Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Российской федерации

по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям

и ликвидаций последствий стихийных бедствий

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

Кафедра пожарной безопасности объектов защиты

(в составе УНК «Государственный надзор»)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Пожарная безопасность электроустановок

Тема: «Проверка соответствия заданного электрооборудования объекта нормам пожарной безопасности ПУЭ, проверочный расчет силовой и осветительной сети»

Выполнил: слушатель факультета заочного обучения

уч.гр. ПБ-6-1-15 (МВ) Фролов Е.К.

Руководитель: профессор кафедры пожарной безопасности

объектов защиты, доктор технических наук, ст.н.с. А.Л. Никифоров

Иваново 2017



Содержание

• Введение
• Задание на курсовую работу
• 1. Обоснование характеристики технологической среды и класса зоны по ПУЭ
• 1.1 Определяем характеристику среды
• 1.1.2 Определяем класс зоны насосной станции по перекачке Фурана
• 1.2 Экспертиза электроустановок
• 1.2.1 Краткая характеристика электрооборудования
• 1.2.2 Экспертиза электрооборудования
• 2. Проверочный расчёт силовой сети по условию нагрева
• 2.1 Расчет групповой сети
• 2.1.1 Определение номинального тока двигателя
• 2.1.2 Расчёт защиты электродвигателя от токов перегрузки
• 2.1.3 Защита электродвигателей от токов КЗ
• 2.1.4 Проверочный расчет сечения проводника
• 2.1.5 Проверка соответствия сечения проводника аппаратом защиты
• 2.2 Расчет силовой магистральной сети
• 2.2.1 Определение рабочего тока магистральной сети
• 2.2.2 Защита магистральной сети от токов короткого замыкания предохранителем
• 2.2.3 Проверка аппарата защиты от токов короткого замыкания магистральной сети на селективность
• 2.2.4 Расчет сечения проводника магистральной сети
• 2.2.5 Проверка соответствия сечения проводника аппарату защиты от токов короткого замыкания
• 3. Проверочный расчёт осветительной сети
• 3.1 Расчёт групповой сети
• 3.2 Защита групп осветительной сети от токов короткого замыкания и перегрузки
• 3.3 Расчет сечения проводников
• 3.4 Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты
• 3.5 Расчет магистральной осветительной сети
• 3.5.1 Определяем рабочий ток магистральной линии
• 3.5.2 Защита магистральной линии от токов короткого замыкания
• 4. Расчёт молниезащиты
• 4.1 Выбор конструктивных элементов молниеотвода
• 4.2 Определение типа и категории молниезащиты
• 4.3 Определение ожидаемого количества поражений молнией в год здания
• 4.4 Выбор конструктивных элементов молниеотвода
• 4.5 Расчёт зоны защиты молниеотвода
• 4.6 Проверка соответствия высоты молниеотвода
• 4.7 Определение параметров зоны молниезащиты
• 5. Расчёт заземляющего устройства
• 5.1 Проверочный расчет заземляющего устройства
• 6. Противопожарные мероприятия
• 6.1 Силовое электрооборудование
• 6.2 Электроосветительное оборудование
• 6.3 Аппараты управления силовой сети
• 6.4 Аппараты управления осветительной сети
• 6.5 Электропроводка силовой сети
• 6.6 Электропроводка осветительной сети
• Список литературы


Введение

силовой электродвигатель ток сеть

Развитие экономики государства требует широкого внедрения в практику достижений электротехнической науки. Мы являемся свидетелями все более широкого применения электричества, буквально во всех областях деятельности человека: в промышленности и в сельском хозяйстве, космонавтике и медицине, в сфере услуг.

Электрическая энергия остается самой доступной и удобной для передачи ее на большие расстояния без значительных потерь и преобразования в другие виды энергии.

Вместе с тем следует помнить, что использование электрической энергии связано с пожарной опасностью, с опасностью взрывов при эксплуатации электроустановок во взрывоопасных производствах.

Пожаро- и взрывоопасность электроустановок достигается обязательным соблюдением требований нормативных документов по их проектированию, монтажу и эксплуатации. Вместе с тем в последние годы количество пожаров от электроустановок увеличивается. Имеют место также пожары от разрядов молнии и статического электричества. Поэтому перед работниками пожарной охраны ставятся задачи качественного улучшения надзорных профилактических функций в области пожаро- и взрывоопасного применения электроустановок.

Целью выполнения курсового проекта является надзор за обеспечением пожарной безопасности электроустановок при их проектировании, монтаже и эксплуатации.

Рекомендации по устранению нарушений требований норм пожарной безопасности, выявленных пожарно-технической экспертизой, должны быть на уровне современных достижений науки и техники.



Таблица 1

Задание на курсовой проект

Вариант	06
Номера задания	7	27	37	47	57

Таблица 2

Производство и характеристика здания

Позиция задания	Размеры здания (м)	Технологический процесс производства	ВОС образуется при	Молниезащита	Заземление
	длина L	ширина S	высота h			Тип молниеотвода	Высота (м)	Тип заземляющего устройства	Количество выпадавших осадков
7	60	20	8	Цех по производству фурана	аварии	Одиночный тросовый	19	внешний контур вдоль одной стены здания	Выпало большое количество осадков

Таблица 3

Задание по заземляющему устройству

№	Тип схемы	с Ом·м	Кол-во осадков	Тип электрода	l, м	а, м	n, шт.	Тип и размеры электрода, мм	L, м	t, м
7	а	300	Выпало большое количество осадков	Стержень d10	2.5	2.5	8	Полоса Ст 50х5	-	0,7



Таблица 4

Задание по силовому электрооборудованию

№	№ группы	Тип электродвигателя	Мощность, кВт	Исполнение по ПУЭ	Электропроводка	Исполнение аппарата управления
					групповая сеть	Кол-во и сечение жил	Магистральная сеть
27	1	А2	13	IP20	СРГ (ок)	3Ч4 мм2	ВРГ	1ExdIIBT3
37	2	КО	10	1ExdIIAT1	АПВ (ст)	3Ч6 мм2		0ExiIIAT1
47	3	В	15	1ExdIIСT4	ААБ (ок)	3Ч6 мм2		IP45
57	4	ВАО	10	1ExdIIВT3	ААБ (л)	3Ч16 мм2		IP23

Таблица 5

Задание по осветительному электрооборудованию

№ задания	№ группы	Тип электро- светильника	Кол-во, шт.	Рсв, Вт	Исполнение по ПУЭ	Электропроводка	Исполнение аппарата управления
						групповая сеть	Кол-во и сечение жил, мм2	Магистральная сеть
27	1	РН	20	200	IP44	ТПРФ (ок)	2Ч4 мм2	ВРГ	1ExdIIBT3
37	2	ППР	30	200	IP54	ПРВ (ст)	2Ч10 мм2		0ExiIIAT1
47	3	В3Г	30	200	2ExdIIВT3	АППВ (ок)	2Ч6 мм2		IP45
57	4	ПГТ	30	100	IP54	ППВС (ст)	2Ч2,5 мм2		IP23



1. Обоснование характеристики технологической среды и класса зоны по ПУЭ

1.1 Определяем характеристику среды

Фуран - горючая жидкость [5].

Пары фурана (кипит при 31,83 ⁰C) смешиваясь с кислородом воздуха, способны образовать взрывоопасную смесь.

Классификация взрывоопасной смеси по п.7.3.28 [2].

Распределение взрывоопасных смесей газов и паров с кислородом воздуха по категориям и группам приведено в п. 7.3.28 т.7.3.3. [2].

Фуран:

Категория смеси- IIВ п. 7.3.26 т.7.3.1.

Группа смеси - Т2 п. 7.3.27 т. 7.3.2.

Вывод: Характеристика взрывоопасной смеси технологической среды IIВТ2.

1.1.2 Определяем класс зоны насосной станции по перекачке фурана

Зона расположена в помещении, где могут образоваться взрывоопасные смеси паров фурана с кислородом воздуха только в результате аварии или неисправности.

На основании п. 7.3.41 ПУЭ данное помещение относится к зоне класса В-Iа,

- зона расположена в помещении;

- обращаются горючие газы;

- взрывоопасная смесь образуется при аварии.

Вывод: Помещение цеха по производству фурана относится к зоне класса В-Iа.

На основании ст.19 ФЗ №- 123 «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности» зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования взрывоопасные смеси горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварии или повреждения технологического оборудования, относятся ко 2-му классу [1].

1.2 Экспертиза электроустановок

1.2.1 Краткая характеристика электрооборудования

Сведения о характеристике проводов и кабелей изложены [4, 6, 7].

Таблица 6

Электропроводка

Марка эл. проводки	Провод/ кабель	ТВЖ	Изоляция	Оболочка	Броня	Покров	Способ прокладки	Примеч.
Электропроводка силовой сети
СРГ (ок)	кабель	медная	резиновая	свинцовая	-	-	открыто по конструкциям
АПВ (ст)	провод	алюмин.	поливинил-хлоридная	поливинил-хлоридная	-	-	в стальных трубах
ААБ(ок)	кабель	алюмин.	бумажная	алюминий	стальн. лента	стеклянная пряжа	открыто по конструкциям
ААБ(л)	кабель	алюмин.	бумажная	алюминий	стальн. лента	стеклянная пряжа	В лотках
Электропроводка осветительной сети
ТПРФ (ок)	провод	медная	резиновая	металлическая	-	-	открыто по конструкциям
ПРВ (ст)	провод	медная	поливини хлоридная	поливини хлоридная	-	-	в стальных трубах
АППВ (ок)	провод	алюмин.	поливини хлоридная	-	-	-	открыто по конструкциям
ППВС (ст)	провод	медная	ПВХ	ПВХ	-	-	в стальной трубе
Электропроводка магистральной сети
ВРГ	кабель	медная	ПВХ	Резина	-	-	в земле

1.2.2 Экспертиза электрооборудования

Таблица 7

Хар-ка среды, класс зоны	Сведения об электрооборудовании	Вывод о соответствии электрооборудовании	Предлагается
	Требуется по ПУЭ	Дано по заданию
1	2	3	4	5
Силовое электрооборудование
Зона В-Iа В/о среда IIВТ2	На основании п.7.3.66. т.7.3.10. допустимый уровень взрывозащиты «Повышенной надёжности против взрыва», знак уровня- 2 основание п.7.3.32. маркировка исполнение эл. двигателя 2Ех_IIBT2	IP20 1ExdIIAT1 1ExdIIСT4 1ExdIIВT3	Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76 Не соответствует по подгруппе и по температурному классу электрооборудования осн. п.7.3.60. Соответствует Соответствует	2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2
Осветительное электрооборудование
	На основании п.7.3.76. т.7.3.12. допустимый уровень взрывозащиты «Повышенной надёжности против взрыва», знак уровня- 2 основание п.7.3.32. маркировка исполнения эл. светильника 2Ех-IIBT2	IP44 IP54 2ExdIIВT3 IP54	Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76. Соответствует Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание п.7.3.76.	2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2
Аппараты управления
	На основании п.7.3.68. т.7.3.11. допустимый уровень взрывозащиты «Взрывобезопасное», знак уровня - 1 основание п.7.3.32. маркировка исполнение эл. двигателя 1Ех_IIT1	1ExdIIBT3 0ExiIIAT1 IP45 IP23	Соответствует Не соответствует по подгруппе и по температурному классу электрооборудования осн. п.7.3.60. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание. п.7.3.68. Не соответствует по исполнению защитных оболочек основание. п.7.3.68.	2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2 2Ех_IIBT2
		Электропроводки силовой сети
	Не допускается применение неизолированных проводов п.7.3.92. Не допускается применение алюминиевой жилы п.7.3.93. Не допускается применение проводов и кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой. Не допускается применение кабелей с алюминиевой оболочкой п.7.3.102. Не допускается применения кабелей с горючими покрытиями п.7.3.108. Способ прокладки провода - в стальных трубах, бронированные кабели - открыто по конструкциям, небронированные - в коробах п.7.3.118. т.7.3.14.	СРГ (ок) АПВ (ст) ААБ(ок) ААБ(л)	соответствует Не соответствует по жиле основание п.п. 7.3.93. Не соответствует по жиле п.п. 7.3.93 и способу прокладки основание. п.7.3.118. т.7.3.14. Не соответствует по жиле основание п.п. 7.3.93.	СРГ (ст) СРГ (ок) СРГ (л)
		Электропроводка осветительной сети
		ТПРФ (ок) ПРВ (ст) АППВ (ок) ППВС (ст)	Соответствует Соответствует Не соответствует по жиле п. 7.3.93 и способу прокладки осн. п.7.3.118. т.7.3.14. Соответствует	СРГ (ок)

Примечание: экспертиза магистральной линии не производится, так как она расположена за пределами взрывоопасной зоны.



2. Проверочный расчёт силовой сети по условию нагрева

2.1 Расчет групповой сети

2.1.1 Определение номинального тока двигателя

Дано: Исходные данные для проведения проверочного расчёта (табл.5 Приложения 1).

Uн = 380В; з = 0,8; cosц = 0.9; КПТ = 4; б =1,5

I=, (2.1.1.1)

Здесь паспортные данные электродвигателей:

Рн. дв - номинальная мощность электродвигателя;

^U_н - номинальное напряжение электродвигателя;

сosц - номинальный коэффициент мощности электродвигателя;

Ю - номинальный КПД электродвигателя.

2.1.1.1. Определяем номинальный ток двигателя 1-ой группы

2.1.1.2. Определяем номинальный ток двигателя 2-ой группы

2.1.1.3. Определяем номинальный ток двигателя 3-ей группы



2.1.1.4. Определяем номинальный ток двигателя 4-ой группы

2.1.2 Расчёт защиты электродвигателя от токов перегрузки

Защита электродвигателей от токов перегрузки осуществляется тепловым реле, установленными в магнитных пускателях серии ПМЕ, ПАЕ, ПА, установленными в электрощитовой (отдельное электротехническое помещение) п. 7.3.78 [2].

Выбор тепловых реле магнитных пускателей производится по условию

I _{.тепл.расц.}=(1,0ч1,2) Ч I_н.дв., (2.1.2.1)

Тип и параметры магнитного пускателя определяются по любой справочной нормативно-технической литературе или табл.12 Приложения 2 методических рекомендаций.

Для всех групп электродвигателей выбираем магнитный пускатель ПМЕ

2.1.2.1 _{пл.расц1}=27,4ч33,9А

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ422 с тепловым реле ТРП60/30,

I ^т_{н. тепл. реле}= 60 А, максимально-допустимый ток для контактов.

2.1.2.2 I _{.тепл.расц2}=21,1ч25,3А

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ322 с тепловым реле ТРН40/32

2.1.2.3 I _{.тепл.расц3}=31,7ч38,04А

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ422 с тепловым реле ТРП-60/40

2.1.2.4 I _{.тепл.расц4}=21,1ч25,3А

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ322 с тепловым реле ТРН40/32

2.1.3 Защита электродвигателей от токов КЗ

Расчёт защиты электродвигателя от токов короткого замыкания.

По условиям задания защита электродвигателей выполняется предохранителем:

, (2.1.3.1)

где I^т_{н. вст} - номинальные табличные данные плавкой вставки предохранителя значение берётся из табл.13 приложения 2 методических указаний;

I_{н. дв.}- номинальный ток двигателя;

КПТ- кратность пускового тока;

б- условия пуска электродвигателя.

КПТ=4, б= 1,5 по условиям задания

2.1.3.1. 1^я группа

Принимаем по табл. 13 Приложения 2 предохранитель

80А? 73А условие защиты выполняется

I^т_{ном. патрона}= 100А - мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 80А - номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя первой группы).

2.1.3.2. 2^я группа

п принимаем по табл. 13 Приложения 2 предохранитель

I^т_{ном. патрона}= 100А - мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 60А - номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя третьей группы).

2.1.3.3. 3^я группа

принимаем по табл. 13 Приложения 2 предохранитель

I^т_{ном. патрона}= 100А - мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 100А - номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя третьей группы).

2.1.3.4. 4^я группа



принимаем по табл. 13 Приложения 2 предохранитель

I^т_{ном. патрона}= 100А - мах. допустимый ток для всей конструкции предохранителя.

I^т_{н. вст}= 60А - номинальный ток плавкой вставки (конкретная токовая защита электродвигателя третьей группы).

2.1.4 Проверочный расчет сечения проводника

Расчёт или проверка сечения проводников производится по одному из трёх условий:

а) для зон классов В-I, В-Iа, В-II, В-IIа.

Электропроводка расположена во взрывоопасной зоне, следовательно, на основании п. 7.3.97. [2] принимаем коэффициент 1,25.

I ? 1,25 Ч I _н.дв., (2.1.4.1)

Сечение электропроводки определяем на основании требований главы 1.3. [2] п.п. 1.3.4.- 1.3.35.

2.1.4.1. Определяем сечение 1^ой группы

I ₁ ? 1,25 Ч27,4 = 34,3А

Требуемое сечение для кабеля СРГ 3Ч4 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3Ч4 м м² соответствует.

2.1.4.2. Определяем сечение 2^ой группы



I ₂ ? 1,25 Ч 21,1 = 26,4А

Требуемое сечение для провода СРГ 3Ч6 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3 Ч 6 мм² соответствует.

2.1.4.3. Определяем сечение 3^ей группы

I ₃ ? 1,25 Ч 31,7 = 39,6А

Требуемое сечение для кабеля СРГ 3Ч6 мм², основание т.1.3.4. [2].

Фактическое сечение кабеля СРГ 3 Ч 6 мм² соответствует.

2.1.4.4. Определяем сечение 4^ой группы

I ₄ ? 1,25 Ч 21,1 = 26,4А

Требуемое сечение для провода СРГ 3Ч16 мм², основание т.1.3.6. [2].

Фактическое сечение провода СРГ 3Ч16 мм² соответствует.

2.1.5 Проверка соответствия сечения проводника аппаратом защиты

Для четкого срабатывания аппаратов защиты от токов короткого замыкания необходимо выполнить условие:

- для предохранителей

^, (2.1.5.1)

- для автоматов I^т_доп? I^т_{н. расц}

Если условие не выполняется, то необходимо увеличивать сечение проводника, что приведёт к увеличению I^т_доп. Так как защита всех групп от токов короткого замыкания предохранителями, то



2.1.5.1. 1^я группа 3Ч35?80А

105А?80А соответствует условию

2. 1.5.2. 2^я группа 3Ч31?60А

102А?60А соответствует условию

2. 1.5.3. 3^я группа 3Ч34?100А

102А?100А соответствует условию

2. 1.5.4. 4^я группа 3Ч75?60А

225А?60А соответствует условию.

2.2 Расчет силовой магистральной сети

2.2.1 Определение рабочего тока магистральной сети

Определяется рабочий ток питающей сети по формуле

, (2.2.1.1)

где _{н. двиг.} - алгебраическая сумма номинальных токов электродвигателей групповой сети;

К_с - коэффициент спроса, учитывающий одновременность работы всех электродвигателей и степень их загрузки. Принимается из табл. 10, приложения 2 при n= 4 группам К_с = 0,8.

= (27,4+21,1+31,7+21,1)Ч0.8=81,04A



2.2.2 Защита магистральной сети от токов короткого замыкания предохранителем

Выбор защиты магистральной сети от токов короткого замыкания производится по условиям:

- защита осуществляется предохранителем:

- защита осуществляется автоматом:

I^т_{н. расц. магн} ? I_{раб. маг}.

В нашем случае защита магистральной сети осуществляется предохранителем типа ПР- 2, следовательно, расчёты будут производится по формуле:

, (2.2.2.1)

где - сумма номинальных токов всех электродвигателей, кроме одного (n - 1) наибольшей мощности;

I_{н. двиг.max. знач} КПТ- пусковой ток двигателя с наибольшей мощностью групповой сети

принимаем предохранитель по табл. 13 Приложения 2 данных методических рекомендаций принимаем предохранитель ПР -2- 200/160,

где I^т _{н патрона} = 200А

I^т _{н вставки} = 160А

2.2.3 Проверка аппарата защиты от токов короткого замыкания магистральной сети на селективность

Аппарат защиты магистральной сети от токов короткого замыкания необходимо проверить на селективность по одному из условий:

- для предохранителей

В нашем случае защита от токов короткого замыкания в группах и магистрали осуществляется предохранителем, следовательно, условие селективности проверяем по:

, (2.2.3.1)

Здесь: I^т_{н. вст. магистр.}- табличное значение номинального тока плавкой вставки питающей сети.

I^т_{н. вст. max.знач. групп.}- табличное значение тока плавкой вставки для группы с наибольшей мощностью электродвигателя.

> 1,6. Условие селективности выполняется.



2.2.4 Расчет сечения проводника магистральной сети

Расчёт сечения проводника выполняется по условию

I^т_доп.?I_раб., (2.2.4.1)

Магистраль проложена в земле за пределами взрывоопасной зоны. Порядок расчёта или проверки сечения проводника магистрали такой же, как в групповой сети.

I^т_доп.?81,04А

Принимаем сечение кабеля магистральной сети ВРГ 3Ч10+1Ч2,5 т.1.3.7. [2].

2.2.5 Проверка соответствия сечения проводника аппарату защиты от токов короткого замыкания

Проверка производится по одному из двух условий:

- для предохранителей

3I^т_доп.? I^т_{н. вст.,}

- I^т_доп. > I^т_{н. расц.}

Если условие не выполняется, то необходимо увеличить сечение проводника магистральной сети, что приведёт к увеличению I^т_доп.

В нашем случае защита выполняется предохранителем

3I^т_доп. ? I^т_{н. вст.} , (2.2.5.1)

3Ч 90 ? 160А

270> 160 условие соответствия выполняется.

3. Проверочный расчёт осветительной сети

3.1 Расчёт групповой сети

Определение рабочих токов групп осветительного электрооборудования:

(3.1.1)

где К_с=1- коэффициент спроса, учитывающий одновременность включения ламп;

U_н=220В - номинальное напряжение сети;

Р_л - мощность лампы светильника;

n- количество светильников в группе.

Определяем рабочий ток 1-ой группы:

Определяем рабочий ток 2-ой группы:

Определяем рабочий ток 3-ей группы:

Определяем рабочий ток 4-ой группы:

3.2 Защита групп осветительной сети от токов короткого замыкания и перегрузки

Расчёт защиты групп от токов перегрузки и короткого замыкания выполняется в зависимости от типа аппарата защиты:

- предохранителем:

I^т_{н. аст.} ? I_раб.

- I^т_{н. расц. тепл.} ? I_раб.

В нашем случае защита всех групп выполняется автоматическими выключателями с тепловым расцепителем А3161. Выбор автоматов производится по табл.5 Приложения 2 методических рекомендаций

, (3.2.1)

1^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 18,2 А

Табл. 5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 20А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

20> 18,2 условие выбора соответствует.

2^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 27,3 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 30А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

30> 27,3 условие выбора соответствует.

3^я группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 27,3 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 30А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

30> 27,3 условие выбора соответствует.

4^ая группа:

I^т_{н. расц. тепл.} > 13,6 А

Табл.5 Приложения 2. I^т_{н. расц. тепл.}= 16А - номинальный ток теплового расцепителя автоматического воздушного выключателя.

I^т_{н. авт}= 50 А - номинальный ток автомата (max. допустимый ток для конструкции автомата).

Принимаем автомат: А3161-

50> 45,5 условие выбора соответствует.

3.3 Расчет сечения проводников

Расчёт или проверка сечения проводников производится по одному из трёх условий, а именно:

- для зон класса В-I, В-Iг, В-II, В- IIа п. 7.3.97 [2]

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. вст.} - предохранитель;

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. расц. тепл.}- автоматический воздушный выключатель;

- для жарких помещений [2] табл. 1.3.3

I^т_доп. ? I^т_{н. вст.}/к_т- предохранитель

I^т_доп. ? I^т_{н. расц. тепл.}/к_т- автоматический воздушный выключатель;

- для всех остальных помещений и классов зон:

I^т_доп. ? I^т_{н. вст.} - предохранитель

I^т_доп. ? I^т_{н. расц. тепл.} - автоматический воздушный выключатель.

I^т_доп.- табличное значение длительного допустимого тока, которое зависит от материала проводника, способа его прокладки, сечения проводника.

Электропроводка расположена во взрывоопасной зоне, следовательно, на основании п. 7.3.97. [2] принимаем коэффициент 1,25.

I^т_доп. ? 1,25 I^т_{н. расц. тепл.} , (3.3.1)

Сечение электропроводки определяем на основании требований главы 1.3 [1] п.п. 1.3.10., 1.3.15., табл. 1.3.4 ч 1.3.34.

3.3.1. Определяем сечение 1^ой группы

I ₁ ? 1,25 Ч 20 = 25А

Расчётное сечение (min. допустимое) для провода ТПРФ табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 27 А. S= 2,5мм²

Фактическое сечение провода ТПРФ 2Ч4 мм² соответствует. I^т_доп.= 32 А.

32> 25 условие выбора сечения проводника выполняется.

3.3.2. Определяем сечение 2^ой группы

I ₁ ? 1,25 Ч 30 = 37,5А

Расчётное сечение (min. допустимое) для кабеля ПРВ табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 40 А. S= 6мм²

Фактическое сечение кабеля ПРВ 2Ч10 мм² соответствует.

3.3.3. Определяем сечение 3^ей группы

I ₁ ? 1,25 Ч 30 = 37,5А

Расчётное сечение (min. допустимое) для кабеля СРГ табл. 1.3.6 [2]

I^т_доп.= 38 А. S= 4мм²

Фактическое сечение кабеля СРГ 2Ч6 мм² соответствует.

3.3.4. Определяем сечение 4^ой группы

I ₁ ? 1,25 Ч 16 = 20А

Расчётное сечение (min. допустимое) для провода ППВС табл. 1.3.4 [2]

I^т_доп.= 23 А. S= 2мм²

Фактическое сечение провода ППВС 2Ч 2,5 мм² соответствует.

3.4 Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты

Проверка соответствия сечения проводника аппаратам защиты выполняется по условию:

, (3.4.1)

3.4.1. 1^я группа 32?20 соответствует условию проверки.

3.4.2. 2^я группа 40?30 соответствует условию проверки.

3.4.3. 3^я группа 50? 30 соответствует условию проверки

3.4.4. 4^я группа 25?16 соответствует условию проверки.

3.5 Расчет магистральной осветительной сети

3.5.1 Определяем рабочий ток магистральной линии

Рабочий ток магистральной линии определяется по формуле

I= , (3.5.1)

где: - сумма мощностей всех групп [Вт];

К_с - коэффициент спроса, К_с= 0,9;

U_н- номинальное напряжение сети, U_н= 380В.

I_р= = 26 А

3.5.2 Защита магистральной линии от токов короткого замыкания

Расчёт защиты магистральной сети выполняется пот одному из двух условий:

- I^т_{н. вст.} ? I_{раб. маг.}

- I^т_расц. ? I_{раб. маг.}

I^т_доп. ? I_{раб. маг.,} (3.5.2)

I^т_расч. ? 26 А.

В нашем случае защита выполнена автоматическим воздушным выключателем А3124 по приложению 2 табл.5 данных методических рекомендаций:

А3124 , 30> 26 условие выбора аппарата защиты выполняется.

3.5.3. Расчет сечения проводника магистральной сети.

Расчёт сечения проводника производится по одному из двух условий:

- I^т_доп. ? I_{раб. маг.}

- I^т_доп. ? I^т_{н. вст.}

В нашем случае: I^т _доп. ? I^т_{н. расч.} = 26 А.

Рассчитываем сечение кабеля магистральной сети по табл. 1.3.7 [2]

I^т_доп.= 38 А, S= 2,5 мм² ВРГ 3Ч2,5

38> 30 условие выбора сечения проводника выполняется.

3.5.4. Проверка соответствия аппаратов защиты на селективность

, (3.5.4.1)

30?30 условия соответствия аппаратов защиты на селективность выполняются.



4. Расчёт молниезащиты

4.1 Выбор конструктивных элементов молниеотвода

Защитное действие молниеотводов основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземлённые металлические сооружения. Защитное действие молниеотвода характеризуется вероятностью прорыва молнии. Под этой вероятностью понимают отношение числа разрядов молнии в защищаемый объект к общему числу разрядов в систему молниеотвод - объект. Под зоной защиты понимают пространство в окрестности молниеотвода, характеризующееся тем, что вероятность прорыва молнии к любому объекту внутри зоны не превышает некоторой достаточной малой величины. Конфигурация и размеры зон защиты получены на основе модельных экспериментов и расчётов, было предложено два типа зон защиты: зона типа А, обладающая степенью надёжности 99,5% и выше, и тип Б- 95% и выше. Степень надёжности защиты объекта в любом случае возрастает, когда объект удаётся расположить в глубине зоны защиты молниеотводов.

По типу молниеприёмников молниеотводы делятся на стержневые, тросовые и сетчатые. Кроме того, различают молниеотводы отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого объекта.

При одиночном стержневом молниеотводе зона защиты (при h ? 150м) представляют собой конус. Вершина конуса находится на высоте h₀ < h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом R₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защитного уровня сооружения h_х представляет собой круг радиусом R_х. Эти величины определяются следующим образом.

Зона типа А:

h ₀ = 0.85 h, (4.1)

R₀= (1,1- 0,002h)h, (4.1.2)

R_х= (1,1- 0,002h)(h- h_х / 0.85). (4.1.3)

Зона типа Б:

h ₀= 0.92 h, (4.1.4)

R₀= 1,5 h, (4.1.5)

R_х= 1,5(h- h_х / 0,92), (4.1.6)

где R_х и h_х определяются по закону подобия треугольников.

Для зоны типа Б высота молниеотвода при известных величинах R_х и h_х может быть определена по формуле

h= (R_х + 1,63h_х)/ 1,5. (4.1.7)

Одиночный тросовый молниеотвод.

Здесь h - высота троса в точке наибольшего провеса. С учётом стрелы провеса троса сечением 35-50мм² при известной высоте опор h_оп и длине пролёта б < 120 м высота троса h= h_оп.-2, а при б = 120-150 м h= h_оп.-3 м.

Конфигурацию и размеры зоны защиты одиночных тросовых молниеотводов определяют по формулам.

Зона типа А:

h ₀= 0.85 h, (4.1.8)

R₀= (1.35- 0.0025h)h, (4.1.9)

R_х= (1,35- 0,0025h) (h- h_х/ 0,85). (4.1.10)

Зона типа Б:

h ₀= 0,92 h, (4.1.11)

R₀= 1,7h, (4.1.12)

R_х= 1,7(h- h_х/ 0,92), (4.1.13)

В нашем случае защита объекта производится одиночным тросовым молниеотводом.

4.2 Определение типа и категории молниезащиты

Цех по производству фурана относится к зоне класса В-Iа п. 7.3.41. [2].

На основании РД 34.21.122-87 пункта 1.1 табл. 1 [3] здания, принадлежащие к зоне класса В-Iа относятся ко II^ой категории молниезащиты тип зоны молниезащиты Б.

4.3 Определение ожидаемого количества поражений молнией в год здания

N=n10^-6, (4.3.1)

где S,L - соответственно ширина и длина здания,

h - высота здания, n - среднегодовое число ударов молнии в1 км² земной поверхности в географическом месте расположения здания (удельная плотность ударов молнии в землю 1/(км² Чгод).

Примечание: Среднегодовая продолжительность гроз в часах, в произвольном пункте на территории России, определяется по карте (рис.3) настоящего нормативного документа или рис. 2.5.13. 2.5.16. ПУЭ.

На основании п.1.2. РД 34.21 122-87 здания, отнесённые по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных её проявлений и заноса высокого потенциала через металлические коммуникации.



4.4 Выбор конструктивных элементов молниеотвода

Следующие пункты инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21 122-87содержат информацию о выборе конструктивных элементов молниеотводов:

- Опоры тросовых молниеотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность с учетом натяжения троса и действия на него ветровой и гололедной нагрузок (п.3.1.);

- Опоры отдельно стоящих молниеотводов могут выполняться из стали любой марки, ж/бетона или дерева (п.3.2.);

- Тросовые молниеприемники должны быть выполнены из стальных многопроволочных канатов сечением не менее 35 мм². (п.3.3.);

- Соединения молниеприёмников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполнятся, как правило, сваркой, а при невозможности болтовым соединением с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле соединения перед началом грозового сезона (п.3.4.);

- Токоотводы, соединяющие молниеприёмники с заземлителями выполняются из стали размерами не менее указанных в табл.3. [3] (п.3.5.);

- Рекомендуемые конструкции и размеры заземлителей приведены в табл.2. Минимально допустимые сечения электродов искусственных заземлителей нормированы в табл.3. (п.3.8.).

4.5 Расчёт зоны защиты молниеотвода

Молниеотвод - одиночный тросовый, устанавливаем на здании п.2.11. [3].

Расчет параметров одиночного тросового молниеотвода с зоной защиты Б производим в соответствии с [3, с. 30-31] по формулам:



, (4.3.2)

. (4.3.3)

При известных r_х и h_х высота молниеотвода может быть найдена из формулы

(4.3.4)

где h - высота троса в середине пролета.

В соответствии с [3, п.3.4] провис троса при расстоянии между опорами менее 120м составляет 2м. Высота опор молниеотвода составляет:

(4.3.5)

4.6 Проверка соответствия высоты молниеотвода

h_факт. h_расч. - по заданию высота молниеотвода h_факт. =19 м > 16,6м.

Вывод: установленный молниеотвод соответствует по высоте расчётным данным.

4.7 Определение параметров зоны молниезащиты

Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие габаритные размеры:



5. Расчёт заземляющего устройства

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайне мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделяющий трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.

Заземлением всей установки или её части называется преднамеренное гальваническое соединение с заземляющим устройством. Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством.

Во взрывоопасных зонах всех классов в качестве заземляющих проводников следует использовать искусственные заземлители, специально предназначенные для этой цели. Искусственные заземлители должны удовлетворять требованию

r_иск r_з

где r_з - требуемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства по ПУЭ (п. 1.7.101)



Рис. 2 Тип схемы выполнения заземляющего устройства - внешний контур вдоль одной стены здания, горизонтальный электрод

5.1 Проверочный расчет заземляющего устройства

Для цеха по производству фурана проверить соответствие устройства повторного заземления требованием ПУЭ. Удельное сопротивление грунта r_изм, равно 300 Омм. Измерения проводились: выпало большое количество осадков. В качестве вертикальных электродов заземлителя применяется стержень d=10мм, длиной l =2,5 м, заглубленная на t= 0,7 м от поверхности земли. Количество вертикальных электродов n = 8, расстояние между ними а=2,5 м, вертикальные заземлители расположены вдоль одной стены здания. Для горизонтальных соединений используем полосовую сталь 50х5 мм.

1. Определим расчетное сопротивление грунта:

(5.1.1)

Согласно исходным данным по условию задачи выпало большое количество осадков, значит принимаем значение коэффициента учитывающего климатические условия К для средневлажного грунта, коэффициент определяется по таблице 14 приложения 2 данных методических рекомендаций К=2.

Тогда (5.1.1)

2. Определим сопротивление одиночного вертикального электрода:

(5.1.3)

(5.1.4)

Тогда:

Тип заземлителя определен условиями задачи - «рядовой» вдоль стены цеха, выполненный из вертикальных электродов с расстоянием 2,5 м между электродами. Общее количество вертикальных электродов n = 8 шт.

3. Определение сопротивления растеканию тока всеми электродами, расположенными в ряд с учетом коэффициента использования , найденного по табл. 15 Приложения 2 данных методических рекомендаций. Расстояние между электродами а = 2,5 м, отношение расстояния между вертикальным электродом к длине вертикального электрода а/l=2,5/2,5=1.

Коэффициент использования вертикальных электродов =0,61;

(5.1.5)

4. Сопротивление горизонтальной полосы без учета коэффициента экранирования

L=1,05•а•n_в=1,05•2,5•8=21 м. (5.1.6)

(5.1.7)

5. Сопротивление горизонтальной полосы с учетом коэффициента использования (экранирования) определяется по табл. 15 Приложения 2 данных методических рекомендаций

(5.1.8)

6. Сопротивление всего заземляющего устройства:

(5.1.9)

7. Требуемое нормативное сопротивление заземлителя по ПУЭ при удельном сопротивлении грунта

При условиях:

1) линейное напряжение 380 В

2) удельное сопротивление грунта .

Согласно п. 1.7.101 ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта равно:

(5.1.10)

Но по условию 1.7.101 ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта не должно превышать десятикратного нормативного значения > r _з.н=40 Ом

Проверка на соответствие расчетного сопротивления заземлителя нормативному требованию п.1.7.101 ПУЭ.

>

40 Ом >29.5 Ом

Вывод: конструкция заземляющего устройства соответствует требованиям п.1.7.101, то есть сопротивление фактического заземляющего устройства превышает нормативное сопротивление заземлителя.



6. Противопожарные мероприятия

6.1 Силовое электрооборудование

6.1.1 Электродвигатель исполнения IP20 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIT1 (Основание п. 7. 3. 76 ПУЭ).

6.1.2 Электродвигатель исполнения 1ExdIIAT1 не соответствует по подгруппе и по температурному классу электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7. 3. 60 ПУЭ).

6.2 Электроосветительное оборудование

6.2.1 Осветительное оборудование исполнения IP44 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

6.2.2 Осветительное оборудование исполнения IP54 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

6.2.3 Осветительное оборудование исполнения IP54 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.76 ПУЭ).

6.3 Аппараты управления силовой сети

6.3.1 Аппарат управления 0ExiIIAT1 не соответствует по подгруппе электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.60 ПУЭ).

6.3.2 Аппарат управления IP45 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

6.3.3 Аппарат управления IP23 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

6.4 Аппараты управления осветительной сети

6.4.1 Аппарат управления 0ExiIIAT1 не соответствует по подгруппе электрооборудования. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.60 ПУЭ).

6.4.2 Аппарат управления IP45 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

6.4.3 Аппарат управления IP23 не соответствует по исполнению. Заменить на исполнение 1Ех_IIВT2 (Основание п. 7.3.68 ПУЭ).

6.5 Электропроводка силовой сети

6.5.1 Электропроводка 2-ой группы исполнением АПВ(ст) 3х6 мм² не соответствует по жиле, заменить на СРГ 3х6 мм² (ст). (Основание т.1.3.93 ПУЭ).

6.5.2 Электропроводка 3-ой группы исполнением ААБ(ок) 3х6 мм² не соответствует по жиле и способу прокладки, заменить на СРГ 3х6 мм². (Основание т. 1.3.93; п.7.3.118.; т.7.3.14 ПУЭ).

6.5.3 Электропроводка 4-ой группы исполнением ААБ(ок) 3х16 мм² не соответствует по жиле, заменить на СРГ 3х16 мм². (Основание т. 1.3.93 ПУЭ).

6.6 Электропроводка осветительной сети

6.6.1 Электропроводку 3-ой группы исполнением АППВ 2х6 мм² (ок) Не соответствует по жиле п. 7.3.93 и способу прокладки осн. п.7.3.118. т.7.3.14.

заменить на СРГ2х6 мм². (Основание п.п.7.3.93., 7.3.188.ПУЭ).

Список литературы

1. Российская Федерация. Законы. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: ФЗ 22.07.2008 №123-ФЗ. Екатеринбург: Издательский дом Урал Юр Издат, 2008. 152 с. (в редакции Федерального закона от 10.07.2012 г. № 117-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»).

2. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. 656 с.

3. Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87: утв. Главтехуправлением. Минэнерго СССР 12.10.1987: Ввод в действ с 01.04.1988: М.: Энергоатомиздат, 1989. 56 с.

4. Корольченко, А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. М.: Асс. «Пожнаука», 2004. Ч.I, II..

5. Классификация и области применения электроустановок в пожаровзрывоопасных зонах. Справочное пособие: / Г.И. Смелков, В.Н. Черкасов, Е.Л. Шеститко и др. М.: ВНИИПО, 2001. 325 с.

6. Смелков, Г.И. Пожарная безопасность электропроводок / Г.И. Смелков. М.:ООО «Кабель», 2009. 328 c.

7. Черкасов, В.Н., Пожарная безопасность электроустановок: Учебник. / В.Н. Черкасов, Н.П. Костырев. М.: Академия ГПС МЧС России, 2002. 337 с.

Размещено на Allbest.ru