Приклад 3.7

Розрахувати і побудувати блискавкозахист димової труби, яка має висоту Нтр =25 м, зовнішній діаметр її верхнього отвору Дв = 1 м, зовнішній діаметр нижнього отвору Дн = 2 м, розташованої в місцевості з середньорічною тривалістю гроз від 40 до 60 год. Питомий опор ґрунту ρ = 0,8 · 10⁴ Ом·см.

Розв’язок

1. Визначаємо очікувану кількість влучень блискавкою в рік за формулою (3.18); значення n беремо із табл. 3.19 (n=4).

N= =0,093 рази на рік,

оскільки А=В= Дв.

2. Встановлюємо категорію блискавкозахисту і тип зони захисту.

Із табл. 3.21 випливає, що димова труба висотою Д більше 15 м у місцевості з середньорічною тривалістю гроз понад 20 год/рік, відноситься до ІІІ категорії блискавкозахисту. Тип зони захисту – зона Б.

3. Обираємо одиночний стрижневий блискавковідвід і визначаємо його висоту за формулою (3.22):

Н= м.,

оскільки Rх = Дн/2 =1м.

Висота блискавкоприймача Нм дорівнює:

Нм= Н–Нтр =27,8–25=2,8 м.

Перетин сталевого блискавкоприймача і перетин струмовідводу приймаємо рівним 100 мм².

4. Побудову зони блискавкозахисту виконуємо за такою послідовністю. Через блискавкоприймач проводимо осьову лінію, на якій відкладаємо відрізок ОА=0,92 Н=25,6м. Від основи труби (точка О) відкладаємо відрізки ОВ і ОВ₁ рівні 1,5Н=39,5 м. Точку А з’єднуємо з точками В і В₁. Отримуємо зону захисту димової труби у вигляді конусу з основою ВВ₁ і утворюючими АВ і АВ₁.

5. Заземлюючий пристрій обираємо за табл. 3.22, керуючись наступним.

Для ІІІ категорії блискавкозахисту і ρ = 0,8 · 10⁴ Ом·см, припустимий імпульсний опір R і не більше 20 Ом (див. табл. 3.23). Із табл.. 3.24 знаходимо величину опору розтікання струму промислової частоти заземлювача R₅₀ для ґрунту з питомим опором ρ = 0,8 · 10⁴ Ом · см. Він дорівнює 14 Ом.

Рис. 3.13. Побудова зони захисту блискавковідводу

Потім за табл. 3.22 обираємо форму заземлювача, який має опір, близький до шуканого. Таким опором володіє заземлювач з порядковим номером 5, а саме: заземлювач двохстрижневий із труби діаметром 50 мм, заглиблений на 0,8 м. Висота електродів L = 2,5м, відстань між ними С = 3 м.

Приклад 3.8

Розрахувати і побудувати блискавкозахист виробничого приміщення, яке відноситься за ПУЕ до класу В-І і має розміри: довжину А = 50 м, ширину В = 20м і висоту h = 10 м. Будинок розташований у Кіровоградській області. Питомий опір ґрунту ρ = 1,8 · 10⁴ Ом · см.

Розв’язок

1. Із табл. 3.20 знаходимо середньорічну грозову діяльність К = 60-80 год.

2. Із табл. 3.19 визначаємо очікувану середньорічну кількість ударів блискавки в 1 км² земної поверхні, n = 5,5.

3. За формулою (3.18) визначаємо очікувану кількість уражень блискавкою за рік: N= ,

N=0,044 рази.

4. За табл. 3.21 визначаємо, що приміщення відноситься до І категорії захисту, зона А. Відношення А/В=50/20=2,5 < 3, тож доцільно застосувати два стрижневі блискавковідводи.

5. Приймаємо відстань від стрижневого блискавковідводу до споруди Sв = 4 м. (див. рис. 3.14).

Рис. 3.14. Відстань Sв від стрижневого блискавковідводу до споруди

Визначаємо відстань між двома окремими блискавковідводами.

L=2Sв+А=2·4+50=58 м.

6. Для забезпечення потрібного блискавкозахисту необхідно, щоб будинок перекривався зонами захисту, утвореними кожним блискавковідводом. Тому приймаємо радіус захисту Rх =20 м.

7. Визначимо висоту кожного блискавковідводу для зони А за формулою (3.21), приймаючи Нх = h = 10 м. і Rх =20 м.

в = 1,12235; С = 32,94.

Тоді Н_1,2= ,

Н_1,2 ,

Н₁ = 530,5 м,

Н₂ = 30,5 м.

З двох коренів приймається Н= 30,5 м.

8. В даному випадку Н < L < 2H, тобто 30,5 < 58 < 61.

Тоді Нс, Rсх і Rсо обчислюються відповідно за формулами (3.24), (3.25) і (3.26).

Нс= Но – (0,17+3 ·10 ^{- 4}Н)(L–Н)=0,85 · 30,5 – (0,17+3 ·10 ^{– 4} · 30,5)×

×(58 –30,5) 21м.

Rсх= ;

Rо=Rс=(1,1-0,002Н)Н = (1,1-0,002 · 30,5) · 30,5,

Rо=Rс=31,72 м.

Тоді Rсх= =16,5 м..

9. Побудова границь зони захисту блискавковідводу.

Від основи кожного блискавковідводу точки О і О₁ у різні боки відкладаємо по два відрізки величиною R_O=31,7 м. На осьових лініях блискавкоприймачів відкладаємо відрізки, які дорівнюють Н_О=0,85Н=25,92 м. Отримані точки А і А₁ з’єднуємо з точками В і В₁.

Із точки С, яка знаходиться на середині відстані поміж блискавкоприймачів, виставляємо перпендикуляр до лінії ВВ₁ і відкладаємо відрізок СС₁, який дорівнює Нс=21м. Отримуємо фігуру ВАС₁А₁В₁, яка у фронтальному перетині буде зоною захисту.

У плані вона буде представлена зонами захисту кожного блискавковідводу.

В середині поміж блискавковідводами ширина захисту буде визначатися на рівні землі величиною Rс= Rо=31,72м, а на висоті Н_Х - величиною Rсх =16,5м.

10. Вибір заземлювача виконується за принципом, викладеним в прикладі 3.1.

Приклад 3.9

Потрібно захистити будинок тросовим блискавковідводом, опори якого передбачається зміцнити по торцях будинку на відстані Rх =3 м.

Будинок прямокутний у плані з розмірами А×В =38×6 м. Висота стіни (краю даху) Н = 4 м. Висота гребеня даху над землею однакова вздовж будинку і дорівнює Нк = 5м.

Визначити висоту опори тросового блискавкоприймача. Зона захисту будинку – зона Б.

Розв’язок

1. Визначимо висоту тросового блискавковідводу за формулою (3.37):

Н= =6,13 м..

2. Визначимо висоту опори блискавкоприймача. Оскільки L <120м, то Ноп = Н+2м.

Ноп =6,13+2=8,13 м.

Опори піднімаються над гребенем даху на відстань:

Ноп – Н_К =8,13 – 5=3,13 м.

Таблиця 3.19

Очікувана середньорічна кількість ударів блискавки в 1 км² земної поверхні n в залежності від інтенсивності грозової діяльності К.

Інтенсивність грозової діяльності К	Очікуване середньорічне число ударів блискавки n
10-20
20-40
40-60
60-80	5,5
80-100	7,0
100і більше	8,5

Таблиця 3.20

Середньорічна грозова діяльність, К

Області	Середньорічна грозова діяльність, К
1. Республіка Крим	40-60
2. Закарпатська, Запорізька, Донецька	80-100
3. Інші області України	60-80

Таблиця 3.21

Категорії пристроїв блискавкозахисту та типи зон захисту

Класи будівель та споруд за ПУЕ	Місце розташув.	Тип зони захисту	Категорія пристроїв захисту
1. В-І, В-ІІ	на всій території України	зона А	І
2. В-16, В-Іа	при К ≥10	При N<1- зона Б	ІІ
3.Зовнішні об’єкти класу В-Іг	на всій території України	зона Б	ІІ
4. П-І, П-ІІ,П-ІІа	при К ≥20	Для будівель та споруд І та ІІ ступенів вогнестійкості при 0,1<N<2 і для ІІІ, ІV та V ступенів вогнестійкості при 0,02<N<2-зона Б; при N<2 - зона А	ІІІ
5. Зовнішні об’єкти класів ІІ та ІІІ	при К ≥20	при 0,1<N<2 - зона Б при N>2 - зона А	ІІІ
6. Об’єкти ІІІ-Vступенів вогнестійкості, котрі за ПУЕ не класифікуються	при К ≥20	при 0,1<N<2 - зона Б при N>2 - зона А	ІІІ
7. Труби, щогли, вежі висотою понад 15 м	при К ≥20	зона Б	ІІІ
8. Окремо розташовані будівлі висотою понад 30 м. віддалені від іншіх будівель більше ніж на 400 м.	при К ≥20	зона Б	ІІІ

Примітка: К- середня грозова діяльність у годинах за рік; N – очікувана кількість уражень блискавкою за рік будівель та споруд, котрі не обладнані блискавкозахистом N=[(S+6h)(L+6h)–7,7h²]n•10^-6; для башт, вишок, димових труб N= 9ph²n•10^-6, де S i L - відповідно ширина і довжина будівлі, що має в плані прямокутну форму, м; h – найбільша висота будівлі (споруди), м; n – середньорічне число ударів блискавки в 1 км² земної поверхні в місці розташування будівлі (табл.3.19).

Таблиця 3.22

Типові конструкції заземлювачів і значення їх опору розтікання струму промислової частоти, Ом

№.	Тип	матеріал	Значення опору розтікання струму промислової частоти при різних питомих опорах ґрунту в Ом ∙ см
0,5∙104	104	5∙104	105
1.	Стрижневий	Куток 50*50*5 мм. або труба d=50 мм:
		l=2м
l=3м
Сталь кругла d=12÷20 мм:
l=2м
l=3м
l=5м
2.	Смуговий	Сталь кругла d=6÷8 мм:
		l=3м
l=5м
l=10м
l=20м	4,5
Сталь кругла d=10÷12 мм:
l=3м
l=5м
l=10м	7,5
l=20м	4,35	8,7
Смуга 20*4мм; 25*4мм
l=2м
l=5м
l=10м	7,5
Смуга 40 · 4мм
l=2м
l=5м
l=10м
3.	Двохстрижневий	Куток 50*50*5 мм труба d=50 мм, смуга 40 * 4мм;
		С=3; l=2,5м
С=3; l=3м
С=6; l=2,5м	5,5
С=6; l=3м	4,5	9,1
Сталь кругла d=12÷20 мм, смуга 40 · 4мм;
С=3; l=2,5м	7,5
С=3; l=3м	6,8
С=5; l=2,5м
		Сталь кругла d=12÷20 мм, смуга 40 * 4мм;
		С=5; l=3м	5,5
С=3; l=5м	5,5
С=5; l=3м
4.	Трьохстрижневий	Куток 50*50*5 мм труба d=50 мм, смуга 40* 4мм;
		С=3; l=2,5м
С=6; l=2,5м
С=7; l=3м	2,7	5,4
Сталь кругла d=12÷20 мм, смуга 40*4мм;
С=2,5; l=2,5м	4,8	9,7
С=2,5; l=3м	4,4	8,9
С=5; l=2,5м	3,5	7,1
С=5; l=3м	3,3	6,6
С=6; l=5м	2,7	5,4
5.	П’ятистрижневий	Куток 50*50*5 мм труба d=50 мм, смуга 40*4мм;
		С=5; l=2м	2,2	4,4
С=5; l=3м	1,9	3,8
С=7,5; l=2м	1,8	3,7	18,5
С=7,5; l=3м	1,6	3,2
Сталь кругла d=12÷20 мм, смуга 40*4мм;
С=5; l=2м	2,4	4,8
С=5; l=3м	2,0	4,1	20,5
С=7,5; l=2м
С=7,5; l=3м	1,7	3,5	17,5
С=5; l=5м	1,9	3,8
С=7,5; l=5м	1,6	3,2
6.	Чотирьохстрижневий	Куток 50*50*5 мм труба d=50 мм, смуга 40*4мм;
		С=6; l=3м	2,1	4,3	21,5

Таблиця 3.23

Величини імпульсних опорів заземлювачів Rі в залежності від категорійності об’єктів під захистом

При питомому опорі ґрунтів ρ, Ом * см.	Величини R і, Ом.
І категорія	ІІ категорія	ІІІ категорія
менше 5∙104	Не більше 10	Не більше 10	Не більше 20
Більше 5·104	Не більше 40	Не більше 40	Не більше 40

Таблиця 3.24

Перерахунок імпульсних опорів заземлювачів на опори розтікання струму промислової частоти

Величини імпульсних опорів заземлювачів R і, Ом.	Величини опорів розтікання струму промислової частоти (R50) в Ом в залежності від питомого опору (ρ) ґрунту в Ом * см.
до 104	до 5·104	105	Більше 105
		7,5

Розділ ІV

Питання охорони праці в дипломному проектуванні

4.1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Зміст завдання з охорони праці має відповідати темі дипломного проекту і бути його складовою частиною. Це завдання передбачає розробку декількох контрольних питань з гігієни праці і виробничої санітарії, техніки безпеки та протипожежної безпеки. Перелічені питання повинні розроблятися не в формі інструкцій чи правил з техніки безпеки, промсанітарії або пожежної профілактики, а у формі науково-технічного опису процесів, операцій чи установок з точки зору шкідливості та безпеки праці в процесі виробництва та експлуатації проектованого виробу. Інструктивні вказівки чи правила можна використовувати в кінці розділу, якщо вони важливі, складені вперше та органічно пов'язані з технічним вирішенням питань.

4.2 ЗМІСТ РОЗДІЛУ "ОХОРОНА ПРАЦІ"

Розділ "Охорона праці" складається з тексту і рисунків (схем). Текст є частиною загальної розрахунково-пояснювальної записки у дипломному проекті. Оформляється текст у вигляді самостійного розділу із власним головним аркушем.

Дотримуючись принципу забезпечення простоти і зручності управління підприємством, дипломник повинен врахувати дотримання всіх діючих норм і правил, що обмежують вплив виробничих шкідливостей та небезпек на працівників. Особливу увагу слід приділити видаленню з робочих місць та виробничих приміщень шкідливих домішок, пилу, газів, диму та пари. Неприпустимими також є високі температура, волога, шум, вібрація, шкідливі випромінювання тощо. Саме тому перш за все студент-дипломник має провести аналіз небезпек та шкідливостей, існуючих на робочих місцях.

Визначившись із переліком шкідливих та небезпечних факторів, що супроводжують виконання обслуговуючим персоналом службових обов'язків, дипломник розробляє інженерні рішення, спрямовані на усунення або зменшення їх впливу на працюючих, підтверджуючи їх розрахунками і схемами.

В цьому розділі необхідно:

• Охарактеризувати законодавчі та нормативні акти України з питань охорони праці;

• Вказати, до якої категорії відноситься об'єкт з точки зору безпеки від враження електричним струмом, за вибухо- та пожежебезпекою;

• Вказати де і як має бути виконане заземлення, занулення, повторне занулення;

• Провести аналіз об'єкту та технологічного процесу з погляду на небезпечні та шкідливі виробничі фактори. Аналіз повинен містити конкретний матеріал відносно дипломного проекту. Одночасно
з аналізом висвітлюється напрямок вирішення найбільш важливих для даного проекту питань охорони праці, які необхідно розробляти стосовно проектованого об'єкту та техпроцесу.

Детально розробляються важливі питання охорони праці (1-2 питання) з розрахунками, наприклад:

• Розрахунок рівня інтенсивності виробничого шуму, нормування та заходи із захисту працюючих від його шкідливого впливу;

• Характеристика шкідливих виробничих факторів, що забруднюють повітряне середовище, їх нормування та розрахунок необхідного повітрообміну у даному виробничому підрозділі чи на робочому місці;

• Організація робочого місця збиральника, налагоджувача, регулювальника, оператора та ін.;

• Будова протипожежної установки та розрахунок кількості вогнегасної речовини тощо.

Всі розрахунки виконуються на основі діючих нормативних документів.

Необхідно навести схему вказаного засобу захисту працівників або обладнання для безпеки виробничого обладнання чи виробничого процесу, наприклад:

• схему захисного заземлення, занулення;

• схему освітлення;

• схему аерації;

• схему захисту від блискавок;

• схему блокування;

• схему місцевого відбору калориферного пристрою тощо.

Креслення та схеми фундаментальних та оригінальних конструктивних та принципових рішень з техніки безпеки, виробничій санітарії або пожежної профілактики рекомендується наводити на окремому аркуші.

Крім переліченого, у дипломному проекті можуть розглядатися спеціальні питання, пов'язані з охороною праці, зокрема:

• розробка автоматичних пристроїв відключення обладнання при появі на корпусі напруги;

• проектування обладнання для вирівнювання електричних потенціалів у підлозі тваринних приміщень;

• розробка схем сигналізації при підготовці до пуску агрегатів та технологічних ліній, при виникненні неприпустимих режимів роботи технологічного обладнання, які можуть привести до аварій і враження людей, тварин тощо.

Якщо, у відповідності з завданням на дипломний проект, в інших розділах проекту більш докладно розглядаються питання, що мають пряме чи побічне відношення до охорони праці, або в основних кресленнях і схемах зображуються відповідні елементи, то на них необхідно робити посилання без повторного опису.

Посилання на літературні джерела і нормативні матеріали приводяться в звичайному порядку за допомогою цифр, що взяті в квадратні дужки і позначають порядковий номер джерела в списку літератури.

Література з питань охорони праці подається в загальному списку літератури, використаної в дипломному проекті.