Режимы радиационной защиты рабочих и служащих объектов в военное время

Включают 3 основных этапа, которые должны выполнятся в строгой последовательности:

1-й этап – продолжительность прекращения работы объекта (время непрерывного пребывания людей в защитных сооружениях).

2-й этап – продолжительность работы объектов с использованием для отдыха защитных сооружений или жилых зданий за пределами объекта вне зон радиоактивного заражения.

3-й этап – продолжительность работы объекта с ограниченным пребыванием людей на открытой местности.

С учетом наличия на объектах экономики ПРУ с различными коэффициентами ослабления радиоактивных излучений, режимы защиты разработаны для К_осл. 20–50, К_осл. 5–100, К_осл 100–200 и К_осл. 1000 и соответственно нумеруются как типовые режимы: 4, 5, 6, 7.

Порядок ввода режима защиты. Режим вводится в действие решением начальника ГО. Если на территории в различных местах замерены неодинаковые уровни радиации, режим выбирается и устанавливается по максимальному уровню радиации, а если люди находятся в зданиях с различными коэффициентами ослабления, К_осл – режима выбирается и устанавливается по минимальному.

В тех случаях, когда радиоактивному заражению подвергается часть территории, режим защиты может быть установлен только на зараженной территории, если не представляется возможность произвести перемещение населения с зараженной территории на незараженную.

При принятии решений о введении режимов радиационной защиты в связи с угрозой возникновения и возникновении аварии на радиационных объектах руководствуются данными по оценке обстановки, дозами облучения и уровнями загрязнения, указанными в НРБ-99 г. Однако в некоторых случаях могут устанавливаться другие временные показатели облучения и загрязненности. Для выполнения мер защиты людей при аварии на РОО существуют критерии принятия решения на ранней фазе развития аварии на АЭС (от нескольких часов до нескольких суток):

Таблица 3.3

Прогнозируемая доза облучения за первые 10 сут после аварии, бэр и соответствующий ей уровень на 1 ч после аварии (мР/ч)	Защитные меры
Д (0,5–5)бэр Р1 (5,3–53)мР/ч	1. Укрытие в ЗС, домах, подвалах и т. д. 2. Защита органов дыхания и кожи. 3. Йодная профилактика населения и эвакуация детей.
Д (5–50)бэр Р1 (53–548)мР/ч	Эвакуация взрослого населения.

Определение режимов радиационной защиты рабочих, служащих и производственной деятельности промышленного объекта.

Режимы работы объекта (цеха) рассчитываются заблаговременно в мирное время для различных уровней радиации с учетом конкретных условий проживания (зданий) и работы (защитных сооружений на объекте) личного состава

При разработке режима защиты учитывают дозы облучения за время пребывания личного состава в защитных сооружениях (ЗС), производственных, административных и жилых зданиях, а также при передвижении из мест отдыха на работу. В тех случаях, когда на объекте для личного состава используются 3С с различными Кослрадиации режимы защиты (РЗ) могут быть выбраны по отдельным цехам с учетом реальной степени защищенности персонала того или иного цеха.

Режимы защиты особенно важны для предприятий, производственный процесс на которых нельзя прерывать по технологическим и другим причинам.

Содержание режима защиты: условный номер режима; уровень радиации на 1 ч после взрыва, р/ч (рад/ч); время прекращения работы (время непрерывного пребывания людей в ЗС), ч; продолжительность работы с пребыванием в домах и кратковременно на открытой местности (до 2 ч в сут) и общая продолжительность соблюдения режима, сут.

Порядок ввода в действие РЗ в условиях радиоактивного заражения может быть следующим:

– по сигналу “Радиационная опасность” персонал объекта укрывается в ЗС;

– после радиационного заражения выясняется обстановка на объекте;

– если объект оказался за пределами зон радиоактивного заражения, то по сигналу отмены радиационной опасности объект возобновляет свою работу в обычном режиме.

– если же объект оказался в зоне радиоактивного заражения, а разрушений на объекте нет, то в зависимости от уровня радиации на объекте вводятся соответствующие режимы работы.

Порядок определения (выбора) и ввода в действие РЗ: измеряется уровень радиации на объекте (после выпадения радиоактивных веществ); пересчитывается измеренный уровень радиации на 1 ч после ядерного взрыва (Р₁= Р_t×K_t), устанавливается соответствующий режим работы.

Пример 1. Требуется определить режим работы производственного объекта, если уровень радиации на территории, измеренный через 2 ч после ЯВ, составил 175 Р/ч, персонал будет работать в производственных зданиях с К_осл = 7. Для защиты используются ПРУ с К_осл= 50–100.

Решение

1. Пересчитываем уровень радиации на 1 ч после взрыва:

Р₁ = Р₂ × К₂ = 175 × 2,3 = 400 Р/ч.

2. По табл. 2 (прил.) определяем режимы работы объекта и защиты рабочих и служащих. Режим будет В–2–К2 –– объект находится в зонах опасного заражения. Работы на объекте прекращаются от 1 до 2–3 сут, персонал укрывается в ЗС.

3. Продолжительность непрерывного пребывания рабочих в ПРУ 24 ч (графа 6). В течение этого времени завод не работает.

4. По истечении 24 ч на заводе восстанавливается производственная деятельность. Одна смена будет работать в цехе, другая отдыхать в ПРУ. Затем они будут меняться. В графе 10 находим, что продолжительность смены рабочих с использованием ПРУ составляет 48 ч.

5. Через 72 ч c момента заражения территории радиоактивными веществами (24 + 48), рабочие переходят на режим с ограниченным пребыванием на открытой местности (не более 2 ч в сут).

В этот период рабочие для отдыха используют жилые дома.

Согласно графе 14 продолжительность этого периода составляет 288 ч (12 сут).

В графе 17 находим, что общее время режима В–2–К2 составляет 15 сут.

Пример 2. Определить режим радиационной защиты рабочих и производственной деятельности, если уровень радиации через 2,5 ч после Я.В. был 50 р/ч. Рабочие для защиты используют убежище с К3 = 1000.

Решение

1. Определяем Р₁= 50 × 3 = 150 р/ч

Режим Б–3–К4:

ТНПЗС = 5 ч (нахождение персонала в защитных сооружениях);

Тизс = 14 ч (работа с отдыхом в защитных сооружениях);.

Топм = 77 ч (продолжительность режима пребывания на местности);

Общая продолжительность соблюдения режима (Т_опр) – 4 сут.

Порядок действия рабочих и служащих:

По сигналу “Радиационная опасность” рабочие укрываются в убежище на 5 ч (ТНПЗС). Производственная деятельность прекращается.

По истечении 5 ч производственная деятельность возобновляется. Одна из смен приступает к работе, а вторая находится в убежище. Отработав 10–12 ч, первая смена направляется для отдыха в убежище, а вторая смена приступает к работе.

Продолжительность работы в данном случае 14 ч (Т_исз=14 ч.)

Через 19 ч (5 ч + 14 ч) рабочие переходят на режим с ограниченным пребыванием на открытой местности (не более 2 ч в сут), который длится 77 ч (Т_опм =77 ч). В этот период рабочие для отдыха используют жилые дома. Общая продолжительность соблюдения режима 4 сут (5 ч + 14 ч + 77 ч = 96 ч).

Порядок выполнения работы

1.Произвести исследование и расчет защитных свойств материалов от действия ионизирующих излучений.

2.Ознакомится с порядком ввода режимов радиационной защиты персонала производственного объекта, населения, организации безопасного проведения АСДНР.

3.2. Контрольные вопросы

1. Назовите основные последствия воздействия радиационных поражающих факторов на людей при аварии ядерного реактора с выбросом в атмосферу радиоактивных веществ и при ядерном взрыве.

2. Назовите зоны радиоактивного загрязнения местности, при авариях на радиационно опасных объектах (РОО) и после ядерного взрыва (Я.В.).

3. Назовите поражающий фактор воздействий на человека при нахождении его в зонах радиоактивного заражения?

4. Как определяется время начала радиоактивного загрязнения при авариях на РОО или Я.В.?

5. Назовите основные последствия аварий на радиационно опасных объектах, порядок использования защитных сооружений.

4. Практическая работа «выбор аппаратов защиты в электроустановках»

Цель практического занятия – познакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия, характеристиками, выбором и методикой расчета параметров наиболее распространенных аппаратов защиты приемников электрической энергии (электроприемников).

4.1. Назначение аппаратов защиты

Аппараты защиты служат для отключения электроприемников при возникновении в них ненормальных режимов, угрожающих работоспособности самих электроприемников и безопасности обслуживающего персонала.

В частности, являясь одним из элементов системы защитного зануления (система TN), аппараты защиты должны обеспечивать надежное и быстрое отключение электроприемников при повреждении основной изоляции на открытые проводящие части, предотвращая тем самым опасность косвенного прикосновения. Следовательно, от правильного выбора аппаратов защиты и их параметров существенно зависят и эффективность системы защитного зануления и электробезопасность обслуживающего персонала.

4.2. Требования к аппаратам защиты

Для эффективного выполнения своих защитных функций аппараты защиты должны отвечать следующим требованиям:

- высокая чувствительность, которая проявляется в способности аппаратов защиты реагировать на достаточно малые отклонения режима работы электроприемника от нормального, что оказывает непосредственное влияние на степень безопасности обслуживающего персонала.

- недопустимость ложных отключений. Аппараты защиты должны надежно отключать электроприемников при возникновении аварийного режима, но не допускать отключения электроприемников при кратковременных токовых перегрузках (пусковые токи, броски тока при технологических перегрузках и т.п.).

- малое время отключения. Под временем отключения понимают период времени с момента возникновения аварийного режима до момента разрыва цепи тока аппаратом защиты. Чем меньше время отключения, тем выше степень безопасности, так как с уменьшением времени прохождения тока через тело человека опасность воздействия тока снижается.

- селективность (избирательность) действия. Селективность действия аппаратов защиты проявляется в их способности отключать от сети только поврежденные электроприемники и не допускать отключения исправных. Иными словами, под селективным действием аппаратов защиты следует понимать такую их работу, когда на появление ненормального режима работы (короткие замыкания, перегрузки и т.п.) реагирует только ближайший к поврежденному электроприемнику аппарат защиты и не реагируют более удаленные аппараты. Это требование очень важное, так как не селективность действия аппаратов защиты приводит к ложному отключению исправных электроприемников, что может иметь нежелательные последствия.

Приведенные выше требования обязательно должны учитываться при выборе аппаратов защиты и их технических характеристик.

4.3 Аппараты защиты и их характеристики

В настоящее время в электроустановках применяется целый ряд аппаратов защиты: плавкие предохранители, воздушные автоматические выключатели (автоматы), реле защиты, устройства защитного отключения (УЗО).

В электроустановках потребителей наиболее широкое применение находят плавкие предохранители и автоматы.

Плавкие предохранители. Устройство плавкого предохранителя показано на рис. 4.1. Конструктивно он состоит из корпуса 1, выполненного из изоляционного материала (фарфор или фибра), плавкой вставки 2, и металлических контактных колпачков 3, к которым присоединяется плавкая вставка.

Основным элементом предохранителя, непосредственно осуществляющим защитные функции, является плавкая вставка 2, которая выполняется в виде металлической нити или пластины.

Рис. 4.1. Плавкий предохранитель

Принцип действия плавкого предохранителя заключается в том, что повышение тока сверх нормированной величины приводит к повышению температуры плавкой вставки и к ее расплавлению (перегоранию), в результате чего цепь электрического тока прерывается. Особенностью плавких вставок является то, что они обладают тепловой инерцией, из-за которой их расплавление происходит не мгновенно, а с задержкой по времени, в течение которой их температура повышается до температуры плавления. Причем, чем больший ток протекает через плавкую вставку, тем быстрее повышается ее температура и тем меньше требуется времени, чтобы она расплавилась. Таким образом, тепловая инерционность плавких вставок приводит к тому, что плавкие предохранители имеют обратно зависимую от тока временную характеристику.

Плавкие предохранители имеют свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать при их выборе.

К достоинствам плавких предохранителей можно отнести простоту их конструкции, относительную дешевизну, безотказность в работе.

К недостаткам плавких предохранителей можно отнести следующее:

- поскольку предохранитель является однофазным аппаратом, то при токовых перегрузках может перегореть плавкая вставка только в одной из фаз трехфазной сети, в результате чего защищаемая трехфазная электроустановка станет работать в ненормальном режиме на двух фазах;

- необходимость замены сгоревшей плавкой вставки осложняет обслуживание электроустановок;

- конструкция некоторых типов предохранителей позволяет легко применять нестандартные плавкие вставки (так называемые “жучки”). При установке таких кустарных некалиброванных плавких вставок предохранители перестают быть надежными аппаратами защиты, в результате чего весьма возможны местные перегревы, аварии, пожары и взрывы.

При выборе плавки предохранителей учитываются их следующие технические характеристики:

- номинальное напряжение предохранителя (Uпр) – напряжение, указанное на предохранителе и соответствующее наибольшему номинальному напряжению сетей, в которых разрешается установка данного предохранителя;

- номинальный ток предохранителя (Iпр) – ток, который указан на предохранителе, равный наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данного предохранителя;

- номинальный ток плавкой вставки предохранителя (Iпл) – ток, указанный на плавкой вставке, который для нее допустим при длительной работе. Номинальный ток предохранителя всегда должен быть больше или равен номинальному току плавкой вставки, т.е. Iпр ≥ Iпл.

Технические данные некоторых типов трубчатых предохранителей приведены в таблице 4.1[3].

Таблица 4.1

Технические данные некоторых типов предохранителей.

Тип предохранителя	Номинальный ток предохранителя I_пр, A	Номинальные токи плавких вставок I_пл, A
НПИ 15	15	6,10,15
НПН 60М	60	20,25,35,45,60
ПН2-100	100	30,40,50,60,80,100
ПН2-250	250	80,100,120,150,200,250
ПН2-400	400	200,250,300,350,400
ПН2-600	600	300,400,500,600
ПН2-1000	1000	500,600,750,800,1000

Автоматические выключатели (автоматы). Автоматические выключатели предназначены для включения, выключения и защиты электроприемников при токовых перегрузках и коротких замыканиях.

Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления. Включение и выключение автоматов может производиться вручную, а при ненормальных режимах работы электроустановки (токовые перегрузки, короткие замыкания) отключение происходит автоматически.

Основным узлом, обеспечивающим автоматическое срабатывание автомата при ненормальном режиме, является расцепитель. По принципу действия применяемые в автоматах расцепители бывают электромагнитные, тепловые и комбинированные.

Принцип работы автомата с электромагнитным расцепителем можно упрощенно пояснить схемой, изображенной на рис. 4.2. Ручным нажатием включающей кнопки или поворотом соответствующей рукоятки подвижный контакт 1 автомата замыкается и удерживается во включенном состоянии защелкой 2, по электрической цепи протекает ток I. Проходя по обмотке 3 электромагнитного расцепителя, ток I создает втягивающее усилие F, стремящееся притянуть якорь 4 к сердечнику 5 электромагнита. Однако, этому притяжению противодействует пружина 6, которая одновременно обеспечивает и надежное сцепление защелки 2.

Рис. 4.2. Принцип работы автомата с электромагнитным расцепителем

Как только ток I достигает установленного значения, равного току срабатывания (установки) расцепителя Iуст.эм, втягивающее усилие F электромагнита преодолевает сопротивление пружины 6, якорь 4 притягивается к сердечнику 5, рычаг 7 поворачивается по часовой стрелке и освобождает защелку 2. Под действием пружины 8 контакт 1 размыкается и цепь тока автоматически прерывается, т.е. происходит выключение автомата.

Особенностью автоматов с электромагнитными расцепителями является их безынерционность, благодаря чему они способны осуществлять мгновенное отключение электроустановок без выдержки времени (токовую отсечку). При использовании автомата в системе защитного зануления (система TN). Эта особенность является существенным достоинством, так как способствует выполнению требований ПУЭ [7] к быстродействию защиты при коротких замыканиях.

В автоматах с тепловым расцепителем основным элементом, осуществляющим выключение автомата при токовых перегрузках, является биметаллическая пластина. Она представляет собой элемент, состоящих из двух жестко соединенных между собой пластин, выполненных из металлов с разными коэффициентами теплового линейного расширения. При токовых перегрузках оба элемента биметаллической пластины нагреваются и удлиняются. Но поскольку коэффициенты теплового линейного расширения у них разные, то один из элементов удлиняется больше другого. В результате этого биметаллическая пластина изгибается и, воздействуя на механизм свободного расцепления, освобождает защелку, что приводит к выключению автомата.

Особенностью автоматов с тепловыми расцепителями является их тепловая инерционность, из-за которой их выключение происходит не мгновенно, а с выдержкой времени. Причем, чем больше токовая перегрузка, тем быстрее возрастает температура биметаллической пластины, тем быстрее она изгибается и производит отключение автомата. Таким образом, тепловые расцепители, так же как и плавкие предохранители, имеют обратно зависимую от тока временную характеристику, что позволяет избежать ложных отключений электроустановок при кратковременных токовых перегрузках (например, при пусковых токах электродвигателей).

В автоматах с комбинированным расцепителем имеется и электромагнитный элемент и биметаллическая пластина. Такие автоматы позволяют осуществлять токовую отсечку (мгновенное срабатывание) при коротких замыканиях и отключение электроприемников с обратно зависимой от тока выдержкой времени при токовых перегрузках, не допуская при этом ложного отключения при кратковременных перегрузках, не опасных для электроприемников (например, при пуске электродвигателей).

Для выбора автоматов используются их следующие технические характеристики:

- номинальное напряжение автомата (UА) – напряжение, соответствующее наибольшему номинальному напряжению электрических сетей, в которых разрешается применять данный автомат;

- номинальный ток автомата (IА) – наибольший ток, на который рассчитаны токоведущие части и контакты автомата, равный наибольшему из номинальных токов расцепителя;

- номинальный ток расцепителя автомата (магнитного I_эм, теплового I_т или комбинированного I_комб) – наибольший ток, на который рассчитан расцепитель автомата для длительной работы, не вызывающий срабатывания расцепителя;

- ток уставки (срабатывания) расцепителя (I_уст.эм, I_уст.т) – наименьший ток, при котором срабатывает расцепитель автомата.

Типы применяемых в настоящее время автоматов весьма разнообразны и их технические характеристики приведены в соответствующих справочниках и каталогах. Технические данные некоторых автоматов приведены в таблице 4.2.[11].

4.4. Расчет требуемых параметров и выбор аппаратов защиты

Выбор плавких вставок предохранителей осуществляется из противоречивых условий. С одной стороны плавкая вставка должна в возможно короткое время отключить электроприемник при коротком замыкании, и чем меньше ее номинал, тем быстрее и надежнее произойдет ее отключение. С другой стороны плавкая вставка должна обеспечить номинальный режим работы электроприемника и не допускать отключения при кратковременных перегрузках (например, при запуске электрических двигателей с короткозамкнутым ротором). В этих случаях, чем выше номинал плавкой вставки, тем надежнее будет работа приемника электрической энергии. Однако, учитывая, что пусковой режим длится кратковременно, а плавкая вставка обладает тепловой инерционностью, с целью повышения чувствительности защиты допускается ее перегрузка, при которой она за время пуска не успевает перегореть.

Таблица 4.2

Технические данные автоматов серии А3100.

Тип автомата	Номинальный ток автомата, I_А, А	Комбинированный расцепитель
Тип автомата	Номинальный ток автомата, I_А, А	Номинальный ток, I_комб, А	Ток установки мгновенного срабатывания, I_уст.эм, А
А3110	15 20 25 30 40 50 60 80 100	15 20 25 30 40 50 60 80 100	150 200 250 300 400 500 600 800 1000
А3130	120 140 170 200	120 140 170 200	840 1000 1200 1400

Учитывая вышесказанное для защиты электрических двигателей с коротко замкнутым ротором и другой неспокойной нагрузки, плавкая вставка выбирается из условия

, (4.1)

где I_пл – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;

I_пуск– пусковой ток потребителя, А;

α – коэффициент запаса плавкой вставки, учитывающий ее инерционность.

Для защиты трансформаторов, электрических двигателей с фазным ротором, осветительных сетей и другой спокойной нагрузки, плавкая вставка выбирается по номинальному току электроприемника

, (4.2)

где I_н – номинальный ток приемника электрической энергии, А.

Выбор автомата для включения, выключения и защиты электроустановки производится таким образом, чтобы его номинальный ток IА был равен или несколько больше номинального тока, длительно протекающего через его контакты и токоведущие части

, (4.3)

где I_А – номинальный ток автомата, А;

I_н – номинальный ток приемника электрической энергии, А.

Выбрав из условия (6.3) серийный автомат, необходимо проверить, чтобы, во избежание ложных отключений, номинальные токи его расцепителей были не меньше длительно протекающего через них номинального тока электроприемника

(4.4)

Кроме того, во избежание ложных отключений при кратковременных токовых перегрузках (например, при пуске электродвигателя), необходимо убедиться, что ток уставки электромагнитного расцепителя автомата (токовой отсечки) Iуст.эм больше пускового тока Iпуск электродвигателя

(4.5)

4.5. Исходные данные к выбору аппаратов защиты электроприемников

Вид приемника электрической энергии: электрический двигатель (с короткозамкнутым или фазным ротором), трансформатор (трехфазный, двухфазный, однофазный), электрическая цепь (трехфазная, двухфазная, однофазная) и т.д.

Номинальные параметры приемников электрической энергии: напряжение, мощность, коэффициент мощности. Для электрических двигателей с короткозамкнутым ротором кроме указанных параметров – коэффициент полуного действия электрического двигателя, обратно пускового тока.

Вид аппарата защит для защиты приемника электрической энергии: плавкий предохранитель, тип автоматического выключателя.

4.6. Последовательность расчета номинальных токов плавких вставок и выбора плавких предохранителей

Определяется номинальный ток приемника и электрической энергии, то есть ток, который он потребляет из сети в длительном установившемся режиме, работая с номинальной нагрузкой.

Номинальный ток трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым или фазным ротором (рис. 4.3) определяется по формуле

, (4.6)

где P – номинальная мощность на валу электродвигателя, кВт;

U_л – номинальное линейное напряжение (напряжение между фазами) сети, В;

cosj - номинальный коэффициент мощности, показывающий какая часть полной мощности, потребляемой электродвигателем из сети, идет на выполнение полезной работы;

h - номинальный коэффициент полезного действия электродвигателя.

Рис. 4.3. Трехфазный электродвигатель

Номинальные коэффициенты мощности и коэффициенты полезного действия электродвигателей приводятся в их технических характеристиках и обычно лежат в пределах: cosj=0,7-0,9, h=0,75-0,95.

Номинальный ток трехфазного трансформатора определяется по формуле

, (4.7)

где S – полная номинальная мощность трансформатора (активная и реактивная), потребляемая из сети, кВА;

Uл – номинальное линейное напряжение сети, В.

Номинальный ток двухфазного электроприемника (рис. 4.4), включенного между двумя фазами, определяется по формулам

, (4.8)

или , (4.9)

где S – полная номинальная мощность, потребляемая электроприемником из сети, кВА;

P – активная номинальная мощность, потребляемая электроприемником из сети, кВт;

Uл – номинальное линейное напряжение сети, В;

cosj - номинальный коэффициент мощности потребителя.

Рис. 4.4. Двухфазный электродвигатель

Номинальный ток однофазного электроприемника, включенного между фазным и нулевым рабочим проводником (рис. 4.5), определяется по формулам

, (4.10)

или , (4.11)

где S – полная номинальная мощность, потребляемая электроприемником из сети, кВА;

P – активная номинальная мощность, потребляемая электроприемником из сети, кВт;

U – номинальное фазное напряжение сети, В;

cos j – номинальный коэффициент мощности электроприемника.

Рис. 4.5. Однофазный электродвигатель.

Для асинхронных электрических двигателей с короткозамкнутым ротором определяется пусковой ток по формуле

, (4.12)

где I_пуск– пусковой ток электродвигателя, А;

I_н – номинальный ток электродвигателя, А;

K_п – коэффициент кратности пускового тока, показывающий во сколько раз пусковой ток электродвигателя превышает номинальный ток.

Значения коэффициента K_п приводятся в технических характеристиках электродвигателей и обычно лежат в следующих пределах:

K_п= 4–7 – для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором;

K_п = 1,5–2,5 – для асинхронных электродвигателей с фазным ротором.

Для электродвигателей с короткозамкнутым ротором определяется требуемое значение номинального тока плавкой вставки по формуле

, (4.13)

где a - коэффициент запаса плавкой вставки, учитывающий кратковременную токовую перегрузку.

Согласно опытным данным значения коэффициента a принимаются равными:

a = 2,5 – для электродвигателей, пускаемых в холостую (легкие условия пуска);

a = 1,6–2,0 – для электродвигателей, пускаемых под нагрузкой (тяжелые условия пуска).

По требуемому значению номинального тока плавкой вставки для электрических двигателей с короткозамкнутым ротором и номинальным током других потребителей выбираются предохранители с ближайшими большими стандартными значениями номинальных токов плавких вставок (таблица 4.1).

Определяется требуемое значение номинального тока плавкой вставки для защиты группы электроприемников.

Требуемое значение номинального тока плавкой вставки для защиты группы электроприемников выбирается наибольшее значение из трех условий.

Плавкая вставка для защиты группы электроприемников должна обеспечить номинальный режим работы всех электроприемников

, (4.14)

где - сумма номинальных токов всех электроприемников, А.

Плавкая вставка для защиты группы электроприемников должна обеспечить запуск электроприемника с максимальным пусковым током при условии, что все остальные работают в номинальном режиме

, (4.15)

где I_пуск – наибольший пусковой ток электроприемника в группе, А;

– сумма номинальных токов всех электроприемников без учета запускаемого, А;

a – коэффициент запаса плавкой вставки для запускаемого электроприемника.

Условие селективности: плавкая вставка для защиты группы электроприемников по номиналу должна быть как минимум на ступень выше любого значения номинального тока плавкой вставки в группе

(4.16)

где – наибольшее значение номинального тока плавкой вставки в группе, А.

Пример расчета номинальных токов плавких вставок и выбора предохранителей. Произвести расчет и выбрать плавкие предохранители для защиты электроприемников, изображенных на однолинейной электрической схеме сети рис. 4.6.

Исходные данные:

- напряжение сети 380/220 В (линейное напряжение Uл=380 В, фазное напряжение U=220 В);

- электроприемник 1: трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и техническими характеристиками: P = 20 кВт; K _п1 =6,0; cosj₁ = 0,9; h₁ = 0,885; условия пуска – легкие;

- электроприемник 2: двухфазная нагревательная печь мощности P₂ = 7 кВт; cosj₂ =1;

- электроприемник 3: однофазная осветительная установка общей мощностью P₃ =1 кВт; cosj₃ =1.

Определяем номинальный ток электродвигателя по формуле (4.9):

определяем номинальный ток нагревательной печи по формуле (4.9):

Определяем номинальный ток осветительной установки по формуле (4.11):

Определяем пусковой ток электродвигателя по формуле (4.12):

Определяем требуемое значение номинального тока плавкой вставки для защиты электродвигателя по формуле (4.13):

По требуемому значению номинального тока плавкой вставки для защиты электродвигателя с короткозамкнутым ротором и номинальным током остальных электроприемников по таблице 6.1 выбираем предохранители с ближайшими большими значениями номинальных токов плавких вставок:

Пр.1 – тип ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки ;

Пр.2 – тип НПН 60М с номинальным током плавкой вставки ;

Пр.3 – тип НПИ 15 с номинальным током плавкой вставки .

Определяем требуемое значение номинального тока плавкой вставки для защиты группы электроприемников по формуле (4.14):

;

по формуле (6.15):

;

по формуле (6.16):

;

По максимальному значению требуемого номинального тока плавкой вставки для защиты группы электроприемников выбираем предохранитель

Пр.4 – типПН2-250 с номинальным током плавкой вставки .

Результаты расчета представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Результаты расчета и выбора плавких вставок предохранителей

Наименование электроприемника	Номинальный ток электроприемника, Iн, А	Пусковой ток электроприемника, Iпуск, А	Требуемое значение номинального тока плавкой вставки, , А	Тип предохранителя	Номинальный ток плавкой вставки, Iпл, А
Электродвигатель Нагревательная печь Осветительная установка	38,2 18,4 4,5	229,5 - -	91,7 18,4 4,5	ПН2-100 НПН 60М НПИ 15	100 20 6
Групповой предохранитель				ПН2-250	120

Пример расчета и выбора автоматических выключателей. Произвести расчет и выбрать автоматический выключатель для защиты асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором.

Исходные данные:

- напряжение сети 380/220 В;

- технические характеристики электрического двигателя: P=14 кВт, Kп=5, cosj=0,85, h=0,87, условия пуска тяжелые.

Определим номинальный ток электрического двигателя по формуле (4.6)

Определим пусковой ток электродвигателя по формуле (4.12)

По таблице 4.2 выбираем автоматический выключатель А 3110 с номинальным током I_А= 30 А.

Проверяем выполнение условия (4.5)

Условие (4.5) выполняется.

Автоматы, не смотря на их более высокую стоимость и сложность конструкции, имеют ряд преимуществ перед плавкими предохранителями. Они более удобны в эксплуатации, надежны и безопасны для обслуживающего персонала. Автоматы всегда готовы к быстрому повторному включению, обладают многократностью действия, обеспечивают одновременное отключение всех фаз поврежденной цепи, не допуская неполнофазных отключений, приводящих к ненормальному режиму работы электроустановок на двух фазах. Наличие в автоматах различных типов расцепителей дает более широкие возможности производить быструю селективную защиту электроустановок при коротких замыканиях и токовых перегрузках, не допуская при этом ложных отключений.

4.7. Контрольные вопросы

1. Для чего служат аппараты защиты?

2. Какие требования предъявляются к аппаратам защиты?

3. Что понимают под чувствительностью аппарата защиты?

4. На что влияет быстродействие аппарата защиты?

5. В чем проявляется селективность (избирательность) аппаратов защиты?

6. Какие аппараты защиты применяются в электроустановках?

7. Что такое плавкий предохранитель, как он устроен и в чем заключается его принцип действия?

8. Достоинства и недостатки плавких предохранителей?

9. Технические характеристики плавких предохранителей?

10. Назначение автоматов, их устройство и принцип действия?

11. Достоинства и недостатки автоматов?

12. Технические характеристики автоматов?

13. Последовательность расчета и выбора плавких вставок предохранителей?

14. Как рассчитываются номинальные токи электроустановок потребителей?

15. Принцип выбора автоматов?

5. практическая работа «Оценка радиационной обстановки при ЧС»

5.1. Выявление и оценка ионизирующих излучений в зонах радиоактивного

заражения при ядерном взрыве

Радиационная обстановка выявляется методом прогнозирования или по данным радиационной разведки.

Под выявлением радиационной обстановки понимается определение ее основных параметров на объектах, маршрутах движения и в районах расположения объектов экономики.

К ним относятся:

-положение и размеры зон заражения;

-время начала и окончания формирования радиационной обстановки в зоне заражения;

-мощность дозы излучения на объектах (маршруте движения и в районе расположения объекта экономики) через определенное время от начала ядерного взрыва.

Результаты выявления радиационной обстановки используются при выработке решения на восстановление устойчивости работы предприятия и выполнения неотложных работ в условиях радиоактивного заражения местности и объектов.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению, выделяют район взрыва и след радиоактивного облака.

Основными источниками радиоактивного заражения местности в районе взрыва являются радиоактивные продукты ядерной реакции деления и наведенная активность элементов поверхностного слоя почвы – в основном от радиоактивных изотопов алюминия–28, марганца–56, натрия–24, железа–59, образующихся под действием нейтронов, выходящих из зоны взрыва. На поверхности земли эта зона имеет вид круга.

Заражение местности по пути движения облака взрыва происходит в результате выпадения из облака и пылевого столба радиоактивных частиц (частиц грунта и капель воды с осевшими на них радиоактивными продуктами). Это есть радиоактивный след облака взрыва.

Общая зона заражения как в районе взрыва, так и по следу распространения радиоактивного облака делится на четыре зоны возможного заражения.

По степени заражения и последствиям внешнего облучения в районе взрыва и на следе облака принято выделять зоны умеренного (зона А), сильного (зона Б), опасного (зона В) и чрезвычайно опасного (зона Г) заражения. Эти зоны характеризуются дозами излучения за время полного распада радиоактивных веществ или значениями мощности дозы излучения через час после взрыва (рис. 5.1).

рис. 5.1. Зоны радиоактивного заражения

Фактическая радиационная обстановка (рис. 5.2) выявляется по данным радиационной разведки (постов РХН, звеньев РХР) на основании измеренных уровней радиации, Р_изм, после выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва в отдельных её точках и времени их измерения, t_изм, относительно момента взрыва приборами радиационной разведки. Затем наносят на карту (схему) в точках измерения Р1 на 1 ч после взрыва и проводят границы зон заражения – соединяя все точки с уровнями радиации 8 и 80, 240 и 800 рад/ч (равные или близкие к ним) плавной линией, соответствующей определенной границе зон заражения А, Б, В и Г.

Рис. 5.2. Фактическая радиационная обстановка

Дозы излучения (рад) за время полного распада радиоактивных веществ и мощности дозы излучения (рад/ч) через 1 ч после взрыва на границах зон заражения представлены в табл. 5.1.

В зоне А в течение первых суток после ее образования открыто расположенные люди могут получить дозы излучения, приводящие к потере трудоспособности. Однако, действуя в автомобилях, в укрытиях и производственных зданиях, люди не получат дозу облучения, приводящую к потере трудоспособности. За пределами зоны А потеря трудоспособности, даже при открытом расположении на местности, исключается.

В зонеБ, находясь в автомобилях в течение первых суток после выпадения радиоактивных веществ, люди могут получить радиационные поражения.

В зоне В радиоактивные поражения исключаются только при нахождении в укрытиях и убежищах, а также при строгом регламентировании действий на зараженной местности.

Таблица 5.1

Дозы и мощности дозы излучения через 1 ч

после ядерного взрыва на границах зон заражения

Зоны заражения	Внутренняя граница зоны		Середина зоны		Внешняя граница зоны
Зоны заражения	Д, рад	p₁, рад/ч	Д, рад	p₁, рад/ч	Д, рад	p₁, рад/ч
А	400	80	125	25	40	8
Б	1200	240	700	140	400	80
В	4000	800	2200	450	1200	240
Г	Внутренней границы нет		7000	1400	4000	800

В зоне Г непродолжительное открытое пребывание на местности приводит к потере трудоспособности не раньше, чем через неделю после взрыва.

отображая выявленную радиационную обстановку на схемах (картах), наносят условные обозначения ядерных взрывов, оси и границы зон заражения, а также поясняющие надписи.

Поясняющая надпись делается рядом с зоной заражения в районе взрыва в виде дроби, в числителе которой указываются мощность в мегатоннах и вид взрыва, в знаменателе время (часы, минуты) и дата (число, месяц) взрыва.

Границы зон заражения в районе взрыва, ось зоны заражения на следе облака, внешняя граница зоны А и все поясняющие надписи наносятся синим цветом. Внешние границы зон Б, В, Г отображают соответственно зеленым, коричневым и черным цветом.

Метеорологические условия наносятся на схему в левом (правом) углу черным цветом в квадрате со стороной 4–6 см, где указывается:

06.00 – время, на которое исчислен средний ветер, ч, мин;

20.05 – дата, на которую исчислен средний ветер (число, месяц);

25 – скорость ветра, км/ч;

270 – направление (азимут) среднего ветра;

18 – слой, в котором исчислен средний ветер, км.

Исходными данными для предварительного выявления и оценки радиационной обстановки при ядерном взрыве являются:

- мощность, вид, координаты центра (эпицентра) и время ядерного взрыва;

- положение объектов относительно взрыва, их защищенность и режим деятельности в момент ядерного взрыва;

- положение и характер действий персонала объекта экономики;

- рельеф местности, характер растительности;

- метеоданные (направление и скорость среднего ветра).

Параметры ядерных взрывов поступают от технических средств засечки ядерных взрывов, а также от системы наблюдения и обнаружения.

Данные о направлении и скорости среднего ветра в штабы (отделы) ГО поступают от метеорологических станций по линии метеорологической службы территориальной подсистемы субъекта РФ.

Алгоритм нанесения на схему прогнозируемой радиационной обстановки

1. Нанести на схему метеоусловия.

2. Нанести центр (эпицентр) ядерного взрыва.

3. Для данного значения мощности и вида ядерного взрыва (табл. 5.2) определить радиус зоны А возможного заражения в районе взрыва и нанести ее границу на схему синим цветом.

Таблица 5.2

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1635; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!