Санкт-Петербургский университет
Государственной противопожарной службы
МЧС России
Кафедра пожарной безопасности технологических процессов и производства.
Курсовой проект
по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок»
Тема: Выбор электрооборудования для помещения готовой продукции швейной фабрики, тепловой расчет электрических сетей и разработка молниезащиты расположенные в городе.
Вариант №18
курсант 35 учебной группы
рядовой вн. службы Мельничников С. О.
преподователь кафедры ПБТПиП
л-т вн. службы Потеряев Ю.К.
Санкт-Петербург
2009г
Задание
на выполнение курсовой работы по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок»
курсанта клименко ап
группа №35, вариант №33
Выбрать электрооборудование, произвести тепловой расчет электрических сетей, разработать молниезащиту для помещения готовой продукции швейной фабрики, расположенное в городе
Исходные данные:
Силовая сеть:
-щитов/групп 2/8;
-Uс,=380 В;
-мощность э/двигателей:
Р1=7 кВт;
Р2=7 кВт;
Р3=14 кВт;
Р4=4.5 кВт;
Р5=10 кВт;
Р6=10 кВт;
Р7=20 кВт;
Р8=28 кВт;
-частота вращения (синхронная) nс=1000 об/мин
Осветительная сеть:
-щитов/групп 2/5;
-количество светильников 39;
-мощность ламп 100Вт;
-напряжение U=220 В;
Молниезащита:
-город-
-размеры здания L=50 м;
S=30 м;
H=10 м.
-удельное сопротивление ρ=1000 Ом*м
Содержание
1. Задание_____________________________________________стр. 2
2. Введение____________________________________________стр. 4-8
3. Раздел 1_____________________________________________
(определение и обоснование класса зоны)
4. Раздел 2_____________________________________________
(выбор электрооборудования)
5. Раздел 3_____________________________________________
|
|
(тепловой расчет силовой сети)
(тепловой расчет осветительной сети)
(расчет силовых магистралей)
6. Раздел 4_____________________________________________
(молниезащита)
7. Список литературы____________________________________
8. Графическая часть:
- Схема силовой сети__________________________________рис. 1
- Схема осветительной сети____________________________рис. 2
- План размещения силового оборудования_______________рис. 3
- План размещения осветительного ЭО___________________рис. 4
- Зона защиты молниеотводов___________________________рис. 5
Введение
В данной курсовой работе по дисциплине «Пожарная безопасность электроустановок» мне необходимо определить: электрооборудование для помещения (наружной установки), тепловой расчет электрических сетей, разработка молниезащиты (наружной установки). Эта задача необходима для правильного и рационального выбора электрооборудования применяемого в данной зоны соответствующего класса, правильно выбрать электрическую и осветительную сеть, а также молниезащиту.
Действительно проблема пожаров от электроустановок- наиболее актуальная проблема в области пожарной безопасности в настоящее время. Вот некоторые статистические данные:
Нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования стало причиной каждого пятого пожара (19%), а доля ущерба от них составила 21%.
Нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования (-4,8%).
Оперативная обстановка с пожарами
В Российской Федерации
Каждый пятый пожар (19,4%) произошел в результате нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования, а доля причиненного ими ущерба составила 21,8%.
|
|
Снизилось число пожаров от технологических причин (-15,1%), нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования (-7,7%).Наибольшее количество пожаров зарегистрированов жилом секторе (72.5%). Подавляющее число пожаров произошло из-за неосторожного обращения с огнем (47.5%) инарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования (20.4%).
Уменьшилось также число пожаров от нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования (-6.7%), нарушения правил устройства и эксплуатации печей и теплоустановок (-8.0%), нарушения правил пожарной безопасности при проведении огневых работ (-12.4%), неосторожного обращения с огнем (-11.1%) и шалости детей (-25.4%). Однако произошло увеличение количества пожаров по причине поджогов (23.2%).
В настоящей курсовой работе я хочу привести примеры тех причин в результате которых может возникнуть пожар технологического аппарата.
1. Короткое замыкание (КЗ) называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление между фазами, а в системах с заземленной нейтралью- также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод).
Основной причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции в электрических проводах, кабелях, машинах и аппаратах, которое вызвано: перенапряжениями, прямыми ударами молнии, старением изоляции, недостаточно тщательным уходом за электрооборудованием и механическими повреждениями изоляции.
В практике наблюдались случаи, когда КЗ возникали от перекрытия токоведущих частей животными и птицами.
|
|
В современных электрических системах токи КЗ могут достигать десятков тысяч ампер. Такие токи в самый незначительный промежуток времени, выделяют большое количество тепла в проводниках, что вызывает резкое повышение температуры и воспламенение горючей изоляции, расплавление металла проводников с последующим мощным выбросом в окружающую среду электрических искр, способных вызвать воспламенение и взрыв легкогорючих материалов и взрывоопасных смесей. Кроме теплового действия, токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены.
Мерами предупреждения КЗ являются: правильный выбор, монтаж и эксплуатация электроустановок. При эксплуатации электроустановок необходимо регулярно проводить плановопредупредительные осмотры и измерения сопротивления изоляции.
Для ликвидации опасных последствий КЗ устанавливают аппараты защиты, которые предназначены отключать поврежденный участок раньше, чем произойдет воспламенение изоляции, расплавление токоведущих жил проводников и другие последствия КЗ. Для этой цели используют быстродействующие автоматы (с временем отключения 0.008-0.005 с) и плавкие предохранители. Для уменьшения напряжения при КЗ генераторы электростанций имеют автоматические регуляторы напряжений (АРН). С целью уменьшения токов КЗ на трансформаторных подстанциях устанавливают реакторы, представляющие собой катушки, имеющие малое активное сопротивление и большую индуктивность.
2. Перегрузкой называют такое явление, когда по проводам и кабелям электрических сетей, обмотках машин и аппаратов идет рабочий ток Iр больше длительно допустимого Iд, т.е. Iр> Iд. Величина рабочего тока Iр зависит от мощности и вида включенных токоприемников, напряжения в сети, ее определяют расчетом или по показаниям приборов. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. При прохождении по проводникам тока больше допустимого их температура может быть выше допустимой. При двукратной и боле перегрузке проводников со сгораемой изоляцией происходит ее воспламенение. При небольших перегрузках воспламенение изоляции не происходит, но наблюдается быстрое ее старение.
Основными причинами перегрузок являются: несоответствие сечения проводников рабочему току; параллельное включение в сеть не предусмотренных расчетом токоприемников без увеличения сечения проводников, попадание на проводники токов утечки, молний; повышение температуры окружающей среды. Перегрузка двигателей, кроме того, возможны при механической перегрузке на валу, понижении напряжения в сети, работе трехфазного двигателя на двух фазах, неправильном выборе мощности двигателя. Характерным признаком перегрузок электроустановок является их повышенный нагрев. Перегрузка оказывает наиболее сильное влияние на различные контакты, места соединения проводов, если они выполнены недостаточно качественно, вызывая их перегрев.
Во избежание перегрузки необходимо: правильно выбирать сечение проводников по нагреву; ограничивать включение токоприемников в сеть, не рассчитанную на большую нагрузку, создавать необходимые условия для охлаждения проводов, электрических машин и аппаратов, не допуская перегрева их выше допустимых температур, определенных соответствующими ГОСТ и Правилами. Во избежание перегрузок двигателей необходимо правильно выбирать двигатели по мощности, не допускать их механической перегрузки, работы на двух фазах, своевременно очищать двигатели от пыли и грязи. Для защиты электроустановок от последствия перегрузок используются плавкие предохранители, автоматические выключатели или тепловые реле магнитных пускателей.
3. Искрение и электрическая дуга. Всякая электрическая искра или дуга есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, при пробои изоляции между проводниками, при работе электрических машин- между щетками и коллектором (контактными кольцами), а также соединения проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд). С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги.
Искры и электрическая дуга при наличии в помещениях легкогорючих веществ и взрывчатых смесей, могут быть причиной пожара, взрыва. Для уменьшения пожарной опасности от электрических искр и дуг необходимо: искрящие по условиям работы части выключателей, переключателей, рубильников, магнитных пускателей, контактов и т.п. закрывать крышками, кожухами, колпаками, выносить из взрывоопасных помещений искрящие аппараты в безопасное место или применять такие их исполнения (маслонаполненное), которые обеспечивают безопасность взрыва; правильно производить соединение проводников; следить за состоянием щеток, коллекторов электрических машин, контактов выключателей, рубильников, магнитных пускателей.
4. Большие переходные сопротивления. Переходным сопротивлением называют сопротивление возникающие в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений проводов в контактах машин и аппаратов. При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры. Пожарная опасность переходных сопротивлений усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, т.к. ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления.
Для предупреждения возникновения пожаров от больших переходных сопротивлений необходимо тщательное соединение проводов и кабелей (скруткой, сваркой, спайкой, опрессовыванием). На съемных концах для удобства и надежности контактов следует применять специальные наконечники и зажимы, это особенно важно для алюминиевых проводов и кабелей; для отвода тепла и рассеивания его в окружающую среду необходимо изготовлять контакты определенной массы и поверхности охлаждения; для уменьшения влияния окисления на переходное сопротивление размыкающихся контактов, последние изготавливают таким образом что бы размыкание и замыкание их сопровождалось трением одного контакта по другому. В этом случае происходит их самоочистка от пленки окиси. Контакты из меди, латуни, бронзы часто защищают от окисления покрытием тонким слоем олова, серебра. В процессе эксплуатации необходимо следить за тем, что бы контакты машин, аппаратов и т.п. плотно и с достаточной силой прилегающих друг к другу. Большие переходные сопротивления полезно используются при производстве контактной электросварки металлов.
5. Вихревые токи. Токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями, называются вихревыми токами (тока Фуко). Вследствие возникновения вихревых токов в массивных проводниках, движущихся в магнитном поле (якорь электрических двигателей) или находящихся неподвижно, но в переменном магнитном поле (сердечники трансформаторов, электромагнитов), выделяется (согласно закона Джоуля-Ленца) определенное количество тепла. Вихревые токи могут быть очень большими и сильно нагревать сердечники машин и аппаратов, что может привести к разрушению изоляции проводников и даже ее воспламенению. Устранить полностью вихревые токи нельзя, но уменьшить можно и нужно.
Для уменьшения вихревых токов якорей генераторов электрических двигателей, сердечников трансформаторов, электромагниты делают не сплошными, а наборными из отдельных тонких (0.35-0.5 мм) штампованных листов стали, распложенных по направлению магнитных силовых линий и изолированных один от другого. В этом случае, вследствие малого поперечного сечения каждого стального листа, уменьшается величина, проходящего через него магнитного потока, а следовательно, уменьшается индуктируемая в нем ЭДС и ток. С этой же целью применяют легированные стали. Вихревые токи находят и полезное применение. Тепловое действие вихревых токов используются в электрометаллургии; для индукционного нагрева, с целью термической обработки деталей машин, режущих инструментов; для сушки различных материалов; для отогрева водопроводных труб. Магнитное действие вихревых токов используется в успокоителях колебаний различных приборов; для приведения в действие приборов автоматики, измерительных приборов, счетчиков электроэнергии и т.п.
Раздел 1
Выбор класса зоны помещения
Т.к. в помещении склада готовой продукции швейной фабрики обращается твердое горючее вещество, то помещение относится к классу зоны П-IIа (п. 7.4.5. ПУЭ).
Раздел 2