2020-10-10
222
| Сечение провода, мм 2 | Активное сопротивление, Ом/км | Индуктивное сопротивление, Ом/км | ||
| медные провода и кабели | алюминиевые провода и кабели | сталеалюминиевые провода | Воздушные линии | |
| 1,5 | 12,6 | − | − | − |
| 2,5 | 7,55 | 12,6 | − | − |
| 4 | 4,65 | 7,9 | − | − |
| 6 | 3,06 | 5,26 | − | − |
| 10 | 1,84 | 3,16 | 3,21 | − |
| 16 | 1,20 | 1,98 | 2,06 | 0,36 |
| 25 | 0,74 | 1,28 | 1,38 | 0,35 |
| 35 | 0,54 | 0,92 | 0,85 | 0,34 |
| 50 | 0,39 | 0,64 | 0,65 | 0,33 |
| 70 | 0,28 | 0,46 | 0,46 | 0,32 |
| 95 | 0,20 | 0,34 | 0,33 | 0,31 |
| 120 | 0,158 | 0,27 | 0,27 | 0,30 |
| 150 | 0,123 | 0,21 | 0,21 | 0,29 |
| 185 | 0,103 | 0,17 | 0,17 | 0,28 |
| 240 | 0,078 | 0,132 | 0,132 | 0,27 |
Пример. Определить сечение кабеля для питания башенного крана с суммарной мощностью электродвигателей PΣ = 100 кВт.
По формуле (7.3) определяем расчетную силу тока линии, принимая
Из условия (7.1) по табл. 7.1 выбираем шланговый кабель с медными жилами марки ГРШ сечением 70 мм2 Iд= 200 А.
Качество электрической энергии
Качество электрической энергии как вида продукции определяется степенью соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям и характеризуется совокупностью ее характеристик, называемых показателями качества электрической энергии (ПКЭ), при которых электроприемники могут нормально работать и выполнять свои функции.
|
|
|
Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии, называемых номинальными: номинальной частоте, номинальном напряжении, номинальном токе и т. п. Должна обеспечиваться надежная работа (без сбоев и перерывов в электроснабжении) и при допустимых отклонениях параметров от номинальных величин.
Качество электроэнергии, производимой на электростанциях и получаемой на месте потребления, может отличаться после включения в сеть потребителей. В этом случае говорят, что электрическая сеть и электроприемник оказывают влияние друг на друга. То есть качество электроэнергии связано с электромагнитной совместимостью (ЭМС) электрической сети и электроприемников. Под электромагнитной совместимостью понимают способность приемников нормально функционировать в его электромагнитной среде (в энергосистеме, к которой он присоединен), не создавая недопустимых помех для других приемников.
В связи с тем, что взаимное влияние существует объективно, то целесообразно и необходимо установить нормативно меры этого влияния, стандартизировать ПКЭ. Таким документом является ГОСТ 13109– 97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». устанавливающий показатели качества электроэнергии на выводах электроприемников.
|
|
|
Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).
Основными ПКЭ, характеризующими установившиеся режимы работы электрооборудования, являются:
- установившееся отклонение частоты;
- установившееся отклонение напряжения;
- размах изменения напряжения;
- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности; - коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения; - коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения.
ПКЭ носят случайный характер, что связано с графиком нагрузки.
Качество электроэнергии, получаемой потребителем из электросети, оказывает влияние на технологический процесс промышленного производства, качество выпускаемой продукции, расход электроэнергии, на работу бытовых электроприемников. В то же время на качество электроэнергии оказывают влияние сами электроприемники. Поэтому необходим контроль ПКЭ. Взаимное влияние электрооборудования и питающей электросети называют электромагнитной совместимостью. Эти влияния делятся на технологические воздействия и электромагнитные помехи.
Электромагнитные помехи возникают при однофазных коротких замыканиях в ЭС, при междуфазных замыканиях, возникающих при атмосферных (грозовых) явлениях, а также при отключении линий и конденсаторов. Несинусоидальность напряжения, колебания напряжения, перенапряжения усиливают восприимчивость электротехнических устройств с электронными устройствами управления.
При решении задач повышения качества электроэнергии выделяют, в первую очередь, экономические и технические вопросы.
Экономические вопросы включают в себя методы расчета убытков (ущерба) от снижения качества электроэнергии в системах электроснабжения. Технологическая составляющая ущерба вызвана, в основном, недовыпуском предприятиями продукции или снижением ее качества. Электромагнитная составляющая ущерба обусловлена увеличением потерь активной мощности в ЭС, ростом потребления активной и реактивной мощности ЭП, снижением срока службы изоляции проводников. У бытовых электроприемников (радио- и телеприемники) появляются треск и шумы, сбой в работе компьютеров и другой электронной техники.
Технические аспекты включают в себя разработку технических средств и мероприятий, улучшающих качество электроэнергии, а также организацию системы контроля и управления качеством электроэнергии.
Показатели качества электроэнергии.
Установившееся отклонение частоты – величина, равная разности между значением частоты в системе электроснабжения в рассматриваемый момент времени и ее номинальным или базовым значением.
Частота переменного тока в электрической системе определяется скоростью вращения генераторов электростанций. Номинальное значение частоты в электроустановках Российской Федерации установлено 50 Гц.
В системах электроснабжения оно обеспечивается при наличии резерва активной мощности. Отклонение частоты мало отражается на работе ЭП. Однако при электроснабжении потребителей электроэнергии от собственных генераторов небольшой мощности влияние отклонения частоты становится заметным.
Допустимые нормы по отклонениям частоты составляют: отклонение частоты в нормальном режиме± 0,2 Гц; предельно допустимое отклонение частоты в послеаварийных режимах± 0,4 Гц.
|
|
|
Отклонение напряжения – величина, равная разности между значением напряжения в данной точке системы электроснабжения в рассматриваемый момент времени и его номинальным или базовым значением. Отклонение напряжения от номинальных значений наблюдается из-за изменений суточных, сезонных и технологических графиков электрических нагрузок потребителей, мощности компенсирующих устройств, схем и параметров электрических сетей, регулирования напряжения в ЭС энергосистемы и потребителей. Отклонение напряжения обусловлено изменением потерь напряжения, вызываемых изменением мощностей нагрузок. Отклонение напряжения определяется в абсолютных значениях (В, кВ) и в процентах от номинального значения. За установившееся значение отклонения напряжения принимается величина, которая сохраняется в течение 1 мин. и более.
Колебания напряжения – серия единичных изменений напряжения во времени. Они характеризуются размахом изменения напряжения, частотой повторения изменений напряжения, интервалом между изменениями напряжения. Источниками колебания напряжения являются потребители электроэнергии с резкопеременным графиком потребления мощности (особенно реактивной). К ним относятся дуговые сталеплавильные печи, электросварочные установки, поршневые компрессоры и др. При резком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь напряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко снижается напряжение в узле нагрузки.
При резком уменьшении нагрузки происходит резкое снижение потерь напряжения, и, следовательно, наблюдается резкое повышение напряжения в узле нагрузки. Возникая в какой-либо точке электрической сети и распространяясь по ней, колебания напряжения оказывают отрицательное воздействие на чувствительные к ним электроприемники, в основном на осветительные.
Размах изменения напряжения – величина, равная разности между наибольшим и наименьшим значениями напряжения за определенный интервал времени в установившемся режиме работы источника, преобразователя электрической энергии или системы электроснабжения.
|
|
|
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ
Общие вопросы электробезопасности
Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциалов; малое напряжение; электрическое разделение сетей; защитное отключение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); компенсация токов замыкания на землю; оградительные устройства; предупреждающая сигнализация; блокировка; знаки безопасности; средства защиты и предохранительные принадлежности.
Действие электрического тока на организм человека
При прохождении электрического тока через организм человека в первую очередь поражается центральная нервная система, в результате чего нарушается работа сердечной мышцы и органов дыхания. Степень поражения зависит от силы и частоты тока, а также от пути прохождения тока через организм человека. При прочих равных условиях наибольшее физиологическое воздействие на организм человека оказывают токи частотой 50... 60 Гц.
Что касается силы тока, то неприятные ощущения возникают уже при силе тока несколько миллиампер. При силе тока 25 мА наступает судорожное сокращение мышц, и человек оказывается не в состоянии самостоятельно разжать пальцы рук и освободиться от провода, находящегося под током. При силе тока 100 мА практически мгновенно наступает паралич дыхания и сердца. Правилами техники безопасности за безусловно опасный принята сила тока 50 мА (0,05 А).
Значительным электрическим сопротивлением обладает только поверхностный слой кожи человека. Это сопротивление зависит от многих причин (влажности кожи, степени расширения кожных капилляров и др.) и колеблется в широких пределах − от 800 до 100000 Ом. Сопротивление резко снижается, например, при употреблении алкоголя. Если принять сопротивление тела человека равным l000 Ом, то опасным будет ток при напряжении U = IRчел == 0,05· 1 000 =50 В, при этом источник должен отдавать мощность Р = UI = 50 ·0,05 = 2,5 Вт.
Если мощность источника значительно меньше указанной цифры, то высокие напряжения не приводят к общему поражению организма человека, но вызывают неприятные ощущения. При неисправности изоляции токонесущих частей электротехнических установок неизолированные металлические конструкции могут оказаться под напряжением. Под напряжением окажется и человек, коснувшийся такой металлической конструкции. Это - напряжение прикосновения Uпр.
Правила техники безопасности считают опасными для человека следующие напряжения прикосновения: в сухом помещении Unp = 65 В; в сырых помещениях с относительной влажностью 75% и токопроводящими полами Unp = 36 В; в особо опасных помещениях (металлические кабины, котлы, помещения с относительной влажностью 100%) Unp = 12 В. В ванных комнатах не устанавливают розеток электропитания и выключателей, а осветительные приборы закрывают прозрачными колпаками.
Классификация условий работ по степени электробезопасности
Условия с повышенной опасностью поражения людей электрическим током:
- наличие влажности (пары или конденсирующаяся влага, выделяющаяся в виде мелких капель, и относительной влажности более 75%);
- наличие проводящей пыли (технологическая или другая пыль, осевшая на проводах, проникая внутрь машин и аппаратов и отлагаясь на электроустановках, ухудшают условия охлаждения изоляции, но не вызывает опасности пожара или взрыва;
- наличие токопроводящих оснований (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных);
- наличие повышенной температуры независимо от времени года и различных тепловых излучений (температура превышает 35°С, кратковременно 400С);
- наличие возможностей одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования − с другой.
Особо опасные условия поражения людей электрическим током: наличие сырости (дождь, снег, частое опрыскивание и покрытие влагой потолка, стен, предметов, находящихся внутри помещений); наличие химически активной среды; наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности.
Условия без повышенной опасности поражения людей электрическим током: отсутствие условий, создающих повышенную или особую опасность.
Работы, производимые в действующих установках, в отношении мер безопасности подразделяются на категории: при полном снятии напряжения; с частичным снятием напряжения; без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях; без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.
Мероприятия по обеспечению безопасного ведения работ
на электроустановках
Работа в электроустановках производится по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.
Наряд − письменное задание, изложенное на бланке установленной формы, определяющее место, время начала и окончания работ, условия безопасного ведения работ, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ. По наряду должны выполняться работы: с полным снятием напряжения; с частичным снятием напряжения; без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением.
Распоряжение − задание на работу в электроустановках, записанное в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует на одну смену или в течение часа в зависимости от характера работы. По распоряжению могут производиться работы: без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, продолжительностью не более одной смены, внеплановые кратковременные и небольшие по объему работы (продолжительностью до 1 ч), вызванные производственной необходимостью, с полным или частичным снятием напряжения, а также без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением; некоторые виды работ с полным или частичным снятием напряжения в электроустановках напряжением до 1 000 В продолжительностью не более одной смены.
К работам, выполняемым по распоряжению, без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, относятся: уборка коридоров и служебных помещений открытых и закрытых РУ; ремонт осветительной аппаратуры, замена ламп (вне камер и ячеек, при снятии напряжения с участка осветительной сети, на котором производятся работы); уход за щетками, кольцами и коллекторами электрических машин; возобновление надписей на кожухах и др.
К работам, выполняемым по распоряжению в случае производственной необходимости, без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением, относятся: работы на кожухах электрооборудования; измерения токоизмерительными клещами; смена предохранителей до 1000 В; проверка нагрева контактов штангой; определение' вибрации шин штангой; фазировка; контроль изоляции штангой. Эти работы выполняются кратковременно (до 1 ч) и не менее чем двумя работающими.
К работам в электроустановках до 1000 В с полным или частичным снятием напряжения, выполняемым по распоряжению, относятся: ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, рубильников, реостатов, контакторов и аналогичной аппаратуры, установленной вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников (электродвигателей, электрокалориферов); ремонт отдельно расположенных магнитных станций и блоков управления; смена предохранителей; ремонт осветительной проводки. Работы должны выполняться двумя работающими.
В порядке текущей эксплуатации оперативным или оперативно ремонтным персоналом производятся работы на закрепленном участке в течение одной смены по специальному перечню с последующей записью в оперативном журнале.
Технические мероприятия. Ведение работ с частичным или полным снятием напряжения в установках до 1000В. Отключаются все силовые и другие трансформаторы со стороны высшего и низшего напряжения. Отключение может быть произведено: коммутационным аппаратом с ручным управлением, контакты которого видны с лицевой стороны (если при этом контакты не видны, то необходимо открыть щитки, дверцы кожухов или снять сами кожухи); контакторами с автоматическим приводом и дистанционным управлением при снятии предохранителей оперативного тока отсоединением концов включающей катушки. При отсутствии переносного заземления принимают дополнительные меры: снимают предохранители, применяют изолированные накладки в рубильниках и автоматах, отключают концы питающих линий и т.д.
Проверка отсутствия напряжения должна производиться указателем напряжения. Отсутствие напряжения должно проверяться на всех фазах. Проверка производится в диэлектрических перчатках. Проверка отсутствия напряжения в сетях до 1000 В производится указателем напряжения или переносным вольтметром. Применение контрольных ламп допускается при линейном напряжении до 220В.
Меры, обеспечивающие безопасность работ без снятия напряжения. Рабочее место электромонтера должно располагаться так, чтобы токоведущие части, находящиеся под напряжением, находились перед ним или с одной стороны. Необходимо пользоваться защитными средствами. Спецодежда работающих должна быть глухой и иметь опущенные и застегнутые рукава, головной убор надевать обязательно.
Защитные средства. Защитными средствами называются приборы, аппараты, переносные устройства, служащие для защиты персонала от поражения электрическим током. Минимальные нормы комплектов защитных средств электроустановок напряжением до 1000 В при вводе их в эксплуатацию следующие: указатель напряжения − один; изолирующие клещи − одни; диэлектрические перчатки, галоши − по две пары; монтерский инструмент с изолирующими ручками − не менее двух комплектов; переносные заземления − не менее двух; предупреждающие плакаты − не менее двух комплектов; диэлектрические коврики − два; временные ограждения − не менее двух комплектов; защитные очки – одна пара; противогаз − один.
Защитное заземление на строительной площадке
Одним из наиболее важных мероприятий, значительно повышающих электробезопасность работающих на стройках людей, является правильное устройство защитного заземления. Условия работы электроустановок на строительных площадках под открытым небом − сырость, атмосферные осадки, передвижные механизмы с электроприводом, временные электросети − создают повышенную опасность поражения людей электрическим током. Причиной поражения людей электрическим током может быть не только прикосновение к токоведущим частям. При повреждении изоляции корпусы электродвигателей или пусковой аппаратуры и, самое главное, связанные с ними металлические части строительных машин и механизмов оказываются под напряжением.
Прикоснувшись к ним, человек при отсутствии защитных мер поражается электрическим током. Такие случаи особенно опасны тем, что рабочие, обслуживающие машины, не ожидая опасности, постоянно соприкасаются с ее металлическими частями. Защитой от поражения током при переходе напряжения на конструктивные металлические части служит защитное заземление. Заземлением какой-либо части электроустановки называют преднамеренное электрическое соединение ее с землей при помощи провода (заземляющего проводника), присоединенного к металлическому заземлителю, имеющему непосредственное соприкосновение с землей.
Заземлитель и заземляющие проводники носят название заземляющего устройства. Заземлению подлежат металлические части строительных машин и механизмов с электроприводом, корпуса электроинструментов, корпуса электрооборудования и пускорегулирующих аппаратов, конструкции, каркасы и кожухи электротехнических устройств и другие металлические части, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняется различно в зависимости от напряжения и системы электроснабжения.
Сети напряжением до 1000 В (сети 380/220 В) на строительных площадках сооружаются по четырехпроводной системе – «звезда» с нулем. В таких сетях, согласно правилам, в обязательном порядке заземляется нейтраль (нулевая точка) силовых трансформаторов (система с глухозаземленной нейтралъю). Для этого у каждого ТП устраивают заземляющий контур, к которому подсоединяют вывод нулевой точки трансформатора, а следовательно, и нулевой провод сети.
Сопротивление заземляющего устройства ТП, согласно правилам, должно быть не более 4 Ом (для трансформаторов мощностью до 100 кВ· А эта норма повышается до 10 Ом). Нулевой провод воздушных линий повторно заземляют через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений, в том числе обязательно в зоне работы строительных механизмов − башенных кранов, экскаваторов и т.д.
В сетях с глухозаземленной нейтралью защитное заземление выполняют присоединением заземляемых частей установки к заземленному нулевому проводу электросети (рис. 10.1).
Рис.10.1. Схема защитного заземления Рис.10.2. Защитное заземление в в четырехпроводной линии в трехпроводной линии
Действие такого заземления (ранее оно называлось занулением) состоит в том, что в случае повреждения изоляции и появления напряжения на корпусе оборудования создается короткое замыкание в одной из фаз трансформатора через нулевой провод, в результате чего поврежденная часть установки автоматически отключается, так как под действием тока короткого замыкания немедленно перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается автомат.
Заземление корпусов строительных машин осуществляется с помощью заземляющей жилы шлангового кабеля, питающего электропривод машины. Один конец заземляющей жилы присоединяется к заземляющему болту на корпусе (или металлоконструкциях) машины, а другой − к заземляющему болту на корпусе пускового ящика или подключательного пункта, через который подается питание к машине. Корпус пускового ящика присоединяется к нулевому проводу сети.
Некоторые особенности имеет заземление башенных кранов. Помимо заземления металлической конструкции и корпусов электрооборудования крана, которое производят посредством четвертой жилы шлангового кабеля, обязательно заземляют подкрановые рельсовые пути.
При этом перемычки между всеми стыками рельсов, а также между двумя нитками рельсов выполняются сваркой. Рельсы присоединяются (отдельными проводниками) к повторному заземлению нулевого провода и к заземляющему болту подключательного пункта крана.
В отдельных случаях в электроустановках строительных организаций мoгyт быть сети трехфазного тока напряжением до 1000 В (трехпроводные), работающие с изолированной (незаземленной) нейтральной точкой силовых трансформаторов. Такого рода сети иногда строят на торфоразработках и в подземных выработках. В таких сетях, а также во всех электроустановках на напряжение выше 1000 В (например, у строительных машин с высоковольтным электроприводом) защитное заземление выполняют сооружением местного заземляющего устройства (отдельного заземляющего контура) с присоединением к нему заземляемых частей оборудования (рис. 10.2). Местное заземляющее устройство при этом должно иметь малое сопротивление. Согласно правилам сопротивление такого заземляющего устройства в установках на напряжение до 1 000 В не должно превышать (так же, как у ТП) 4 Ом; в сетях напряжением 6... 10 кВ это значение определяется расчетом, но не должно превышать 10 Ом. Действие заземления в этом случае состоит в том, что оно снижает до безопасной величины напряжение, которое может появиться на корпусе машины или аппарата при повреждении изоляции.
В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали сечением 50 х 50 мм, длиной 2.2,5 м или стальные стержни из круглой стали диаметром 12... 14 мм, длиной до 4... 5 м (прутковые заземлители). Отдельные заземлители связывают между собой в общий заземляющий контур стальными полосами сечением 40 х 4 мм; соединение выполняют на сварке. Заземляющие проводники присоединяют к заземляющему контуру (к стальной полосе) также сваркой, а к корпусам аппаратов и машин − болтами. Необходимое количество заземлителей в контуре определяется расчетом. Чем меньше должно быть электрическое сопротивление заземляющего устройства, тем больше требуется заземлителей. При этом большое значение имеет характер грунта, в котором выполняется заземление. Более благоприятные грунты глинистые, наименее благоприятные − песчаные и скалистые.
При устройстве заземлений и во время эксплуатации электрооборудования требуется проведение ряда измерений (проверка соответствия заземляющего устройства нормам). Для этой цели служат специальные приборы − измерители заземлений.
