Задача №1 (варіант 2). Розрахувати контур захисного заземлення електрообладнання цеху. Природні заземлювачі поблизу відсутні. Номер варіанту 7
Параметр Значення
Вид грунту пісок
Питомий опір грунту (?з,Ом*м) 350
Глибина розміщення верхнього кінця вертикального електрода (h,м) 0.7
Кліматична зона ІІІ
Довжина вертикального електрода (l, м) 5
Зовнішній діаметр електрода (d, м) 0.03
Ширина об’єднюючої сталевої полоси (b, м) 0.03
Віддаль між заземлювачами (а, м) 10 м
Тип вертикального заземлювача Стальний стержень
Дані для вибору нормативного опору заземлення: потужність трансформатора (, кВА) робоча напруга електроустановки (U, кВ)
25 кВА 0.4 кВ
Проведемо розрахунки: 1. Визначимо нормовану величину опору розтікання струму. В електроустановках до 1 кВ (U=0,4 кВ) з ізольованою нейтраллю при потужності трансформатора Sтр < 100 кВА, R з.норм. 10 Ом, при потужності Sтр = 25 кВА, нормована величина опору R з.норм = 10 Ом. Розрахуємо питомий onip землі за формулою:
де - це коефіціент сезонності ( = 1.3 ), ?з - питомий oпip землі (для піску ?з = 350 Ом м). Отже, ?р.з. = 1.3 * 350 =455 Ом*м. 2. Розрахуємо оnip розтікання струму в землі одиночного вертикального заземлювача довжиною 5м, заглибленого на глибину h = 0.7м (рис.1), визначаеться за формулами:
де t - віддаль від поверхні землі до середини заземлювача (рис. 3) . Отже, t = 0.7+5/2 = 3.2 м, а тому: Rв=(455/(2*3.14*5)=)*(ln(2*5/0.03)+0,5*ln((4*3.2+5)/(4*3.2-5)))= =14.49*(5.8+0.41)=90 Ом;
Рис. 1. Схема розташування одиночного вертикального заземлювача, заглибленого в грунті. 3. Розрахуємо приблизну кількість вертикальних заземлювачів знаходиться за формулою n' = / . Отже, n' = 90/10 = 9 штук. 4. Розрахуємо коефіцієнт використання вертикального заземлювача ?в для вертикальних заземлювачів при їx розташуванні по контуру та відношення відстані між електродами до їхньої довжини K=а/l=10/5=2 визначасться за таблицею ?в. Отже, ?в = 0.78. Знаючи цей коефіціент можна уточнити кількість вертикальних заземлювачів за формулою n = /(. ?в ). Підставивши значення, отримаємо : n = 90/(10*0.78) = 11.54 Приймемо n = 12 штук. Розрахуємо довжину горизонтального заземлювача при розташуванні вертикальних заземлювачів по контуру за формулою: L = а*n. Підставивши значення, отримаємо : L = 10 12 = 120 м. Розрахуємо опip горизонтального заземлювача за формулою:
Отже, Rг=(455/(2*3.14*120))*ln((2*120*120)/(0.03*0.7))=0.60*ln(1371428.6)=8.5Ом Визначимо загальний oпip заземлюючого пристрою за формулою
За таблицями знаходимо коефіцієнти використання вертикального (?в = 0.78) та горизонтального (?г = 0.38) заземлювачів при n = 12. Тому: Rз= (90*8.5) / (12*8.5*0.78 + 90*0.38) = 6.7Ом Висновок Оскільки отримане значення не перевищує Rз.норм = 10 Ом, то розрахунок зроблено вipно i заземлюючий пристрій складається із 12 вертикальних заземлювачів розміщених по контуру. Задача №1 Розрахувати контур захисного заземлення електрообладнання цеху. Природні заземлювачі поблизу відсутні Дано: Вид ґрунту: Глина Питомий опір ґрунту (?з,Ом*м): 90 Глибина розміщення верхнього кінця вертикального електрода (h,м): 0,6 Кліматична зона: І Довжина вертикального електрода (l, м): 3,0 Зовнішній діаметр електрода (d, м): 0,025 Ширина об’єднуючої сталевої полоси (b, м): 0,04 Віддаль між заземлювачами (а, м): 9 м Тип вертикального заземлювача: Стальний стержень Розв’язок Дані для вибору нормативного опору заземлення потужність трансформатора ( ,кВА): 25 кВА робоча напруга електроустановки (U, кВ): 0.4 кВ 1. Визначимо нормовану величину опору розтікання струму. В електроустановках до 1 кВ (U=0,4 кВ) з ізольованою нейтраллю при потужності трансформатора Sтр < 100 кВА, R з.норм. 10 Ом, при потужності Sтр = 25 кВА, нормована величина опору R з.норм = 10 Ом. Розрахуємо питомий опір землі за формулою:
де - це коефіцієнт сезонності ( = 1,65 ), ?з - питомий oпip землі (для глини ?з = 90 Ом м). Отже, ?р.з. = 1,65 * 90 = 148,5 Ом*м 2. Розрахуємо опір розтікання струму в землі одиночного вертикального заземлювача довжиною 3 м, заглибленого на глибину h = 0,6 м (рис.1), визначається за формулами: де t - віддаль від поверхні землі до середини заземлювача (рис. 1) . Отже, t = 0,6 + 3/2 = 2,1 м, а тому: Rв=(148,5/(2*3,14*3))*(ln(2*3/0,025)+0,5*ln((4*2,1+3)/(4*2,1–3)))= =7,88*(5,48+0,37)=46,1 Ом;
Рис. 1. Схема розташування одиночного вертикального заземлювача, заглибленого в ґрунті 3. Розрахуємо приблизну кількість вертикальних заземлювачів, яка знаходиться за формулою n' = / . Отже, n' = 46,1/10 = 4,61 5 штук. 4. Розрахуємо коефіцієнт використання вертикального заземлювача ?в для вертикальних заземлювачів при їx розташуванні по контуру та відношення відстані між електродами до їхньої довжини K = а/l = 9/3 = 3 визначасться за таблицею ?в. Отже, ?в = 0,83. Знаючи цей коефіціент можна уточнити кількість вертикальних заземлювачів за формулою n = /(. ?в ). Підставивши значення, отримаємо : n = 46,1/(10*0,83) = 5,55 Приймемо n = 6 штук. Розрахуємо довжину горизонтального заземлювача при розташуванні вертикальних заземлювачів по контуру за формулою: L = а*n. Підставивши значення, отримаємо : L = 9 6 = 54 м. Розрахуємо опір горизонтального заземлювача за формулою:
Отже, Rг=(148,5/(2*3,14*54))*ln((2*54*54)/(0,04*0,6))=0,44*12,40=5,5 Ом Визначимо загальний опір заземлюючого пристрою за формулою
За таблицями знаходимо коефіцієнти використання вертикального (?в = 0,80) та горизонтального (?г = 0,64) заземлювачів при n = 6. Тому: Rз= (46,1*5,5) / (6*5,5*0,80 + 46,1*0,64) = 4,5 Ом Оскільки отримане значення не перевищує Rз.норм = 10 Ом, то розрахунок зроблено правильно i заземлюючий пристрій складається із 6 вертикальних заземлювачів розміщених по контуру. Задача: Визначити розрахунковий та необхідний час евакуації людей із приміщення виробничого призначення у відповідності з ДБН В.1.1.7-2002 (варіант вихідних даних – 2). Вихідні дані: – категорія виробництва: Б; – об’єм приміщення: 900 м3; – число людей на першій ділянці: N1 = 55; – довжина ділянки: першої l1 = 45 м; другої l2 = 6 м; третьої l3 = 0,9 м; – ширина ділянки: першої b1 = 2,3 м; другої b2 = 1,8 м; третьої b3 = 1,7 м. Розрахунок: Розрахунок часу евакуації полягає у визначенні розрахункового часу евакуації tр, який потім порівнюють з необхідним часом евакуації tнб. Розрахунковий час повинен бути меншим або рівним необхідному часу евакуації. Є три етапи евакуації людей з приміщення: – перший етап – рух людей від найбільш віддаленої точки приміщення до евакуаційного виходу. У даному випадку це горизонтальний шлях (ділянка перша); – другий етап – рух людей по евакуаційних виходах з приміщення до виходів на вулицю. У даному випадку це шлях по сходах униз (ділянка друга); – третій етап – рух людей від виходу з будинку. У даному випадку це шлях через дверний проріз (ділянка третя). Розрахунковий час евакуації визначають як суму часу руху людського потоку по окремих ділянках шляху: tр = t1 + t2 + t3 (хв). Час руху людського потоку по першій ділянці шляху визначається за формулою: t1 = l1 / V1, де V1 – швидкість руху людського потоку по горизонтальному шляху на першій ділянці. Для визначення V1 необхідно знати щільність D людського потоку на першій ділянці шляху: D = (N1 * f) / (l1 * b1) = (55 * 0,125) / (45 * 2,3) = 0,066 (м2/м2) Маючи D з таблиці визначаємо, що V1 = 80 м/хв. Тепер можемо визначити час руху людського потоку по першій ділянці шляху: t1 = 45 / 80 = 0,5625 (хв). Значення швидкості руху людського потоку на наступних ділянках шляху визначається в залежності від значення інтенсивності руху людського потоку q на кожній з цих ділянок. Значення інтенсивності руху людського потоку на першій ділянці q1 визначаємо за значенням D з таблиці. Отже: q1 = 8 (м/хв); q2 = q1 * b1 / b2 = 8 * 2,3 / 1,8 = 10,22 (м/хв); q3 = q2 * b2 / b3 = 10,22 * 1,8 / 1,7 = 10,82 (м/хв); V2 = 68 м/хв; V3 = 60 м/хв. Отримані значення q2 і q3 порівнюються із значенням qmax: q2 = 10,22 м/хв < qmax =16 м/хв; q2 = 10,82 м/хв < qmax =19,6 м/хв. Отже, час руху людського потоку по другій та третій ділянках буде визначатися так: t2 = l2 / V2 = 6 / 68 = 0,088 (хв); t3 = l3 / V3 = 0,9 / 60 = 0,015 (хв). Визначимо розрахунковий час евакуації: tр = 0,5625 + 0,088 + 0,015 = 0,6655 (хв). Необхідний час евакуації визначається з таблиці залежно від категорії виробничих приміщень і їх об’єму, і для даного варіанту рівний: tнб = 0,5 хв. Тепер потрібно порівняти розрахунковий час евакуації з необхідним: tр =0,6655 хв > tнб = 0,5 хв. Для безпечної евакуації людей з приміщення під час пожежі потрібно, щоб виконувалась наступна вимога: tр =0,6655 хв > tнб Для даного випадку ця умова не виконується. Розрахункова частина Задача 2, варіант 7. Визначити розрахунковий танеобхідний час евакуації людей із приміщення виробничого призначення у відповідності з ДБН В.1.1.7-2002. Вихідні дані: категорія виробництва – А; об’єм приміщення – 1200 м3; число людей на першому участку – 80; довжина першого участка – l1 = 70 м; довжина другого участка – l2 = 7 м; довжина третього участка – l3 = 0,9 м; ширина першого участка – (1 = 2,2 м; ширина другого участка – (2 = 1,8 м; ширина третього участка – (3 = 1,4 м; Хід розв’язку визначаємо щільність людського потоку н першій ділянці шляху за формулою:
де N1 – кількість людей на першій ділянці; f – середня площа горизонтальної проекції людини; приймаємо проекцію дорослої людини в зимовому одязі = 0,125 м2/люд. Отже: м2/ м2 з таблиці 1 в додатку визначаємо швидкість та інтенсивність руху на горизонтальному шляху по щільності, визначеній вище: V1 = 95 м/хв, q1 = 6 м/хв. порівнюємо інтенсивність руху на цій ділянці з максимально допустимою інтенсивністю на цій ділянці і визначаємо час, пройдений на першому відрізку: qmax1 = 16,5 м/хв, 6 < 16,5 => хв визначаємо інтенсивність руху на другій ділянці шляху за формулою: м/хв порівнюємо інтенсивність руху на цій ділянці з максимально допустимою інтенсивністю на цій ділянці і визначаємо час, пройдений на другому відрізку: qmax2 = 16 м/хв, 7,33 < 16 =>
V2 = 98 м/хв (з таблиці 1) м/хв визначаємо інтенсивність руху на третій ділянці шляху за формулою: м/хв порівнюємо інтенсивність руху на цій ділянці з максимально допустимою інтенсивністю на цій ділянці і визначаємо час, пройдений на третьому відрізку: qmax3 = 19,6 м/хв, 9,4 < 19,6 =>
V3 знаходимо так: м/хв D3 =0,88 з таблиці 1. Отже: хв Рахуємо загальний розрахунковий час евакуації: tр = t1 + t2 + t3 = 0,737 + 0,07 + 0,084 = 0,891 хв визначаємо необхідний час евакуації виходячи з об’єму приміщення та категорії виробництва з таблиці 2 додатка: tн = 0,50 хв порівнюємо розрахунковий час з номінальним та робимо відповідні висновки: 0,891 > 0,50 Як бачимо, умова tр < tн не виконується. В цьому випадку здійснюємо перерахунок по ширині та довжині шляху евакуації. Оскільки основна частка часу евакуації здійснювалась на першій ділянці, то має зміст зменшити довжину шляху на цій ділянці та здійснити перерахунок. Необхідний час для першої ділянки: t1н = tн – t2 – t3 = 0,5 – 0,07 – 0,084 = 0,346 хв Тоді l1 = V1 ( t1 = 95 ( 0,346 = 32,87 м; приймємо l1 = 32 м. Звідси: хв. Загальний час: tр = 0,337 + 0,07 + 0,084 = 0,491 хв 0,491 < 0,5 Отже, шлях на першій ділянці треба скоротити вдвічі. Розрахувати блискавкозахист будівлі цеху Визначаємо інтенсивність грозової діяльності, питомої густини ударів блискавки в землю, очікувану кількість ударів блискавки в об’єкт на протязі року. Для нашого регіону інтенсивність грозової діяльності складає 60-80 год / рік, питома густина n =5,5 1/км2*рік ; Кількість ударів: N = [( S + 6hx ) * ( L + 6hx ) -7,7 * hx2 ] * n *10-6 ; N = (( 18 + 6*12 ) * ( 36 + 6*12 ) -7,7 * 122 )* 5,5 *10-6 ; N = 0,043 удари/рік. Визначаємо тип зони захисту і категорії пристроїв блискавко захисту. Категорія 3 – за рівнем блискавко захисту; N ? 1, тому зона захисту - зона Б. Вибираємо і розраховуємо тип блискавковідводу – одинарного стержня. Визначаємо повну висоту блискавковідводу: h = ( rx + 1,63hx ) / 1,5; rx= (S/2) + L rx= 37 h = ( 37 + 1,63*12 ) / 1,5; h = 38 м. Визначаємо висоту конуса: hо = 0,92h ; hо = 0,92*38 ; hо = 35м ; Визначаємо радіус захисного кола на рівні землі: ro = 1,5*h ; ro = 1,5*38 ; ro = 57 м. Визначаємо радіус Rx на висоті hx: rx = 1,5( h – hx / 0,92 ); rx = 1,5( 38 – 12 / 0,92 ); rx = 37 м. За даними розрахунками будуємо на кресленні зони блискавко захисту будівлі – рис.1. Отже за результатами розрахунку повна висота стержнивого блискавковідводу буде становити 38 м. Радіус захисного кола на рівні землі 57м , радіус захисного кола на висоті 12м буде 37м. Рис1.
Завдання: Розрахувати площу світлових прорізів в приміщенні для забезпечення нормованого значення КПО за СниП ІІ-4-79. При таких вихідних даних: Довжина, L = 36 м Ширина, b = 24 м Висота, h = 8 м Розряд зорової роботи – V Вид освітлення – бокове Місце розміщення приміщення – Крим Розрахунок. Розрахуємо площу світлових прорізів за спрощеним методом, що грунтується на відношенні площі світлових прорізів до площі підлоги. При боковому освітленні площа світлових прорізів визначається за формулою: S0 = (eн((0(Sп(Kзд) / (100((0(r1), eн – номіноване значення КПО; (0 – світлова характеристика віконних прорізів; Sп – площа підлоги; Kзд – коефіцієнт, що враховує затемнення вікон протилежно розташованими спорудами, в залежності від відношення відстані між спорудами Р до висоти Н, що вимірюється від підвіконня проектованої будівлі до карнізу протилежно розташованої споруди; (0 – загальний коефіцієнт світлопропускання, що визначається за таблицею; r1 – коефіцієнт, що враховує збільшення КПО при боковому освітленні за рахунок відбитого світла, що визначається за таблицею. Для розряду зорової роботи – V і бокового освітлення, eн = 1 Для L/ b = 36/ 24 = 1,5 і b /h = 24/8 = 3 (0 = 15 Для L =36 м, b = 24 м, Sп = L( b =36(24 = 864 м2 Для даного завдання не вказана наявність розташованих поряд споруд, тож Kзд не враховуємо. Візьмемо, скло листове подвійне, (1 = 0,8 переплетення вікон промислових будівель подвійні, (2 = 0,7 розташування світлопропускаючого матеріалу вертикально при незначному забрудненні, (3 = 0,8 балки, рами, при висоті більше-рівно 50 м, 0,8; тоді (0 = (1((2((3((4 = 0,8(0,7(0,8(0,8 = 0,3584 Для b /h = 24/8 = 3 візьмемо r1 = 1. Отже, S0 = (1(15(864) / (100(0,3584(1) ( 362 м. Висновки. Отже, в даній роботі ми теоретично ознайомилися з вибором електрообладнання вибухонебезпечних зон і навчилися розраховувати площу віконних прорізів в приміщенні для забезпечення нормованого КПО. Розрахунок штучного освітлення Завдання – розрахувати штучне освітлення цеху методом коефіцієнтів використання світлового потоку. Вихідні дані: (варіант – 3) довжина приміщення А = 24 м; ширина (глибина) В = 12 м; висота h = 3,6 м; розряд зорової роботи – IVв; джерело світла – Л – люмінесцентна лампа; Коефіцієнти відбиття від поверхні: Стелі – 50% Стін – 30% Підлоги – 10% Порядок роботи: Визначаємо мінімальну нормовану освітленість залежно від характеристики зорової роботи (СНиП ІІ-4-79). Ен = 200 лк. Вибираємо систему освітлення – загальна. Вибираємо джерело світла і тип світильника – ЛПО01. Оскільки світильники кріпляться до стелі, то їх висота над підлогою майже рівна висоті приміщення h0 = 3,6м , відповідає вимогам СНиП ІІ-4-79. Визначаємо висоту світильника над робочою поверхнею: Приймаємо висоту робочих поверхонь рівною 0,7м. h = h0 – hp ; h = 3,6 – 0,7; h = 2,9 м. Показник приміщення становить: ; ;
6. При і = 3 (і = 2,76 немає), ?СТЕЛІ = 50% , ?СТІН = 30% для світильника ЛПО01 коефіцієнт використання ( = 0,62. 7. Визначаємо необхідну кількість світильників, для забезпечення необхідної нормованої освітленості робочих поверхонь, якщо відомо, що в кожному світильнику встановлено по дві лампи ЛБ-40, а світловий потік однієї такої лампи становить Фл = 3200 лм: ; ;
Отже необхідна нам кількість світильників = 27 штук, які ми розташовуємо у 3 ряди по 9 шт.
8. Визначимо сумарну електричну потужність усіх світильників, встановлених в приміщенні: ; ; . Задача Накреслити план приміщення і розмістити робочі місця з ПК згідно діючих норм ДсанПіН 3.3.2.007-98. Вибрати кількість рядів світильників і розмістити їх щодо вимог по освітленості за ДСанПіН 3.3.2.007-98. Вибрати точку А на робочому місці - столі з клавіатурою. Розрахувати освітлювальну установку на найменшу освітленість Е (Лк). Розрахунок зробити для вибраного типу світильника. Варіант 3 задача 6 Номер варіанта Нормоване значення освітленості, Е Розміри приміщення, a*b, м Висота підвісу світильників над робочою поверхнею, h Тип світильника
2 300 8*7 2,7 ЛСП01-2*150
Розв’язування задачі Робоче місце з ПК від стіни з вікнами на відстані – 1,5 м; від інших стін – 1 м віддаль між 2 моніторами не < 1,2 м клавіатура має бути розміщена на віддалі 100-300 мм від кінця стола розміри стола, вказаного на малюнку – 1400х1000 мм. масштаб 1:50 Розрахунок освітленості. Е=300 лк а=8 м b=7 м h=2,7 м h – висота підвіски світильника над освітлювальною поверхнею Для досягнення найбільш рівномірності освітлення приймаємо відношення L/h=1,4. Тоді відстань між центрами світильників буде: L=1.4*h=1,4*2,7=3,78 м Необхідна кількість ламп: n=S/L2=7*8/3,78*3,78=4 2 ряди світильників по 2шт. в ряді
