Указания по технике безопасности
4. Запрещается включать стенд без допуска преподавателя.
5. Во время работы запрещается оставлять без надзора включённый стенд.
6. При обнаружении в стенде какой-либо неисправности необходимо прекратить работу, отключить стенд и сообщить о случившемся преподавателю или лаборанту.
Порядок проведения работы
1. Оценка эффективности системы зануления в сети без повторного заземления нулевого защитного проводника.
1.1. Подготовить табл. 4.2 для записи результатов измерений.
Таблица 4.2
| Наличие повторного заземления НЗП | Замыкание на корпус | Время срабатывания защиты, tЗАЩ, мс | Ток короткого замыкания, IК, А | Напряжение относительно земли | Предельно допустимое напряжение прикосновения, UПР.ДОП., В (табл. 4.1) | |||
| нейтра-льной точки источника, U0, В | корпусов | точки РЕ проводника, находящейся за вторым корпусом, UЗ, В | ||||||
| U1, В | U2, В | |||||||
| Без повторного заземления | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
1.2. Включить стенд.
1.3. Включить автоматы защиты (нажатием кнопок В1 и В2).
1.4. При необходимости, нажатием на кнопку К4 отключить повторное заземление RП от нулевого проводника.
1.5. Проверить целостность нулевого защитного проводника (кнопка К2).
1.6. Нажатием кнопки К1 замкнуть фазный проводник на корпус первой электроустановки.
1.7. Определить время срабатывания (tЗАЩ) автоматов защиты, ток короткого замыкания (IК) и напряжения (U0, U1, U2, UЗ).
|
|
|
1.8. Полученные данные занести в табл. 4.2.
1.9. Отключить стенд.
1.10. Включить стенд.
1.11. Включить автоматы защиты (нажатием кнопок В1 и В2).
1.12. При необходимости, нажатием на кнопку К4 отключить повторное заземление RП от нулевого проводника.
1.13. Проверить целостность нулевого защитного проводника (кнопка К2).
1.14. Нажатием кнопки К3 замкнуть фазный проводник на корпус второй электроустановки.
1.15. Определить время срабатывания (tЗАЩ) автоматов защиты, ток короткого замыкания (IК) и напряжения (U0, U1, U2, UЗ).
1.16. Результаты измерений занести в табл.4.2.
1.17. Отключить стенд.
1.18. По табл. 4.1 определить предельно допустимые напряжения прикосновения, соответствующее измеренному времени срабатывания максимальной токовой защиты.
Оценка эффективности системы зануления в сети с повторным заземлением нулевого защитного проводника.
2.1. Подготовить табл. 4.3 для записи результатов измерений.
Таблица 4.3
| Сопротивление повторного заземления НЗП | Замыкание на корпус | Время срабатывания защиты, tЗАЩ, мс | Ток короткого замыкания, IК, А | Напряжение относительно земли | Ток замыкания на землю, IЗ, А | |||
| нейтра-льной точки источника,
U0, В | корпусов | точка РЕ проводника, находящаяся за вторым корпусом, UЗ, В
| ||||||
| U1, В | U2, В | |||||||
| RП = 4 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
| RП =10 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
| RП =15 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
2.2. Включить стенд.
2.3. Подключить повторное заземление нулевого защитного проводника (нажатием на кнопку К4) и установить его величину (нажатием на кнопку RП). Измерения проводить при значениях RП, равных соответственно 4,10 и 15 Ом.
2.4. Определить время срабатывания автоматов защиты (tЗАЩ), ток короткого замыкания (IК), ток замыкания на землю (IЗ) и напряжения (U0, U1, U2, UЗ) при замыкании фазного проводника на корпуса, для чего:
· включить автоматы защиты (нажатием кнопок В1 и В2);
· произвести замыкание фазного проводника на корпус первой электроустановки кнопкой К1;
· снять показания приборов и полученные данные занести в табл. 4.3;
· включить автоматы АВ1 и AB2;
· произвести замыкание фазного проводника на корпус второй электроустановки кнопкой К3;
|
|
|
· снять показания приборов и данные занести в табл.4.3.
2.5. Отключить стенд.
Оценка эффективности повторного заземления при обрыве нулевого защитного проводника.
3.1. Подготовить табл. 4.4 для записи результатов измерений.
Таблица 4.4
| Наличие повторного заземления и его сопротивление | Замыкание на корпус | Время срабатывания защиты, tЗАЩ, мс | Ток короткого замыкания, IК, А | Напряжение относительно земли | Ток замыкания на землю, IЗ, А | |||
| нейтральной точки источника, U0, В | корпусов | точка нулевого проводника, находящаяся за вторым корпусом, UЗ, В | ||||||
| до обрыва U1, В | после обрыва U2, В | |||||||
| Без повторного заземления НЗП | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
| RП = 4 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
| RП =10 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
| RП =15 Ом | Корп.1 | |||||||
| Корп.2 | ||||||||
3.2. Включить стенд.
3.3. Включить автоматы АВ1 и АВ2.
3.4. Смоделировать обрыв нулевого защитного проводника между корпусами первой и второй электроустановок (кнопка К2) при отсутствии повторного его заземления.
|
|
|
3.5. Произвести замыкание фазного проводника на корпус первой электроустановки нажатием кнопки K1.
3.6. Измерить напряжения U0, U1, U2, UЗ и ток IЗ.
3.7. Данные занести в табл.4.4.
3.8. Включить автоматы АВ1 и АВ2.
3.9. Смоделировать обрыв нулевого защитного проводника между корпусами первой и второй электроустановок (кнопка К2) при отсутствии повторного его заземления.
3.10. Произвести замыкание фазного проводника на корпус второй электроустановки нажатием кнопки K3.
3.11. Измерить напряжения U0, U1, U2, UЗ и ток IЗ.
3.12. Данные занести в табл. 4.4.
3.13. Включить повторное заземление RП нулевого защитного проводника (нажатием кнопки К4).
3.14. Нажатием кнопки RП установить величину повторного заземления. Измерения проводить при значениях RП, равных соответственно 4,10 и 15 Ом.
3.15. Включить автоматы АВ1 и АВ2.
3.16. Смоделировать обрыв нулевого защитного проводника между корпусами первой и второй электроустановок (кнопка К2) при отсутствии повторного его заземления.
3.17. Произвести замыкание фазного проводника на корпус первой электроустановки нажатием кнопки K1.
3.18. Измерить напряжения U0, U1, U2, UЗ и ток IЗ.
3.19. Данные занести в табл.4.4.
3.20. Включить автоматы АВ1 и АВ2.
3.21. Смоделировать обрыв нулевого защитного проводника между корпусами первой и второй электроустановок (кнопка К2) при отсутствии повторного его заземления.
3.22. Произвести замыкание фазного проводника на корпус второй электроустановки нажатием кнопки K3.
3.23. Измерить напряжения U0, U1, U2, UЗ и ток IЗ.
3.24. Данные занести в табл. 4.4.
Отключить стенд.
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
1. Принципиальную схему зануления двух электроустановок с повторным заземлением нулевого защитного проводника.
2. Результаты измерения в виде табл. 4.2.
3. Результаты измерения в виде табл. 4.3.
4. Результаты измерения в виде табл. 4.4.
5. Графики распределения напряжения нулевого защитного проводника относительно земли по его длине при замыкании на корпус 1 и корпус 2 при отсутствии повторного заземления, при наличии повторного заземления (аналогично рис. 4.2).
6. Графики распределения напряжения нулевого проводника относительно земли по его длине при обрыве нулевого проводника и замыкании фазына первый и на второй корпуса электроприемников при отсутствии повторного заземления и при его наличии.
7. Оценку опасности прикосновения человека к корпусам электроустановок по результатам измерений.
8. Оценку эффективности зануления в различных исследованных ситуациях.
9. Оценку эффективности применения повторного заземления нулевого защитного проводника.
Контрольные вопросы и задачи
1. Объясните принцип действия защитного зануления и укажите область его применения.
2. В чем проявляется защитное действие повторного заземления нулевого защитного проводника при нормальном режимеработы сети?
3. Как распределяется напряжение по длине нулевого защитного проводника при замыкании фазного проводника на зануленный корпус электроустановки?
4. От каких величин зависит значение тока короткого замыкания в схеме зануления при замыкания фазного проводника на корпус электроустановки?
5. Под каким напряжением относительно земли оказывается зануленный корпус электроустановки при замыкании на него фазного проводника в системе зануления без повторного заземления нулевого защитного проводника.
6. В сети TN-C произошло замыкание одного из фазных проводников на корпус второй электроустановки. Повторное заземление нулевого защитного проводника отсутствует (т.е. RП = ¥). Человек касается корпуса первой электроустановки. Сопротивление человека Rh = 1000 Ом, сопротивление заземления нейтрали r0 = 4 Ом, сопротивление фазного проводника до точки подсоединения 2 корпуса к нулевому защитному проводнику RФ = 0,1 Ом, сопротивления нулевого защитного проводника между точками О и А, О и Б равные RАО= 0,1 Ом,RОБ = 0,2 Ом соответственно. Фазное напряжение UФ = 220 В. Определить токI h, протекающий через тело человека.
7. В сети TN-C произошло замыкание одного из фазных проводников на корпус второй электроустановки. Человек касается корпуса этой же электроустановки. Параметры сети те же, что в п. 6: определить ток, протекающий через тело человека, Ih, если значение сопротивления повторного заземленияRП: а) 4 Ом; б) 20 Ом; в) 8 Ом; г) 60 Ом.
8. В сети TN-C произошел обрыв нулевого защитного проводника между I и 2 корпусами. Один из фазных проводников замкнулся на корпус второй электроустановки, в это время человек касается первого корпуса. Параметры сети те же, что и в п. 6. Определить ток, протекающий через тело человека, Ih, если значениеrП: а) 4 Ом; б) 16 Ом;в) 46 Ом; г) 60 Ом.
Литература
1. Основы охраны труда и техники безопасности в электроустановках: учебник для вузов / В.Т. Медведев, Е.С. Колечицкий, О.Е. Кондратьева. – М.: Издательский дом МЭИ, 2015, с. 231 - 271.
2. ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление»
Лабораторная работа №11
ИЗМЕРЕНИЕ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКА ШУМА
Цель работы
Ознакомить студентов с прибором для измерения шума, провести измерение шума, создаваемого при работе электродвигателя, и определить его звуковую мощность.
Содержание работы
1.Изучить инструкцию пользователя измерителем шума ВШВ–003–М2.
2.Измерить шумовой фон (уровни звукового давления в октавных полосах частот 
) при отключенном электродвигателе.
3. Измерить уровни звукового давления в октавных полосах частот 
при включенном электродвигателе на расстоянии 1 м от него при четырех положениях микрофона измерителя шума ВШВ–003–М2.
4. Определить средний уровень звукового давления 
для каждой октавной полосы по четырем измерениям.
5. Рассчитать уровень звуковой мощности электродвигателя в октавных полосах частот.
6. Построить шумовую характеристику электродвигателя.
Характеристики шума
В настоящее время защита человека от шума стала одной из актуальнейших проблем. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, вызывает тяжелые заболевания. Утомление рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Шум – звуковые колебания в диапазоне слышимых частот, способные оказать вредное воздействие на безопасность и здоровье работника.
Звук – как физическое явление – это продольные волны объемных деформаций упругой среды, т.е. сжатия и разряжения среды. Область пространства, в котором наблюдаются эти волны, называется звуковым полем. Как физиологическое явление звук ощущается органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне 16÷20000 Гц. Ниже 16 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвуков. Звуковая волна характеризуется частотой и амплитудой колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление и тем громче ощущаемый человеком звук. Единица измерения частоты колебаний - одно колебание в секунду (1 Гц).
Полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней, называется октавной. Октавная полоса частот характеризуется среднегеометрической частотой и выражается соотношением: уровней
, (11.1)
где f1 - нижняя граничная частота октавной полосы, Гц;
f2 - верхняя граничная частота, Гц.
Акустические расчеты, правильный подбор индивидуальных средств защиты производятся в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Спектр шума – распределение уровней звукового давления и интенсивности в октавных полосах частот.
Звуковое давление Р (Па) - разность между мгновенным значением полного давления в воздухе и средним статическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (атмосферным - в обычных условиях).
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волн, называется интенсивностью звука I в данной точке (Вт/м2). Звуковое давление и интенсивность звука связаны соотношением:
I = P2/ r c, (11.2)
где Р2 - среднеквадратичное значение звукового давления, Па;
r - плотность среды, кг/м3;
c - скорость звука в среде, м/с;
r c - удельное акустическое сопротивление среды, которое для воздуха равно 410 Па×с/м (при нормальных атмосферных условиях).
Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью W (Вт), т.е. общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Если принять, что в свободном звуковом поле (т.е. при отсутствии отраженных звуковых волн) источник шума излучает звуковую энергию равномерно по всем направлениям (что допустимо для многих машин и оборудования), то при достаточно большом расстоянии r от источника шума, расположенном на поверхности пола (т.е. при излучении в полусферу), звуковая мощность
W = Iср×S = Iср2p r2
где Iср - интенсивность звука, усредненная по измерениям звукового давления по нескольким точкам на измерительной поверхности - полусфере S радиусом r (м);
r - расстояние от проекции центра источника на звукоотражающую поверхность пола до точки измерения.
Степень восприятия зависит от амплитуды звукового колебания. На частоте 1000 Гц ощущение звука начинается с перепадов давления с амплитудой 
Па. Величину 
называют порогом слышимости.
Значения звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности изменяются в очень широких пределах. Поэтому для объективной оценки характеристик шума и источников шума были введены логарифмические величины - уровни звукового давления, уровни интенсивности звука и уровни звуковой мощности. Все эти величины измеряются в децибелах (дБ).
Уровень звукового давления:
L Р=10 lg(P2/P02)= 20 lg(P/P0), (11.3)
где P 2 - среднеквадратичная величина существующего (измеряемого в данный момент звукового давления, Па);
P02 - пороговое значение звукового давления, равное 2×10-5 Па на частоте 1000 Гц.
Уровень интенсивности звука определяют по формуле:
LI = 10 lg(I/I0), (11.4)
где I - существующая в данный момент интенсивность звука, Вт/м2;
I0 - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости на частоте 1000 Гц (I0=10-12 Вт/м2) и выбранная таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях (r, с0) уровни звукового давления были равны уровням интенсивности, так как интенсивности при нормальных атмосферных условиях
I = P2/ r c и I 0 = P02/ r0c0. (11.5)
При нормальных атмосферных условиях LP = LI = L. Поэтому для краткости используют термин уровень шума L, опуская индексы I , P. Уровень шума характеризует степень ощущения или степень информационного воздействия энергии шума на человека.
Уровень звуковой мощности источника шума:
LW = 10 lg(IW/IW 0), (11.6)
где W - звуковая мощность источника шума, Вт,
W0 - пороговая звуковая мощность, W0= 10-12 Вт.
Для того чтобы сравнивать шум различных источников друг с другом, производить расчеты уровней звукового давления в помещениях и на территориях, необходимо знать объективные характеристики источников шума.
Такими шумовыми характеристиками, которые указываются в технической документации на техническое изделие, являются:
1. Уровни звуковой мощности LW в октавных полосах частот.
2. Характеристики направленности излучения шума источником.
Искомый октавный уровень звуковой мощности LW определяют по результатам измерения уровней звукового давления L Р в точках на измерительной поверхности S (м2), за которую обычно принимается площадь полусферы (на расстоянии 1 м от контура источника шума до точек измерений):
, (11.7)
где L Рср - средний уровень звукового давления по ряду точек на измерительной поверхности S (м2); S0 = 1 м2:
. (11.8)
Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом 
- фактором направленности.
Фактор направленности показывает отношение интенсивности звука 
, создаваемого источником в направлении с угловой координатой 
к интенсивности 
, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно:
, (11.9)
где: 
– звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); 
– звуковое давление в угловом направлении 
, измеренное на том же расстоянии от источника.
Характеристику направленности излучения можно описать через соответствующие уровни в дБ: 
. (11.10)
Нормирование шума
Нормируемыми показателями шума на рабочих местах являются:
· эквивалентный уровень звука A за рабочую смену – эквивалентный уровень звука A, измеренный или рассчитанный за 8 ч рабочей смены, с учетом поправок на импульсный и тональный шум;
· максимальный уровнь звука A – это наибольшая величина уровня звука, измеренная на заданном интервале времени со стандартными временными коррекциями S (медленно, ф = 1 с) и I (импульс, ф = 40 мс);
· пиковый корректированный по C уровень звука – это десять десятичных логарифмов отношения квадрата пикового звукового давления, измеренного с использованием стандартизованной частотной коррекции, к квадрату опорного звукового давления.
Превышение любого нормируемого параметра считается превышением ПДУ.
Нормативным эквивалентным уровнем звука на рабочих местах является 80 дБА.
При сокращенном рабочем дне (менее 40 ч в неделю) предельно допустимые уровни применяются без изменения.
Максимальные уровни звука A, измеренные с временными коррекциями S и I, не должны превышать 110 дБА и 125 дБА соответственно.
Пиковый уровень звука C не должен превышать 137 дБС.
В случае превышения уровня шума на рабочем месте выше 80 дБА, работодатель должен провести оценку риска здоровью работающих и подтвердить приемлемый риск здоровью работающих.
Работы в условиях воздействия эквивалентного уровня шума выше 85 дБА не допускаются.
При воздействии шума в границах 80 - 85 дБА работодателю необходимо минимизировать возможные негативные последствия путем выполнения следующих мероприятий:
а) подбор рабочего оборудования, обладающего меньшими шумовыми
характеристиками;
б) информирование и обучение работающего таким режимам работы с оборудованием, которое обеспечивает минимальные уровни генерируемого шума;
в) использование всех необходимых технических средств (защитные экраны, кожухи, звукопоглощающие покрытия, изоляция, амортизация);
г) ограничение продолжительности и интенсивности воздействия до уровней приемлемого риска;
д) проведение производственного контроля виброакустических факторов;
е) ограничение доступа в рабочие зоны с уровнем шума более 80 дБА работающих, не связанных с основным технологическим процессом;
ж) обязательное предоставление работающим средств индивидуальной защиты органа слуха;
з) ежегодное проведение медицинских осмотров для лиц, подвергающихся шуму выше 80 дБ.
Уровни звукового давления в октавных полосах частот не являются нормируемыми параметрами, рассматриваются как справочные материалы, которые могут использоваться для подбора СИЗ, разработки мер профилактики и т.п.
Способы защиты от шума
По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта. Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса.
Изменение направленности излучения шума. В ряде случаев величина показателя направленности G достигает 10 – 15 дБ, что необходимо учитывать при использовании установок с направленным излучением, ориентируя эти установки так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.
Рациональная планировка предприятий и производственных помещений позволяет снизить уровень шума на рабочих местах за счет увеличения расстояния до источников шума.
При планировке территории предприятий наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в одном – двух местах. Расстояние между шумными и тихими помещениями должно обеспечивать необходимое снижение шума.
Акустическая обработка помещения – это облицовка части внутренних ограждающих поверхностей звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объёмные поглощающие тела различной формы.
Звукоизоляция достигается созданием герметичной преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, кабин, кожухов, экранов.
Звукоизолирующие свойства ограждения, установленного на пути распространения звука, характеризуются величиной, называемой звукоизоляцией ограждения.
Эффективность снижение шума звукоизоляцией определяется звукоизолирующими свойствами материала преграды, площадью, толщиной и массой преграды, отсутствием отверстий и щелей, частотой изолируемого звука. Чем больше масса конструкции, тем лучше ее изолирующие свойства, и чем выше частота изолируемого звука, тем больше эффект звукоизоляции при той же массе конструкции.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удаётся. СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 233; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!