Наведенная ЭДС. Опасность поражения людей наведенной ЭДС на участках электротяги переменного тока. Меры защиты от наведенной ЭДС. Нормы допускаемых опасных влияний.

Контактная сеть, линии электропередачи переменного тока оказывают значительное электромагнитное влияние на провода, расположенные вдоль этих сетей и линий. Вследствие этого на проводах, подверженных этому влиянию, в ряде случаев наводится высокое напряжение, опасное для работающих.

Для обеспечения безопасности работающих на проводах, подверженных электромагнитному влиянию, предусматривают следующие защитные мероприятия:

- увеличивают расстояние между влияющим и подверженным влиянию проводами;

- заземляют изолированные от земли металлические конструкции сооружений, находящихся в зоне электромагнитного влияния (крыши вагонов с деревянными кузовами, крыши помещений стрелочных постов, трубопроводы и др.). Для повышения надежности эти сооружения соединяют с «землей» двумя специальными заземлителями;

- по фронту работ на расстоянии не более 200 м друг от друга на отключенную, подверженную электромагнитному влиянию линию завешивают заземляющие штанги. Расстояние между штангами выбирают исходя из того, чтобы наведенные потенциалы при этом не превышали по величине допустимые для человека. С целью повышения надежности контакта провода с «землей» с каждой стороны от работающих завешивают по две заземляющие штанги;

- для выравнивания потенциалов между проводами контактной сети и заземленными конструкциями, не связанными с рельсами, устанавливают шунтирующие перемычки.

Нормы допустимых опасных влияний составлены на основе учета трех следующих факторов (в порядке снижения их важности):

• требования безопасности для обслуживающего персонала и пользователей;

• соотношение наводимых напряжений с уровнем изоляции линии и присоединенного к ней оборудования;

• величины рабочего (длительно допустимого) напряжения, указанного в технических условиях на кабель (в случае кабельных линий) или входное оборудование.

Требования безопасности основаны на следующих соображениях. Известно, что длительное протекание через тело человека переменного тока не более 2 мА не оказывает заметного влияния. Если ток через тело человека, коснувшегося в любом месте изолированного провода связи или вещания, не будет превышать 2 мА, то на таких линиях можно не применять специальных мер по защите обслуживающего персонала и абонентов от опасного влияния тяговой сети. Очевидно, что стекающий при этом ток определяется электрическим влиянием контактной сети и длительность протекания тока не ограничена во времени. При коротких замыканиях в тяговой сети в смежных линиях возникают кратковременные напряжения магнитного влияния, длительность которых определяется временем срабатывания защиты в устройствах тягового электроснабжения. Степень опасности кратковременного воздействия напряжения на человека меньше, чем длительного, и зависит от длительности приложения напряжения: чем короче импульс, тем он менее опасен. По этой причине нормируют напряжения этого вида влияния для наихудшего варианта смежной линии связи, когда линия заземлена на удаленном конце, и учитывают длительность наведенного напряжения, определяемую временем срабатывания защит от короткого замыкания. При длительном приложении напряжения, отвечающем вынужденному режиму питания межподстанционной зоны (консольное питание от одной подстанции), степень опасности наведенного напряжения наибольшая.

Специальные меры по защите персонала и абонентов не применяются в случаях, если при заземлении провода на противоположном конце в линии относительно  земли  возникают  напряжения, не превышающие приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Допустимые индуцируемые напряжения по отношению к земле в проводах линии связи и проводного вещания

Линия связи	Допустимое напряжение, вольт, в режиме работы тяговой сети		Время отключения тяговой сети при к.з., с, не более
	вынужденный	к.з.
Воздушная с деревянными опорами, в том числе с железобетонными приставками	60 60 60	2000 1500 1000	0.15 0.3 0.6
Воздушная с железобетонными или металлическими опорами; кабельная, в том числе волоконно-оптическая с металлическими жилами для дистанционного питания	36 36 36 36	500 450 310 160	0.1 0.15 0.3 0.6

 

Для соблюдения соответствия наведенного напряжения с уровнем изоляции линии и присоединенного к ней оборудования необходимо, чтобы амплитудное значение результирующего напряжения между проводом и землей, обусловленное электрическим и длительным магнитным влияниями, не превышало минимального статического напряжения пробоя установленных на проводе разрядников. Кроме того, опасные напряжения не должны превышать 60% испытательного напряжения изоляции жил кабеля или вводного оборудования по отношению к земле при коротком замыкании в тяговой сети. Для соблюдения соответствия наведенного напряжения и рабочего (длительно допустимого) напряжения при вынужденном режиме работы тяговой сети наведенное напряжение не должно превышать рабочего напряжения в линии связи.

 

 

Средства пожаротушения. Огнегасительное свойство воды. Пожарное водоснабжение. Системы противопожарных водопроводов. Пожарные гидранты и краны. Автоматические огнегасительные установки. Пожарная техника.

Методы тушения пожаров. Тушение  пожара заключается в прекращении процесса горения. Существует несколько методов  прекращения  горения.

Метод охлаждения основан на том, что горение вещества возможно только тогда, когда температура верхнего слоя вещества выше температуры его воспламенения. Если с поверхности горящего вещества удалить тепло т. е. охладить ее ниже температуры воспламенения, горение прекратится.

Метод разбавления основан на способности веществ гореть при содержании кислорода в воздухе больше 14—16% по объему. С уменьшением кислорода в воздухе до указанной величины пламенное горение прекращается, а затем прекращается и тление вследствие уменьшения скорости окисления.

Уменьшение концентрации кислорода достигается введением в воздух инертных газов и паров извне или разбавлением кислорода продуктами горения (в изолированных помещениях).

Метод изоляции основан на прекращении поступления кислорода воздуха к горящему веществу, для чего применяют различные изолирующие огнегасительные

вещества (химическая пена, порошки, песок и др.).

Метод химического торможения реакции горения основан на введении в зону горения галоидопроизводных веществ (бромистые метил и этил, фреон и др.), которые при попадании в пламя распадаются и соединяются с активными центрами, исключая экзотермическую реакцию, т. е. выделение тепла, в результате чего горение прекращается.

Средства тушения пожаров. В качестве средства тушения пожаров на железнодорожном транспорте используют воду, химическую и воздушно – механическую пену, инертные газы и пары, песок или землю, различные плотные и пожаростойкие ткани и пр.

Огнегасительные свойства воды. Вода - наиболее распространенное  огнегасительное средство. Она имеет сравнительно малую вязкость. Легко проникает в щели и поры горящего вещества, что способствует быстрому охлаждению и тушению охваченной огнем поверхности. Попадая на поверхность горящего вещества. вода поглощает большое  количество тепла благодаря испарению и образует паровое  облако, препятствующее  доступу кислорода к  горящему веществу. Для  испарения 1 кг воды расходуется 2258,5 кДж тепла. Превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1750 раз. Смешиваясь с горючими газами и парами, выделяющимися при горении, пар разбавляет их, образуя смесь, не способную гореть. При помощи мощных струй воды можно механически  сбить пламя.

Водой можно тушить твердые, жидкие и газообразные горючие вещества. При этом ее используют как в компактном, так и в распыленном состоянии.

Компактные струи  воды обычно применяют в случаях, когда невозможно близко подойти к очагу горения, например, при пожаре на большой высоте,  На складах лесных материалов и т. д. Дальность, на которую бьет компактная струя, достигает 70 – 80 м.

Для получения компактной струи используют ручные и лафетные стволы.

Запас воды  для тушения пожаров определяют из условия максимальной продолжительности  подачи воды в течение 3 ч.

Воду нельзя применять при тушении горючих веществ, которые, вступая в реакцию с водой, могут способствовать развитию пожара. Не рекомендуется тушить водой ценные вещи и оборудование, приходящие от воздействия воды в негодное состояние. Вода проводит электрический ток, поэтому тушение водой электроустановок, находящихся под напряжением, опасно. Однако тонко распыленную воду можно применять  для тушения как электроустановок, так и легковоспламеняющихся  и горючих жидкостей, поскольку электропроводность распыленной  струи значительно ниже чем компактной.

Наиболее эффективно применение распыленной воды при тушении горящих жидкостей. Мельчайшие частицы воды размером менее 2 мк, соприкасаясь с горящей жидкостью, интенсивно образуют на ее поверхности паровое облако, которое одновременно охлаждает и изолирует горящую жидкость от кислорода воздуха.

Для  образования  распыленной воды применяют различные распылители пневматического и механического действий. Наиболее удачен  винтовой распылитель.

При работе этого распылителя компактная струя воды попадает в канал, образованный конической спиралью, имеющей форму винта. При движении по плоскости винта спираль  срезает с водяной струи пленку, которая затем разрывается на капли размером 100- 200мк, на некотором расстоянии от распылителя. Винтовые распылители  очень мощны и компактны. Один такой распылитель с диаметром  входного отверстия 30 мм при давлении 0,8 Мпа и расходе воды 25 л/с может обеспечить тушение пламени бензина в резервуа площадью около 60 м2.

Тушение паром. Сущность  тушения пожара паром состоит в понижении

содержания кислорода в  воздухе. Концентрация пара в воздухе 30—35% по объему помещения вызывает прекращение горения. Кроме того, пар частично охлаждает горящие предметы.  Наибольший эффект тушение паром дает в закрытых плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м3.

Автонасосы, автоцистерны, мотопомпы и пожарные поезда.  Автоцистерны и мотопомпы предназначены для доставки боевых расчётов и противопожарного  оборудования, необходимого для подачи воды и пены в зону горения.

Конструктивно  автонасосы и автоцистерны сходны между собой. Они базируются на шасси одних и тех же марок автомобилей. Различие состоит лишь в том, что автоцистерны имеют большую вместимость бака, а автонасосы — больший по численности боевой расчет и большее количество выкидных рукавов.

Мощность двигателей основных автонасосов и автоцистерн разных марок составляет от 51,5 до 110,3 кВт, подача насоса от 1200 до 1800 л/мин, напор в выкидных рукавах до 900 кПа.

Мотопомпы  применяют для подачи воды из источника к горящему объекту. Они бывают переносные и прицепные и состоят из двигателя внутреннего сгорания, центробежного насоса и систем, обслуживающих двигатель и насос во время работы.

 Мощность двигателя переносной мотопомпы составляет 8,83— 14,7 кВт, подача 600- 800 л/мин, наибольшая высота всасывания 6 м, напор 600 кПа, а прицепной мотопомы соответственно 36,8—51,5 кВт, 1200—1600 л/мин, 7 м и 800 КПД. Длина водяной струи при работе мотопомп может достигать 50 м.

Пожарные поезда предназначены для тушения пожаров в подвижном составе и на объектах железнодорожного транспорта к которым можно подать поезд, а также для оказания помощи при авариях, крушениях, наводнениях и других стихийных бедствиях. Эти поезда формируют  в соответствии с утвержденным типовым табелем.  В зависимости от тактико-технической характеристики их подразделяют  на универсальные,  1 и II категорий.

Универсальный пожарный поезд состоит из пассажирского вагона для размещения личного состава дежурного караула, специального оборудования и инвентаря; пассажирского вагона для размещения насосных установок, электростанции, пожарного инвентаря и запаса специальных средств пожаротушения; двух 60-тонных цистерн для запаса воды; крытого грузового вагона-гаража, для размещения пожарного автомобиля и хранения запаса пенообразователя.

Пожарный поезд первой категории формируется из пассажирского вагона для размещения личного состава, насосных установок, электростанции, противопожарного инвентаря и запаса средств пожаротушения, двух цистерн с запасом воды и вагона гаража.

Пожарный поезд второй категории имеет пассажирский вагон для размещения личного состава и противопожарного оборудования и две цистерны с водой.

Пожарные поезда дислоцируются, как правило,  на крупных станциях, где имеется рабочий парк локомотивов. Под пожарные поезда могут подаваться только тепловозы (или паровозы). Содержаться эти поезда должны в состоянии  постоянной готовности к следованию на перегон с максимальной скоростью.

Водяные установки бывают спринклерные и дренчерные.

Спринклерные установки предназначены для местного тушения и локализации пожара. Они автоматически включаются при повышении температуры воздуха в помещении выше заданного предела. Спринклерная установка состоит из сети водопроводных труб, смонтированных под потолком помещения на специальных подвесках, спринклерных головок, представляющих собой специальные устройства для автоматического тушения огня, ввертываемые в трубы установки, и контрольно-сигнальных клапанов.

Замок спринклерной головки состоит из трех медных пластинок, спаянных легкоплавким сплавом. В случае повышения температуры в помещении выше определенного предела сплав расплавляется и пластины распадаются, вследствие чего освобождается стеклянный колпак и спринклер приходит в действие. Одновременно подается сигнал о начавшемся пожаре.

Спринклеры изготавливают на различные температуры срабатывания: 72, 93, 141 и 182°С. Наибольшее распространение получили сринклерные головки типа 2СП (рис. 1)

 

Размещают спринклеры с учетом пожарной опасности производства (помещения), огнестойкости здания, конструкции перекрытия, расположения технологического и другого оборудования. По строительным нормам площадь пола, защищаемая одним спринклером, в производственных помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве горючих материалов более 200 кг/м²) не должна быть больше 9 м², в остальных помещениях – 12 м². Расстояние между спринклерами не должно превышать в первом случае 3 м, в во втором – 4 м. Расстояние между спринклерами и стенами в помещениях с повышенной пожарной опасностью при несгораемых стенах и перегородках принимается 1,5 м, при сгораемых и трудносгораемых стенах и перегородках - 1 м, в остальных помещениях – соответственно 2 и 1,2 м.

Дренчерные установки используют для тушения пожаров в помещениях, в которых требуется одновременная орошение расчетной площади отдельных частей здания, создание водяных завес в проемах дверей и окон, орошение отдельных элементов технологического оборудования и т.п. Они предназначены в основном для борьбы с пожарами в помещениях высокой категории пожарной опасности, где возможно быстрое распространение огня.

В зависимости от температуры в помещении (плюсовая или минусовая) дренчерные установки подразделяют на заливные и сухотрубные. Заливные применяют для защиты пожароопасных и взрывоопасных производств. Все трубопроводы этих установок постоянно заполнены (залиты) водой до штуцеров дренчеров на распределительных трубопроводах. Такими установками оборудуют только отапливаемые помещения. Сухотрубные дренчерные установки применяют для защита как отапливаемых, так и неотапливаемых помещений.

По способу включения дренчерные установки подразделяют на автоматические, полуавтоматические и с ручным пуском.

В случаях когда применение воды в качестве огнетушащего вещества не допустимо, используют химические установки автоматического пожаротушения. К ним относят двухбаллонные батареи с тросовым (Т2) и электрическим (Т-2М) пуском, автоматические батареи с пневматическим (БАП) и электрическим (БАЭ) пуском. В качестве огнетушащего вещества в этих установках применяют углекислоту и специальные составы.

Пожарное оборудование.   

К пожарному оборудованию относят гидранты, вентили, гидроэлеваторы, колонки, пеносмесители, генераторы и др.

Гидрант пожарный подземный служит для отбора воды из водопроводной среды с помощью пожарной колонки. Его устанавливают в колодце и укрепляют на пожарной подставке, которая является фасонной частью водопроводной сети. Гидрант состоит из стояка, клапана, клапанной коробки, штока и установочной головки с откидной крышкой.

Вентиль пожарной устанавливают на внутренних водопроводных сетях с целью присоединения к нему напорного пожарного рукава и подача воды на пожаротушения при температуре не выше 50°С.

Гидроэлеватор пожарной применяют для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающем геодезическую высоту всасывания пожарных насосов, а также из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым пожарные автомобили и мотопомпы могут подъехать не ближе чем на 7м.  Гидроэлеватор можно использовать как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при пожаротушении.

Колонка пожарная предназначена для открывания и закрывания подземного пожарного гидранта и присоединения пожарных рукавов при отборе воды из водопроводных сетей во время пожаротушения.

Пеносмесители переносные служат для получения водного раствора пенообразователя, применяемого для образования воздушно-механической пены в генераторах и воздушно-пенных стволах без эжектирующего устройства.

Генераторы пены средней кратности используют для получения из водного раствора пенообразователя струи воздушно-механической пены для тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и пожаров в трудно доступных помещениях. В зависимости от производительности по пене выпускаются следующие типоразмеры генераторов: ГПС-200 (генератор с производительностью пены не менее 200 л/с), ГПС-600 и ГПС-2000.

К пожарному оборудованию относят также пожарные стволы, предназначенные для получения мощных водяных струй, пожарные рукава служащие для транспортирования воды и водных растворов под напором, соединительные рукавные головки используемые для соединения пожарных рукавов между собой, присоединения к насосу и пожарному оборудованию. Для подъема на верхние этажи зданий при спасательных работах и тушении пожара при необходимости применяют пожарные ручные лестницы. Ручной пожарный инструмент (топоры, ломы, багры, крюки, пилы, лопаты и т.д) используют для выполнения различных работ на пожаре (вскрытия и разборке строительных конструкций, расчистке помещений и др.).

Личный состав обеспечивают боевой одеждой (брезентовый костюм и рукавицы с крагами) и снаряжением (каска, спасательный пояс с карабином и топор в кобуре), а также дымозащитными аппаратами.

 

Задача № 10

 

Рассчитать расход воды на тушение пожаров для проек­тируемого хозяйственно-противопожарного водопровода, пред­назначенного для обслуживания завода и населённого пункта.

 

Исходные данные

 

    1) Объем цехов, на наружное пожаротушение, которых требуется

     наибольший расход воды – 30 - 40 тыс. м³.

2) Категория цехов по пожарной опасности – Б.

3) Количество жителей в населенном пункте – 25 тыс. чел.

4) Высота зданий в этажах – 2 этажа.

5) Площадь территории промышленного предприятия — до 150 га.

6) Здания завода отнести к I и II степеням огнестойкости.

 

Определить:

 

а) расход воды на наружное и внутреннее пожаротушение на территории завода;

б) расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте;

в) суммарный расход воды на пожаротушение;

г) неприкосновенный противопожарный запас воды и максимальный срок его восстановления;

Примечание: Расход воды на наружное пожаротушение принять для производственных зданий с фонарями, а также без фонарей шириной до 60 м. Производственные и хозяйственно-питьевые нужды не учитывать.

 

Решение

 

На предприятии площадью до 150 га, при зданиях I и II категорий огнестойкости, категории цехов по пожарной опасности - Б, числе жителей в населенном пункте 25 тыс. чел. Предполагаются одновременно два пожара – один на предприятии и один в населенном пункте.

Расход воды на тушение пожара в населенном пункте при высоте зданий 2 этажа составляет 10 л/с на один пожар.

Расход воды на наружное пожаротушение на предприятии, при заданном объеме цехов, на тушение которых требуется наибольший расход воды (30-40 тыс. м³) равен 20 л/с.

Расход воды на внутреннее пожаротушение принимаем равным расходу на наружное.

Ориентировочное время тушения пожаров составляет:

 

t = 0,5 - 2 часа, максимально 2 часа (7200 секунд).

 

1) Расход воды на наружное и внутреннее пожаротушение на территории завода:

 

2) Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте:

 

 

3) Суммарный расход воды на пожаротушение:

 

 

4) Неприкосновенный противопожарный запас воды и максимальный срок его восстановление:

 

 

Максимальный срок его восстановления составит 2 часа.

 

Задача № 12

Рассчитать эффективность виброизоляции вентилятора с электрическим проводом.

Вариант задачи принять по предпоследней цифре учебно­го шифра.

Исходные данные:

Общая масса установки (электродвигатель, вентилятор, железобетонная плита) Р, кг – 447;

Частота вращения вращающихся частей установки, об/мин – 950.

Указания к решению задачи

1. Монтаж агрегата рекомендуется производить на тяже­лой бетонной плите или металлической раме, которая опира­ется на виброизоляторы. Применение тяжелой плиты уменьшает амплитуду колебаний агрегата, установленного на вибропзоляторах. Кроме того, плита обеспечивает жесткую цен­тровку с приводом и понижает расположение центра тяжести установки, приближая его к центру тяжести виброизолятора. Этим обеспечивается наличие только вертикальных колеба­ний установки.

Для обеспечения равных условий работы виброизоляторы делают однотипными и их центр тяжести должен находиться на одной вертикали с центром тяжести установки.

2. Связь электродвигателя с вентилятором осуществля­ется посредством упругой муфты.

3. Виброизоляторы выполнить из однорядных пружин.

4. Для устранения передачи высокочастотных вибрации между пружинами и несущей конструкцией рекомендуется расположить резиновые прокладки толщиной 10—20 мм.

5. Определить:

а) статическую нагрузку на одну пружину

где n — число виброизоляторов, принять равным 4;

m — число пружин в одном виброизоляторе, принять равным 1.

Рст= =111,75

Руководствуясь величиной Р_ст, подобрать пружину по приводимой ниже таблице;

б) частоту вынуждающей силы, Гц,

f= =15,8 Гц

в) статический прогиб пружины X_ст,см,

 

где K_z — жесткость пружины, кг/cм (см. таблицу 1)

 

Xст= =3,725см

г) частоту собственных вертикальных колебаний установ­ки, Гц,

 

f_z= =2,5 Гц

д) коэффициент передачи динамической нагрузки в верти­кальном направлении

где P_kz — амплитуда периодической силы, передающейся через виброизоляторы на основание;

 Р_z — амплитуда периодической силы, воздействующей на изолируемую от основания установку;

μ= =0,02

е) эффективность виброизоляции, дБ,

ΔL=20lg =65,05

6. Дать заключение об эффективности виброизоляции аг­регата и мероприятий, снижающих распространение струк­турного шума.

Следует отметить, что для вентиляторов со скоростью более 800 об/мин эффективность виброизоляции при ΔL_тр ≥ 26 дБ обеспечивает удовлетворительные акустичес­кие условия в смежных помещениях. При меньших значениях ΔL может произойти уменьшение амплитуд перио­дической силы, передающейся через виброизоляторы на осно­вание, то есть P_kz< Р_z.

Таблица 1 Параметры типовых опорных пружин

Величина	Пружины
	ДО-42	ДО-43	ДО-44
Максимальная рабочая нагрузка на пружину Рmax, кгс	96	168	243
Жесткость пружины в продольном направлении Кz, кг/см	16,8	30	36,4

 

 

 

 

Список литературы.

1. Охрана труда на железнодорожном транспорте /Под редакцией Ю. Г. Сибарова. М: Транспорт, 1981.

2. Охрана труда методическое пособие Москва 1989

3. Охрана труда на железнодорожном транспорте/Под редакцией В.С. Крутикова. М: Транспорт, 1983.