нога).

Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением наружных слоев кожи и сопротивлением внутренних органов. Кожа в сухом и неповрежденном виде обладает значительным сопротивлением, а сопротивление внутренних органов обычно составляет 300…500 Ом. При увлажнении и загрязнении кожи ее сопротивление снижается. В расчетах электрическое сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.

Сила тока 1 ч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения Uпр (напряжение прикосновения) и электрического сопротивления тела человека R,

Iч = Uпр/Rч.

Окружающая среда усиливает или ослабляет опасность поражения током. На электрический ток, проходящий через человека, оказывают влияние: состояние поверхности контакта человека с токоведущими частями оборудования; наличие заземленных металлических полов и конструкций, токопроводящей пыли; повышенная влажность помещений.

. Помещения без повышенной опасности - сухие, нежаркие с не токопроводящими полами без металлоконструкций, без токопроводящей пыли, например жилые, административные и другие общественные здания с деревянными, линолеумными тому подобными полами.

. Помещения повышенной опасности - влажные (при относительной влажности выше 75%), жаркие (30 ºС и выше), с токопроводящими полами (железобетонными, металлическими, земляными и т.д.), помещения, в которых имеется опасность одновременного прикосновения к металлическим конструкциям, трубопроводам, станкам и металлическим корпусах электрооборудования.

. Помещения особо опасные - особо сырые помещения, в которых полы, стены и потолок покрыты влагой (например, пропарочные камеры), где влажность воздуха близка к 100%, помещения с химически опасной средой, воздействующей на изоляцию.

Для каждой установки, работающей в тех или иных условиях помещения, регламентируется определенный комплекс защитных мероприятий, позволяющих свести к минимуму вероятность электротравматизма.

Заземляющие средства представляют собой электротехнические устройства, предназначенные для создания надежных заземлений определенных частей электрических машин, аппаратов, токопроводов и молниеотводов с целью обеспечения принятых режимов работы электроустановок, защиты персонала от поражения электрическим током, выполнения грозозащиты и защиты от перенапряжений. Соответственно подразделяют заземление на рабочее, защитное и грозозащитное.

Рабочим называют заземление, определяющее режим работы установки в нормальной эксплуатации.

К рабочему заземлению относят заземления нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, реакторов поперечной компенсации на длинных ЛЭП, измерительных трансформаторов напряжения, систем с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт) и др.

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящейся под напряжением, благодаря которому ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает его жизни и здоровью.

Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты от перенапряжения электроустановок. К грозозащитному заземлению относят заземление стержневых и тросовых молниеотводов металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор ЛЭП, заземление разрядников.

Как правило, для выполнения заземления всех типов используют одно заземляющее устройство.

При рассмотрении вопросов, связанных с электробезопасностью, и при расчетах заземления используют основные термины, предусмотренные ПУЭ.

Заземлителем называют металлические проводники, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлением какого-либо участка установки называют преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством.

Сопротивлением заземляющего устройства называют сумму сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Сопротивление на участке растекания зарядов называют сопротивлением растекания. Сопротивление растекания заземлителя, если не учитывать малое сопротивление заземляющих проводов,

Rз = Uз/Iз,

Где Uз - напряжение на заземлителе относительно земли;

Iз - ток в заземлителе.

Под Rз понимают не сопротивление между заземлителем и почвой (оно незначительно), а в основном сопротивление почвы между заземлителем и поверхностью нулевого потенциала.

Замыканием на землю называют случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли.

Током замыкания на землю Iз называют ток, возникающий в земле в месте замыкания.

Электроустановками с большими токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю превышает 500 А.

Электроустановками с малыми токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю меньше 500 А.

Глухозаземленной нейтралью называют нейтраль трансформатора или генератора, присоединенную к заземляющему устройству, непосредственно или через малое сопротивление.

Изолированной нейтралью называют нейтраль, не присоединенную к заземляющему устройству или присоединенную через аппараты, компенсирующие емкостный ток в цепи, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление. ПУЭ запрещает применение заземления корпусов электрооборудования без металлической связи с заземленной нейтралью трансформатора. В одной и той же сети применение средств заземления с глухозаземленной нейтралью и изолированной нейтралью правилами ПУЭ запрещается.

Неправильное применение заземляющего металлического устройства происходит из-за того, что не обеспечивается безопасность людей, поскольку при замыкании на корпус через два последовательных заземления сила тока однофазного короткого замыкания может оказаться недостаточной для срабатывания защиты (в нашем случае плавкого предохранителя).

Например, при фазном напряжении Uф = 220 В; Rз = 6 Ом и сопротивление нейтрали RN = 4 Ом, напряжении касания к корпусу заземленной установки Uз = Uф Rз/Rз + RN, т.е. 132 В, а напряжение на нейтрали UN = 88 В - опасное для обслуживающего персонала, а Iз = Uф/(Rз + RN) = 22 А может оказаться недостаточным для срабатывания защиты.

Напряжением прикосновения называют напряжение, возникающее между двумя точками в цепи тока заземления на землю, которых может коснуться одновременно человек.

Шаговое напряжение представляет разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, расставленные на расстоянии шага, равного 0,8 м на поверхности с разными потенциалами.

Шаговое напряжение зависит от конкретной ЛЭП. При падении человека напряжение прикосновения может возрасти до Ugn = φn - φg, где φn - потенциал в точке опоры человека при падении. Это приведет к увеличению напряжения прикосновения примерно в 4 раза. Такое явление может произойти на поверхности прилегающей опорам высоковольтных ЛЭП, ТП или иных установок в случае порчи средств защиты.

Шаговое напряжение достигает максимального значения на границе радиуса эквивалентной полусферы заземлителя Iш = 2pIз/π * l/ D*(D + 2l), где D - диаметр полусферы и убывает практически до нуля на расстоянии 20 м от заземлителя.

Для обеспечения безопасности обслуживания и по условиям работы электрооборудования в сетях до 1000 В создают заземляющие устройства, состоящие из заземлителей и проводников, соединяющих заземлители с корпусами электрооборудования.

При возникновении однофазных замыканий на корпус заземляющее устройства снижают напряжение на корпусах заземленного электрооборудования до безопасного значения, обеспечивая безопасность обслуживающего персонала. В зависимости от режима работы нейтрали трансформаторов или генераторов в сети создаются различные условия при возникновении однофазных замыканий на землю.

Режим нейтрали. В электрических системах применяют два основных режима работы нейтралей: заезмленную и изолированную.

Вид выполнения связи нейтралей машин и трансформаторов с землей определяет в значительной степени уровень электроизоляции электроустановок и от этого зависит выбор коммутационной аппаратуры, значения допустимых перенапряжений и способы их ограничения, значения токов при однофазных коротких замыканиях на землю, условия работы релейной защиты, электробезопасности и т.д.

К электроустановкам с напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю относят электротехнические установки с нейтралями, присоединенные к заземляющим устройствам непосредственно через малое сопротивление, т. е. установки с глухозаземленной нейтралью. В этих установках любое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током. Применение глухого заземления нейтрали стабилизирует напряжение фаз по отношению к земле.

При глухом заземлении нейтрали ток однофазного короткого замыкания может достигнуть несколько десятков килоампер. Для ограничения размеров повреждений в этом случае требуется возможно быстрое отключение поврежденного участка. При глухозаземленных нейтралях части электроустановок, находящихся под напряжением, непосредственно соединены с землей, это может способствовать появлению значительных шаговых напряжений.

К электрическим установкам с малыми токами замыкания на землю относят установки с нейтралями, присоединенные к заземляющим устройствам через большое сопротивление. В этих установках замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.

В установках с изолированной нейтралью при замыкании одной из фаз на землю линейные напряжения остаются неизменными и электроснабжение не прерывается. Возникшее замыкание можно не отключать в течении двух часов.

В Российской Федерации при выборе схем электроснабжения вопрос о режиме нейтрали решают следующим образом: электрические сети с напряжением 3…35 кВ работают с малыми токами замыкания на землю; электрические сети с напряжением 110 кВ и выше работают сбольшими токами замыкания на землю.

Такие решения объясняются тем, что при изолированной нейтрали, во-первых, отсутствуют затраты на заземляющее устройства, во-вторых, сохраняется возможность работы поврежденной линии в течении времени, достаточно для отыскания повреждения, его устранения или включения резерва при больших токах замыкания на землю. При наличии глухозаземленной нейтрали, во-первых, увеличение стоимости заземляющих устройств мало сказывается, так как установок на 110 кВ и выше мало, во-вторых, стоимость изоляции в установках 110 кВ и выше при глухозаземленной нейтрали значительно снижается.

Надежность работы сетей с глухим заземлением нейтралей возрастает, так как поврежденный участок немедленно отключается вследствие того, что большинство замыканий после отключения самоустраняются.

Электроустановки с напряжением до 1000 В работают как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью. При выборе режима работы нейтрали руководствуются соображениями экономики, надежности электроснабжения и электробезопасности.

По экономичности системы с заземленной нейтралью дороже, так как требуют дополнительного трансформатора и реле. Кроме того, всякое замыкание на землю в такой системе вызывает немедленное отключение ее и ущерб от простоя. Системы с изолированной нейтралью не требуют установки дополнительного трансформатора тока и реле, поэтому они дешевле. Кроме того, при замыкании на землю такая система питания не отключается и может работать часами до отыскания и исправления повреждения.

По надежности электроснабжения в системах с заземленной нейтралью всякое замыкание на землю является коротким замыканием и влечет за собой отключение соответствующего элемента или установки системы электроснабжения; в установках же с изолированной нейтралью требование немедленного отключения участка с замыканием на землю отсутствует. Однако для отыскания места замыкания на землю приходится кратковременно отключать многие элементы, прерывая электроснабжение.