Контрольная работа: Электротехника в строительстве

Передвижная установка для прогрева бетона помимо трансформатора содержит распределительный щит с коммутационной, защитной и измерительной аппаратурой. Принципиальная электрическая схема такой установки показана на рис. 2. Распределительный щит рассчитан на присоединение нескольких отходящих линий к софитам - устройствам, служащим для присоединения электродов.

Очень часто установки для электропрогрева бетона комплектуются из однофазных трансформаторов ТБ-20 мощностью 20 кВ•А. Он имеет первичную обмотку, предназначенную для включения в сеть напряжением 380 или 220 В, и две вторичных обмотки, соединяя которые последовательно или параллельно, можно получить 102 и 51 В.

Для прогрева бетона могут использоваться также сварочные трансформаторы. При этом необходимо учитывать, что сварочные трансформаторы рассчитаны на повторно-кратковременный режим работы. Поэтому в длительном режиме прогрева бетона нагрузка на сварочные трансформаторы не должна превышать 60-70% от номинальной.

Для подачи напряжения к софитам рекомендуется применение гибких кабелей с резиновой изоляцией марки КРПТ, что повышает безопасность эксплуатации и простоту прокладки временных линий.

6. При модуле поверхности конструкций в пределах 6-15 электропрогрев должен вестись в трехстадийном режиме

1) разогрев;

2)изотермический прогрев;

3) остывание;

В этом случае заданная прочность бетона будет обеспечена к концу стадии остывания. При этом подъем температуры следует производить возможно быстрее, а изотермический прогрев вести при максимально-допустимой для данной конструкции температуре.

7. Подъем температуры бетона конструкций с-модулем поверхности мене и большой протяженностью не должен превышать 5 °С в час, а при модуле свыше 5 - не более 8 °С в час. Для конструкций небольшой протяженностью (6-8 м) и сильно армированных, а так же для сварного железобетона можно увеличить скорость подъема температуры до 15 °С в час.

Во избежание недопустимо резкого подъема температуры бетона в начале прогревa и для снижения пиковой мощности при прогреве применяют вначале напряжение 50-60 В, увеличивая его по мере твердения бетона.

8. Длительность изотермического прогревa устанавливается строительной лабораторией и зависит от температур наружного воздуха табл.1.

8. Скорость остывания бетона по окончании изотермического прогрева, не должна превышать 3° в час для конструкций с модулем до 3-6 °С ; в час - при модуле от 3 до 8; 8° в час - при модуле более 8.

Интенсивность остывания бетона регулируется изменением напряжения, тока или периодическим его включением.

Электротермообработку бетона наиболее целесообразно производить до приобретения им прочности 50-60 % от проектной, так как при дальнейшей тепловой обработке интенсивность твердения замедляется и расход электроэнергии соответственно возрастает. Во всех случаях температура бетона является основным параметром, по которому регулируются подача электроэнергии и заданный режим. Расчет электротермообработки бетона сводится к определению требуемой мощности на нагрев бетона, опалубки и на восполнение теплопотерь в окружающую среду с учетом тепловыделения цемента, а также к определению параметров тока и устройств, обеспечивающих выделение тепла соответственно требуемой мощности (напряжение, сила тока; тип и места размещения электродов или электронагревательных устройств, их характеристики). При электротермообработке бетона особое внимание уделяют изоляции неопалубленных поверхностей для предотвращения пересушивания бетона, а также теплоизоляции бетонируемой конструкции с целью обеспечения выдерживания заданного режима при минимальном расходе электроэнергии и повышении равномерности температурного поля в бетоне. Изоляцию делают из термоизолирующих материалов.

5. Электрический прогрев грунта

Отогрев грунта электрическими токами промышленной частоты при помощи стальных электродов, уложенных горизонтально на мороженый грунт, заключается в создании цепи электрического тока, где отмораживаемый грунт используется как сопротивление. Горизонтальные электроды из полосовой, угловой и любых других профилей стали длиной 2,5-3 м укладывают горизонтально на мерзлый грунт. Расстояние между рядами электродов, включаемых в разноименные фазы, должно быть 400 - 500 мм при напряжении 220 В и 700-800 мм при напряжении 380 В. Ввиду того что мерзлый грунт плохо проводит электрический ток, поверхность грунта засыпается слоем опилок, смоченных в водном растворе соли толщиной 150-200 мм. В начальный период включения электродов основное тепло передается в грунт от опилок, в которых под влиянием электрического тока возникает интенсивный разогрев. По мере разогрева грунта, повышения его проводимости и проходящего через грунт электрического тока интенсивность разогрева грунта повышается.

С целью уменьшения потерь тепла от рассеивания слой опилок уплотняют и накрывают деревянными щитами, матами, толем и пр.

Расход электрической энергии для отогрева грунта с помощью стальных электродов в большой степени определяется влажностью грунта и составляет от 42 до 60 кВт-ч на 1 м3 мороженого грунта при длительности отогрева от 24 до 30 ч. Работы по размораживанию грунта электрическим током должны производиться под надзором квалифицированного персонала, ответственного за соблюдение режима отогрева, обеспечения безопасности работ и исправности оборудования. Указанные требования и сложности их выполнения, естественно, ограничивают возможности применения этого способа. Лучшим и более безопасным методом является применение напряжения до 12 В.

Рис 1 - Конструкция трехфазных нагревателей для отогрева грунта: а - нагреватель; б - схема включения; 1 - стержень стальной диаметром 19 мм, 2 -труба стальная диаметром 25 мм, 3 -втулка стальная диаметром 19-25 мм, 4 - контакты медные сечением 200 мм2, 5 - полоска стальная 30X6 мм2

Электрические трехфазные нагреватели позволяют произвести отогрев грунта при напряжении 10 В. Элемент нагревателя состоит из трех стальных стержней, каждый стержень вставлен в две стальные трубы, общая длина которых на 30 мм меньше длины стержня; концы стержня сварены с концами этих труб. Пространство между стержнем и внутренней поверхностью каждой трубы засыпано кварцевым песком и для герметизации залито жидким стеклом (рис. 15)- Концы трех труб, расположенных в плоскости А-Л, соединены между собой приваренной к ним полоской стали, образуя нейтральную точку звезды нагревателя. Три конца труб, расположенных в плоскости Б-Б, при помощи закрепленных на них медных зажимов присоединяются через специальный понизительный трансформатор мощностью 15 кВ-А к электрической сети. Нагреватель укладывается непосредственно на грунт и засыпается талым песком толщиной 200 мм. Для уменьшения потерь тепла отогреваемый участок дополнительно укрывают сверху матами из стекловолокна.

Расход электрической энергии для отогрева 1 м3 грунта при этом методе составляет 50-55 кВт-ч, а время отогрева 24 ч.

Электрическая рефлекторная печь. Как показал опыт ведения ремонтных работ в условиях городских сетей, наиболее удобным, транспортабельным и быстрым при одних и тех же условиях, определяемых степенью промерзания, характером отогреваемого грунта и качеством покрытия, является метод отогрева электрическими рефлекторными печами. В качестве нагревателя в печи применяется нихромовая или фехралевая проволока диаметром 3,5 мм, навитая спиралью на изолированную асбестом стальную трубу. Рефлектор печи изготовляется из согнутого по оси в параболу с расстоянием от отражающего рефлектора до спирали (фокус) 60 мм алюминиевого, дюралюминиевого или стального хромированного листа толщиной 1 мм. Рефлектор отражает тепловую энергию печи, направляя ее на участок отогреваемого мороженого грунта. Для защиты рефлектора от механических повреждений печь закрывается стальным кожухом. Между кожухом и рефлектором имеется воздушный промежуток, что сокращает потери тепла от рассеивания. Рефлекторная печь присоединяется к электрической сети напряжением 380/220/127 В. При отогреве грунта собирается комплект из трех однофазных рефлекторных печей, которые соединяют в звезду или треугольник соответственно напряжению сети. Площадь отогрева одной печи составляет 0,4X1,5 м2; мощность комплекта печей 18 кВт.

Рис. 2 - Рефлекторная печь для отогрева мороженого грунта. 1 - нагревательный элемент, 2 - рефлектор, 3 - кожух; 4 - контактные зажимы

Расход электроэнергии для отогрева 1 м3 мороженого грунта составляет примерно 50 кВт-ч при продолжительности отогрева от 6 до 10 ч. При пользовании печами необходимо также обеспечить безопасные условия производства работ. Место отогрева должно быть ограждено, контактные зажимы для присоединения проводом закрыты, а спирали течи не должны касаться грунта.

Для отогревания скрытых трубопроводов следует рекомендовать электропрогрев. Постоянный ток вызывает коррозию труб, поэтому применяется только переменный ток. По условиям техники безопасности его напряжение не должно превышать 60 В. Для снижения напряжения обычно используют электросварочные трансформаторы типа СТЗ-22 (11,7 кВт) и СТЗ-32 (23,6 кВт).

Перед отогреванием обогреваемый участок должен быть отсоединен от соседних трубопроводов. Концы труб следует тщательно очистить и к зачищенным поверхностям присоединить провода с помощью специальных зажимов. Сечения проводов подбираются по величине тока из расчета 4 А на 1 мм2 сечения медного провода и 2,5 А на 1 мм2 алюминиевого провода.

Замороженные трубы и нагревательные приборы отогревают горячей водой, паром, электрическим током и паяльной лампой. В деревянных зданиях и при расположении труб или приборов на деревянных стенах или перегородках паяльной лампой пользоваться нельзя. Замерзший участок трубопровода обматывают тряпками и поливают горячей водой. Трубопровод, проложенный в бороздах или подпольных каналах, удобно обогревать, впуская пар внутрь замороженной трубы. Для отогрева скрытых трубопроводов целесообразно применять электрический ток малого напряжения

7. Техника безопасности при эксплуатации электроустановок

электрический прогрев бетон заземление

К обслуживанию электроустановок допускаются только лица, прошедшие обучение и проверку знаний электробезопасности и знающие схему и особенности оборудования, а также должностные и эксплуатационные инструкции.

Лица, не имеющие отношения к обслуживанию данной электроустановки, могут допускаться в помещение электроустановок напряжением ниже 1000 В в сопровождении и под надзором лица из обслуживающего персонала с квалификационной группой не ниже III. Осмотр электроустановок может производиться единолично административно-техническим персоналом с V квалификационной группой (в установках напряжением более 1000 В) и IV (в установках напряжением до 1000 В) и персоналом, обслуживающим данную установку, с квалификационной группой не ниже III. При осмотре распределительных устройств, щитов, шинопроводов, троллеров, сборок напряжением до 1000 В запрещается снимать предупредительные плакаты и ограждения, проникать за них, касаться токоведущих частей и производить их обтирку или чистку, устранять обнаруженные неисправности.

Персоналу, обслуживающему производственное электрооборудование (электродвигатели, генераторы, ванны и др.) и электрическую часть различного технологического оборудования напряжением до 1000 В, разрешается единолично открывать для осмотра щитки пультов управления, пусковых устройств, а также производить работы в порядке текущей эксплуатации. Перечень таких работ должен быть утвержден главным энергетиком предприятия и согласован с технической инспекцией труда профсоюза. Особое внимание следует обратить и на применяемые для ремонтных работ подмостки и лестницы, которые должны быть прочными и надежными. У лестниц, устанавливаемых на гладких поверхностях, основание следует обить резиной, а при установке лестницы на землю на основаниях должны быть острые металлические наконечники. При установке лестниц на подкрановых балках, элементах металлоконструкций необходимо надежно прикреплять верх и низ лестницы.

Запрещается при ремонте электроустановок применять металлические или связанные лестницы. Не допускается работать с ящиков, табуреток и других посторонних предметов, применять неиспытанные защитные изолирующие средства или защитные средства с истекшим сроком очередного испытания.

Нельзя производить работы, требующие применения защитных изолирующих средств, во время дождя и тумана. При наступлении грозы должны быть прекращены все работы на воздушных линиях, в открытых распределительных устройствах и работы на вводах и коммутационной аппаратуре, непосредственно подсоединенной к воздушным линиям в закрытых распределительных устройствах. Для обеспечения безопасности в электроустановках до начала работ необходимо выполнить ряд технических и организационных мероприятий. Технические мероприятия выполняют в следующей последовательности: производят необходимые отключения и принимают меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

вывешивают плакаты: «Не включать - работают люди», «Не включать - работа на линии», «Не открывать - работают люди», при необходимости устанавливают ограждения; присоединяют к «земле» переносные заземлители; проверяют отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены;

накладывают заземление (непосредственно после проверки отсутствия напряжения), то есть включают заземляющие ножи, или там, где они отсутствуют, накладывают переносные заземлители;

ограждают рабочее место и вывешивают плакаты: «Стой - высокое напряжение», «Не влезай - убьет», «Работать здесь», «Влезать здесь». При необходимости ограждают оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местных условий эти ограждения устанавливают до или после наложения заземлений. Мероприятия, указанные в последнем пункте, можно выполнять не при полном снятии напряжения. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках, подразделяются на следующие:

оформление работы нарядом или распоряжением;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.

Одна из наиболее надежных форм защиты от поражения электрическим током - защитное заземление нетоковедущих металлических частей оборудования, могущего оказаться под напряжением. С этой целью устраивают искусственные и естественные заземлители. Искусственные заземлители изготовляют из стальных стержней круглого или прямоугольного сечений, а также из труб или из угловой стали. К естественным заземлителям относятся водопроводные и другие не покрытые изоляцией металлические трубопроводы, проложенные под землей. Запрещается в качестве естественных заземлителей использовать трубы, по которым проходят горючие жидкости или газы, металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций зданий, свинцовые оболочки кабелей, трубопроводы, покрытые изоляцией. Заземлять надо все нетоковедущие металлические части установок напряжением 500 В и более. При напряжении более 36 В переменного тока и 110 В постоянного тока заземлению подлежат корпуса электрооборудования, приборов и инструментов только в особо опасных и наружных установках, а также смонтированные во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях переменного и постоянного тока.

Рис. 3 - Конструкции переносных заземлителей: а - стержневой; б - из угловой стали; в - спиральный; г – бурав

Заземлители могут располагаться в группе вертикально (углубленные), горизонтально (поверхностные) или комбинированно (поверхностные и углубленные, объединенные в общую систему).

Надземные части заземляющего устройства (провода, шины и др.), проложенные в помещениях, должны быть доступны для осмотра и защищены от механических и химических повреждений.

К магистральной линии приваривают шины, идущие от оборудования. Объекты к шинам следует присоединять только параллельно. Последовательно объекты соединять нельзя, так как при изъятии какого-либо оборудования или при отсоединении провода происходит разрыв сети заземления. При этом последующие установки оказываются незаземленными. Для заземления передвижных электроустановок в полевых условиях можно использовать переносные заземлители (рис. 3).

Защитное зануление - присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые оказываются под напряжением только при повреждении изоляции. В качестве нулевых проводов можно использовать стальные полосы, металлические оболочки кабелей, металлоконструкции зданий и др.

Не допускается в сетях напряжением до 1000 В при заземленной нейтрали применять различные защитные устройства.

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок надо обязательно проверять одни раз в год.

Кроме заземления и зануления, для предохранения от поражения электрическим током применяют следующие защитные средства: изолирующие штанги, клещи и подставки, диэлектрические боты, галоши и перчатки, а также другие устройства и приспособления для проведения ремонтных работ (рис. 4).

Рис. 4 - Защитные средства: а - диэлектрические перчатки; б - диэлектрические боты и галоши; в - диэлектрический резиновый коврик или дорожка; г - изолирующая подставка

К защитным средствам относятся такие, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение электроустановок до 500 В и при помощи которых можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Защитные средства должны иметь свой номер, своевременно проходить проверки и испытания, выдаваться для пользования под расписку и применяться в строгом соответствии с их назначением.

Двухполюсное УЗО с номинальным током 100 А.

Устройство защитного отключения (сокр. УЗО; более точное название: устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током, сокр. УЗО−Д) - механический коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определённых условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов. Может состоять из различных отдельных элементов, предназначенных для обнаружения, измерения (сравнения с заданной величиной) дифференциального тока и замыкания и размыкания электрической цепи (разъединителя).

Основная задача УЗО - защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения.

Широкое применение также получили комбинированные устройства, совмещающие в себе УЗО и устройство защиты от сверхтока, такие устройства называются УЗО−Д со встроенной защитой от сверхтоков, либо просто диффавтомат. Часто диффавтоматы снабжаются специальной индикацией, позволяющей определить, по какой причине произошло срабатывание (от сверхтока или от дифференциального тока).

Назначение

УЗО предназначены для

·  Защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при непосредственном прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА).

·  Предотвращения возгораний при возникновении токов утечки на корпус или на землю.

Цели и принцип работы

Рис. 5 - Схема УЗО и принцип работы

Принцип работы УЗО основан на измерении баланса токов между входящими в него токоведущими проводниками с помощью дифференциального трансформатора тока. Если баланс токов нарушен, то УЗО немедленно размыкает все входящие в него контактные группы, отключая таким образом неисправную нагрузку.

УЗО измеряет алгебраическую сумму токов, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, четырем для трехфазного и т. д.): в нормальном состоянии ток, «втекающий» по одним проводникам, должен быть равен току, «вытекащему» по другим, то есть сумма токов, проходящих через УЗО равна нулю (точнее, сумма не должна превышать допустимое значение). Если же сумма превышает допустимое значение, то это означает, что часть тока проходит помимо УЗО, то есть контролируемая электрическая цепь неисправна - в ней имеет место утечка.

В США, в соответствии с National Electrical Code, устройства защитного отключения (ground fault circuit interrupter - GFCI), предназначенные для защиты людей, должны размыкать цепь при утечке тока 4-6 мА (точное значение выбирается производителем устройства и обычно составляет 5 мА) за время не более 25 мс. Для устройств GFCI, защищающих оборудование (то есть не для защиты людей), отключающий дифференциальный ток может составлять до 30 мА. В Европе используются УЗО с отключающим дифференциальным током 10-500 мА.

С точки зрения электробезопасности УЗО принципиально отличаются от устройств защиты от сверхтока (предохранителей) тем, что УЗО предназначены именно для защиты от поражения электрическим током, поскольку они срабатывают при утечках тока значительно меньших, чем предохранители (обычно от 2 ампер и более для бытовых предохранителей, что во много раз превышает смертельное для человека значение). УЗО должны срабатывать за время не более 25-40 мс, то есть до того, как электрический ток, проходящий через организм человека, вызовет фибрилляцию сердца - наиболее частую причину смерти при поражениях электрическим током.

Эти значения были установлены путем тестов, при которых добровольцы и животные подвергались воздействию электрического тока с известным напряжением и силой тока[2].

Обнаружение токов утечки при помощи УЗО является дополнительным защитным мероприятием, а не заменой защите от сверхтоков при помощи предохранителей, так как УЗО никак не реагирует на неисправности, если они не сопровождаются утечкой тока (например, короткое замыкание между фазным и нулевым проводниками).

УЗО с отключающим дифференциальным током порядка 300 мА и более иногда применяются для защиты больших участков электрических сетей (например, в компьютерных центрах), где низкий порог привел бы к ложным срабатываниям. Такие низкочувствительные УЗО выполняют противопожарную функцию и не являются эффективной защитой от поражения электрическим током.

Пример

Рис. 6 - Внутреннее устройство УЗО, подключаемого в разрыв шнура питания

На фотографии показано внутреннее устройство одного из типов УЗО. Данное УЗО предназначено для установки в разрыв шнура питания, его номинальный ток 13 А, отключающий дифференциальный ток 30 мА. Данное устройство является:

Страницы: 1, 2, 3