Дипломная (вкр): Разработка технологического процесса и оборудования для изготовления особо тонких сварных труб

Так как в цехе имеется большое количество электрооборудования, то это требует принятия особых защитных мероприятий. Основными причинами поражения человека электрическим током являются:

прикосновение к металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением из-за пробоя изоляции;

прикосновение к открытым токоведущим частям (случайные или в случае ошибочной подачи напряжения при ремонте или осмотре);

поражение электрической дугой при нахождении человека вблизи высоковольтного оборудования.

Для силовой и осветительной сети с напряжением 380/220В применяются системы зануления. Для сети постоянного тока применяются защитные заземления. Для защиты электрической сети от перегрузок используется реле напряжения и плавкие предохранители, отключающие подачу электроэнергии в случае неисправности. Кроме того, используются ограждения и предупредительные знаки.

Для создания благоприятных условий труда большое значение имеет рациональное освещение цеха. Неудовлетворительно освещение затрудняет проведение работ, ведёт к снижению производительности труда, больше утомляет работающего и может явиться причиной несчастного случая.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещённости, соответствующей характеру зрительной работы. При организации производственного освещения необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов осуществляется комбинированное освещение. Естественное освещение осуществляется через световые фонари в перекрытиях здания и окна в наружных стенах. Светлая окраска потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей в поле зрения работающих. Искусственное освещение осуществляется установкой стационарных светильников, одинаковых по типу и мощности. При осмотрах и ремонтах применяется ремонтное освещение - переносные лампы с напряжением 36 В. Сигнальное освещение производится и цветными лампами и специальными установками. В размере 10% от общего искусственного освещения применяется аварийное освещение от независимого источника тока, на случай выхода из строя общего освещения.

Помещение цеха по зрительным условиям относится к IV разряду. Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном. При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока.

Поскольку в цехе, где располагается агрегат ТЭСА 10-20, присутствует ряд других металлургических машин, а также такие механизмы как летучие ножницы и стеллажи, то можно наблюдать некоторый уровень вибрации и шума.

Вибрация относиться к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обуславливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы, исключительно сильное влияние шум оказывает на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы, из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83* и Санитарным нормам 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» для нормирования постоянных шумов, которые присутствуют в месте расположения агрегата ТЭСА 10-20, применяют допустимые уровни звукового давления в девяти октавных полосах частот в зависимости от вида производственной деятельности.

Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБ А), определяемый по шкале А шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по закону чувствительности органов слуха и приближением результатов объективных измерений к субъективному восприятию.

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей. В системах местного освещения, в ручном электрофицированном инструменте и в некоторых других случаях применяют пониженное напряжение.

Требования к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ (Правила устройства электроустановок), в соответствии с которыми они должны устраиваться при номинальном напряжении 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. В условиях работ в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных они должны выполняться в установках с напряжением питания > 42 В переменного и > 110 В постоянного тока. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение металлических частей электроустановок с землей или ее эквивалентом (водопроводными трубами и т.д.).

При пробое изоляции токоведущих частей на корпус, изолированный от земли, он оказывается под фазовым напряжением Uф. В этом случае ток, проходящий через человека,

где Rч - сопротивление тела человека,

RСИЗ - сопротивление средств индивидуальной защиты, при их отсутствии RСИЗ = 0.

При наличии заземления вследствие стекания тока на землю напряжение прикосновения уменьшается и, следовательно, ток, проходящий через человека, оказывается меньше, чем в незаземленной установке. Чтобы напряжение на заземленном корпусе оборудования было минимальным, ограничивают сопротивление заземления. В установках 380/220 В оно должно быть не более 4 Ом, в установках 220/127 В - не более 8 Ом. Если мощность источника питания не превышает 100 кВА, сопротивление заземления может быль в пределах 10 Ом.

В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Возможно применение железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений. При отсутствии естественных заземлителей допускается применение переносных заземлителей, например, ввинчиваемых в землю стержней, стальных труб, уголков. После заглубления в землю они должны иметь концы длиной 100…200 мм над поверхностью земли, к которым привариваются соединительные проводники. Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы с горючими жидкостями и газами. Зануление состоит в преднамеренном соединении металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником. При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемый силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом, электроустановка обесточивается. Предусматривается повторное заземление нулевого проводника на случай обрыва нулевого провода на участке, близком к нейтрали. По этому заземлению ток стекает на землю, откуда попадает в заземление нейтрали, по нему во все фазные провода, включая имеющий пробитую изоляцию, далее на корпус. Таким образом, образуется контур короткого замыкания.

Защитное отключение электроустановок обеспечивается путем введения устройства, автоматически отключающего оборудование - потребитель тока при возникновении опасности поражения током. Схемы отключающих автоматических устройств весьма разнообразны. Во всех случаях система срабатывает на превышение какого-либо параметра в электрических цепях технологического оборудования.

Повышение электробезопасности достигается также путем применения изолирующих, ограждающих, предохранительных и сигнализирующих средств защиты.

Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные изолирующие электрозащитные средства способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, и работать на этих частях. К таким средствам относятся: в электроустановках до 1000 В - диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000 В; в электроустановках выше 1000 В - изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, а также указатели напряжения выше 1000 В.

Дополнительные изолирующие электрозащитные средства обладают недостаточной электрической прочностью и поэтому не могут самостоятельно защищать человека от поражения током. Их назначение - усилить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с которыми они должны применяться. К дополнительным изолирующим средствам относятся: в электроустановках напряжением до 1000 В - диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки; в электроустановках выше 1000 В - диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки. Ограждающие средства защиты предназначены для временного ограждения токоведущих частей. Сигнализирующие средства включают запрещающие и предупреждающие знаки безопасности, а также плакаты: запрещающие, предостерегающие, разрешающие, напоминающие.

Предохранительные средства защиты предназначены для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых и механических воздействий. К ним относят: защитные очки, противогазы, специальные рукавицы т.п. Расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растеканию тока заземления, которое зависит от проводимости грунта, конструкции заземлителя и глубины его заложения.

Проводимость грунта характеризуется его удельным сопротивлением r (Ом×см): сопротивление между противоположными сторонами кубика грунта с ребрами 1 см. Удельное сопротивление зависит от характера и строения грунта, его влажности, глубины промерзания и может колебаться в широких пределах. В расчетах принимают следующие средние значения удельных сопротивлений грунта (Ом×см).

Таблица

При промерзании грунта электропроводимость его ухудшается и удельное сопротивление возрастает. Поэтому в расчет нужно вводить поправку КМ - коэффициент сезонности, величина которого определяется в зависимости от климатической зоны.

Таблица Значение коэффициента сезонности

Примечание. Числитель - для вертикальных заземлителей с заложением их вершин на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли; знаменатель - для горизонтальных заземлителей при глубине заложения 0,3-0,8 м

Сопротивление (ом) одиночного вертикального заземлителя (из круглого стержня) растеканию тока определяется по формуле

где r - удельное сопротивление грунта, Ом×см;

КМ - коэффициент сезонности;

l - длина заземлителя, см;

d - диаметр стержня, см;

t - глубина заложения (от поверхности земли до середины стержня), см.

Если вместо круглого стержня используется угловая сталь, то d = 0,95b (b - ширина полок уголка). При ориентировочных расчетах сопротивление одиночного заземлителя можно с достаточной точностью определять как RО.В.»0,003rКМ.

Сопротивление горизонтального заземлителя

где lГ - длина заземлителя, см;

b - ширина полосового заземлителя, см;

t - глубина его заложения, см.

Сопротивление заземлителя из нескольких электродов, соединенных полосой,

Суммарное сопротивление всех вертикальных электродов составит:

где n - число электродов;

hв - коэффициент использования электрода, характеризующий степень использования его поверхности из-за экранирующего влияния соседних электродов.

Для горизонтальных полос, связывающих вертикальные электроды, сопротивление растеканию тока с учетом экранирования определяется по формуле:

где hг - коэффициент использования горизонтальной полосы с учетом экранирующего влияния вертикальных электродов.

Ток однофазного короткого замыкания (о.к.з.) на напряжении 10 кВ: