4.3 Електробезпека

Персональна ЕОМ є однофазним споживачем електроенергії від трифазної чотирьох провідної мережі перемінного струму напругою 380/220В частотою 50 Гц з глухо заземленою нейтраллю.

ПУЭ передбачені такі заходи електробезпеки: експлуатаційні, конструктивні та схемно-конструктивні.

1. Експлуатаційні заходи. Необхідно дотримуватися правил безпеки при роботі з високою напругою і використовувати наступні запобіжні заходи: не підключати і не відключати з’єднання кабелів при увімкненні до мережі; технічне обслуговування та ремонтні роботи виконувати тільки при вимкненому живленні; встановлювати в приміщенні загальний вимикач для відключення електроустаткування.

2. Конструктивні заходи. ЕОМ відноситься до електроустановок напругою до 1000В закритого виконання, усі струмоведучі частини знаходяться в кожухах. Відповідно до ГОСТ 14255-69 вибираємо ступінь захисту оболонки від зіткнення персоналу зі струмоведучими частинами усередині захисного корпусу та від потрапляння води в корпус IP-44, де перша «4» – захист від твердих тіл, розміром більш 1,0мм, друга «4» – захист від бризгів води відповідно до ГОСТ 14254-96.

3. Схемно-конструктивною мірою безпеки застосовується занулення – навмисне з’єднання частин комп’ютера, що у випадку аварії можуть знаходитися під напругою, з нейтраллю ГОСТ 12.1.030-81*.

Занулення – це навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих не струмоведучих частин електроустаткування, які можуть опинитися під напругою.

Занулення використовується в чотирипровідних трифазових мережах із заземленою нейтраллю напругою до 1000 В.

Вихідні дані для розрахунку відповідно до методичних вказівок

1. Р₁=450 Вт – потужність однофазового споживача електроенергії;

2. Р₂=12000 Вт – потужність усіх споживачів, які живляться від цього фазового провідника;

3. L₁=58,3 м – довжина ділянки 1;

4. L₂=120 м – довжина ділянки 2.

5. U_л – лінійна напруга; U_л=380 В;

6. U_ф – фазова напруга; U_ф=220 В;

7. Матеріал провідників – мідь;

8. Спосіб прокладки на 1-2 – металева труба-земля.

4.3.1 Послідовність розрахунків

Вибір запобіжника:

1. Визначення струму І₁, що живить електроустановку (ЕУ) потужністю Р₁, Вт:

(4.1)

2. Визначення пускового струму І_пуск ЕУ потужністю Р₁, Вт:

(4.2)

де К_n – коефіцієнт кратності пускового струму;

К_т – коефіцієнт складності пуску, залежить від часу пуску;

Для ЕОМ: К_n =3; К_Т = 2,5.

Вибір апарата захисту:

Номінальний струм, при якому спрацьовує апарат захисту, повинен перевищувати І_пуск, інакше апарат захисту буде спрацьовувати при кожному вмиканні електроустановки. Тому з таблиці технічних даних обираємо запобіжник з струмом більшим за І_пуск. Це ВПШ 6-11 з І^АЗ_ном=3,15А.

Визначення струму короткого замикання фази на корпус ЕУ:

, А, (4.3)

де Z_тр– повний опір трансформатора, Ом;

Z_пфн – повний опір петлі фаза-нуль, Ом.

Визначення повного опору трансформатора:

Величина Z_тр залежить від потужності трансформатора, конструктивного виконання, напруги і схеми з’єднання його обмоток (зіркою або трикутником).

Потужність трансформатора визначається за умовою

Nтр = 4·P2 = 4·12000 = 48 (кВт) (4.4)

По отриманій потужності з таблиці опору масляних трифазових трансформаторів обираємо відповідний повний опір Z_тр=1,237 Ом.

Визначення повного опору петлі фаза–нуль:

Повний опір петлі фаза–нуль визначається за формулою

(Ом),(4.5)

де R_ф, R_нз – активні опори фазового і нульового захисного провідників, відповідно, Ом;

Х – індуктивний опір петлі фаза–нуль, який визначається за формулою

Х =Х _ф+ Х_нз + Х_вз, (Ом), (4.6)

де Х_Ф, Х_нз внутрішні індуктивні опіри фазового і нульового провідників відповідно, Ом;

Х_вз – зовнішній індуктивний опір, зумовлений взаємоіндукцією петлі фаза–нуль, Ом.

Для мідних та алюмінієвих провідників Х_Ф та Х_нз порівняно малі, тому ними можна знехтувати.

Зовнішній індуктивний опір Х_вз також незначний. Тоді

Z_пфн = R_ф+R_нз (4.7)

Таким чином формула (4.3) приймає вигляд

(4.8)

Визначення активного опіру фазового провідника:

=1,049+0,36=1,409 (Ом),(4.9)

де R_ф1, R_ф2 – опір фазового провідника на ділянках 1 та 2 відповідно, Ом.

Для провідників з кольорових металів

(4.10)

(4.11)

Перерізи фазових проводів визначаємо з таблиці тривалого допустимого струму для трижильних кабелів. Для ділянки 1 вибираємо переріз, який відповідає струму I₁ – це мм², для ділянки 2 – струму I₂ - це мм², де:

(А) (4.12)

Визначення опору нульового захисного провідника:

Згідно з ДНАОП 0.00-1.31-99 "Правила охорони праці при експлуатації ЕОМ" площа перерізу нульового робочого та нульового захисного провідників в груповій трипровідниковій мережі повинна бути не менше площі фазового провідника, тобто

Відповідно, R_нз = R_ф.