9446

ние, а также в дополнение к ним в некоторых случаях. В зависимости оттого, что является входной величиной, на изменение которой реагирует защитное отключение, выделяют следующие схемы защитного отключения: на напряжение корпуса относительно земли; на ток замыкания на землю; на напряжение или ток нулевой последовательности; на напряжение фазы относительно земли; на постоянный и переменный оперативные токи; комбинированные.

4.6. Выбор сечения соединительных кабелей для электроустановок

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В независимо от типа нагрузки сводится к определению длительно допустимых токов, то есть подбирается такое сечение кабеля, которое позволяет выдерживать длительно расчетные токи для заданного участка, без нанесения ущерба кабелю. Значения допустимых длительных токов для кабелей и проводов указаны в ПУЭ [21] (таблицы 1.3.4-1.3.30), ГОСТ 31996-2012, либо нужно использовать каталожные данные заводаизготовителя.

Длительно допустимый ток:

- для электроприемников

где Р – номинальная мощность; Uном – номинальное напряжение; cos φ – коэффициент мощности;

- для электродвигателя:

η – коэффициент полезного действия.

При выборе сечения кабеля нужно учитывать поправочные коэффициенты на землю и воздух при прокладке кабеля, см. ПУЭ [21]. Для выбора сечения кабеля в зависимости от нагрузки и способа прокладки кабеля используют различные таблицы, например данные таблицы 20.

Рис. 63. Схема управления асинхронного двигателя с электрическими защитами.

110

4.7. Аппараты защиты электрооборудования и электрических сетей

Все существующие эксплуатируемые или вновь сооружаемые электрические сети должны быть обеспечены необходимыми и достаточными средствами защиты, прежде всего, от поражения электрическим током людей, работающих с этими сетями, участков цепей и электрооборудования от токов перегрузки, токов короткого замыкания, пиковых токов. Эти токи могут привести к повреждению как самих сетей, так и электроприборов, работающих в этих сетях.

Каждая трансформаторная подстанция, каждая воздушная линия, каждая кабельная линия и распределительные внутридомовые сети, каждый электроприёмник имеют аппараты защиты, обеспечивающие их бесперебойную и надежную работу

Аппараты защиты электрооборудования и электрических сетей очень обширная группа и включает в себя такие аппараты как: плавкие вставки (предохранители), автоматические выключатели, разнообразные реле (токовые, тепловые, напряжения и т. п.).

Плавкие предохранители защищают участок цепи от токовых перегрузок и коротких замыканий. Разделяются на одноразовые предохранители и предохранители со сменными вставками. Используются и в промышленности и в быту. Существуют предохранители работающие на напряжении до 1 кВ и так же высоковольтные предохранители установленные, работающие на напряжении выше 1000 В (например, плавкие предохранители на трансформаторах собственных нужд подстанций 6/0,4 кВ). Удобство в эксплуатации, простота конструкции и легкость при замене обеспечили предохранителям очень большую распространенность.

Выбор предохранителей

Выбор предохранителей выбирается по величине рабочего напряжения, номинальному току плавкой вставки и характеристике срабатывания, которая отображает зависимость времени срабатывания от величины аварийного тока.

Напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети: Uн ≥ Uс. Номинальный ток плавкой вставки должен быть больше тока нагрузки Iн ≥ Iр.

111

Характеристика срабатывания предохранителя является паспортной (табличной) величиной. Расчетное значение тока короткого замыкания (КЗ) должно лежать ниже кривой срабатывания на характеристике Iн.откл ≥ IКЗmax.

При пуске электродвигателя ток нагрузки в несколько раз превышает номинальный. Необходимо отстроить ток плавкой вставки от пускового тока двигателя: Iн.п.в. ≥ Iпуск / Kп. Это условие должно обеспечивать несрабатывание плавкой вставки в момент пуска двигателя (Kп – коэффициент, учитывающий вид пуска электродвигателя). При пуске двигателя этот коэффициент составляет равен Kп = 1,6-2,5.

Автоматические выключатели играют ту же роль, что и предохранители. Имеют более сложную конструкцию. В случае возникновения короткого замыкания в сети вследствии старения изоляции, автоматический выключатель отключит от питания повреждённый участок. При этом сам легко восстанавливается, не требует замены на новый и после проведения ремонтных работ будет снова защищать свой участок сети. Так же пользоваться выключателями удобно при проведении каких либо регламентных ремонтных работ.

Выбор автоматических выключателей

Из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки.

Автоматические выключатели выбираются по номинальному току и напряжению, числу силовых полюсов (фаз) роду тока, протекающему через силовые контакты, характеристике срабатывания и максимальному току отключения. Характеристика срабатывания выключателя зависит от характера коммутируемой нагрузки, т.к. во многих электроустановках при включении и смене режима работы возникают броски тока. Например, в электродвигателях.

Для выбора типа и характеристики срабатывания выключателя в зависимости от типа и характера нагрузки можно пользоваться таблицами, которые предоставляет предприятиеизготовитель.

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата должно быть равным или большим номинальному напряжению сети.

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток, который автомат способен отключить, был больше тока короткого замыкания в точке установки аппарата.

Номинальный ток отключения это наибольший ток короткого замыкания, который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

Тепловое реле – самый распространённый тип защиты электродвигателей, нагревателей, любых силовых приборов от токов перегрузки. Принцип его действия основан на возможности электрического тока нагревать проводник, по которому он протекает. Основная часть теплового реле – биметаллическая пластина, которая при нагревании изгибается и тем самым разрывает контакт. Нагрев пластины происходит при превышении током его допустимого значения.

Токовые реле, контролирующие величину тока в сети, реле напряжения, реагирующие на изменения напряжения питания, реле дифференциального тока, срабатывающие при возникновения тока утечки.

Как правило, такие токи утечки весьма малы, и автоматические выключатели совместно с предохранителями на них не реагируют, но могут вызвать смертельное поражение человека при контакте его с корпусом неисправного прибора. При большом количестве электроприёмников

112

требующих подключения через дифференциальное реле, для уменьшения габаритов силового щита, питающего эти электроприёмники, используют комбинированные автоматы.

При распределенной нагрузке, питаемой от одного щита важно обеспечить селективность работы устройств защиты. Под селективностью понимается отлаженный механизм работы приборов защиты электрических цепей. В результате действия предохранителей или автоматических выключателей предотвращается сгорание электропроводки и выход из строя подключенных к ней нагрузок при коротких замыканиях и превышениях номиналов на отдельных участках, когда остальная часть схемы продолжает работать.

4.8.Нормативная документация, необходимая для проектирования, монтажа

иобслуживания систем электроснабжения

1.Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Издательство седьмое [21].

2.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Утв. приказом Минэнерго России № 6 от 13.11.2003 г. [22].

3.ПОТ Р М-016-2001. «Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок». Утв. мин. труда и соц. разв. РФ 05.01.2001 г. [23].

4.Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. Утв. приказом Минэнерго России № 261 от 30.06.2003 г. [24].

5.РД 153-34.0-03.702.99. Межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве [25].

5. Системы внутреннего и наружного водоснабжения и водоотведения

5.1.Общие сведения о внутренних системах водоснабжения и водоотведения

Внутренний водопровод – система трубопроводов и устройств, обеспечивающих подачу воды к санитарно-техническим приборам, пожарным кранам и технологическому оборудованию, обслуживающая одно или группу зданий и сооружений, имеющих общее водоизмерительное устройство, от сети водопровода населенного пункта или промышленного предприятия.

Система водопровода определяется назначением и качеством потребляемой воды и зависит от технико-экономической целесообразности, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, а также принятой системы наружного водопровода и требований технологии производства.

Внутренняя канализация – система трубопроводов и устройств, при необходимости – с локальными очистными сооружениями, обеспечивающая отведение сточных вод от санитарнотехнических приборов и технологического оборудования, а также дождевых и талых вод в сеть канализации соответствующего назначения населенного пункта или промышленного предприятия до первого смотрового колодца.

Система водоотведения определяется в зависимости от характера и степени загрязнения сточных вод и зависит от технико-экономической целесообразности, санитарно-гигиенических требований, а также принятой системы наружного водоотведения.

5.2 Основные элементы внутренних систем водоснабжения и водоотведения

Система внутреннего водопровода в общем случае состоят из следующих основных элементов: ввода (или нескольких вводов); водомерного узла; распределительных магистралей; стояков и подводок; водоразборной и регулирующей арматуры; устройств для создания напора (насосов, баков); устройств для тушения пожаров; устройств для поливки и др.

113

7

6

5

Hзал

B1

1

Наружная сеть В1

Рис.64. Элементы хозяйственно-питьевого водопровода В1: 1 – ввод водопровода; 2 – водомерный узел; 3 – насосная установка (не всегда); 4 – разводящая сеть водопровода; 5 – водопроводный стояк; 6 – поэтажная (поквартирная) подводка; 7 – водоразборная и смесительная арматура

Система внутренней канализации состоит из следующих основных элементов:

-приемников сточной жидкости (умывальники, раковины, унитазы, писсуары, трапы) с встроенными или отдельными гидравлическими затворами-сифонами;

-сети труб, состоящей из сети внутри зданий и выпусков из здания с устройствами для осмотра и прочистки трубопроводов;

-установок для местной обработки сточных вод, если они требуются в зависимости от состава сточной жидкости.

Трубопроводы внутренней канализации подразделяют на:

-отводные трубы, по которым сточные воды от санитарных приборов поступают в стояк;

-стояки, проходящие по всем этажам здания и оканчивающиеся вытяжкой частью, расположенной выше крыши;

-выпуски, по которым сточные воды здания поступают в колодцы дворовой сети, отводящей сточные воды в сеть внешней канализации.

114

Рис.65. Элементы хозяйственно-бытовой канализации К1: 1 – санитарно-технический прибор; 2 – сифон (гидравлический затвор); 3 – отводящий поэтажный трубопровод; 4 – канализационный стояк; 5 – отводящая сеть в подвале; 6 – выпуск канализации

5.3 Классификация внутренних систем водоснабжения и водоотведения

По назначению системы водопровода подразделяются на хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и объединенные, представляющие собой одну из комбинаций вышеупомянутых систем.

Хозяйственно-питьевой водопровод: должен обеспечивать подачу воды питьевого качества (согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» [15]).

Производственный водопровод: должен обеспечивать подачу технической воды или воды питьевого качества (по требованию технологов).

Противопожарный водопровод: предназначен для ограничения распространения и тушения пожаров в зданиях. Основные требования: надежность подачи нормативного расхода воды и обеспечения требуемого напора у спрыска брандспойта пожарного крана.

В жилых, общественных и административно-бытовых зданиях промышленных предприятий применяют хозяйственно-питьевые, а, при необходимости, и противопожарные системы, которые, как правило, выполняют объединенными с хозяйственно-питьевыми. В производственных и коммунальных зданиях предусматривают хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные системы, которые в зависимости от режимов водопотребления и требований потребителей к качеству воды могут объединяться.

По способу поддержания требуемого напора различают системы, работающие под напо-

ром наружной сети и системы с повысительными установками (насосами, напорнорегулирующими баками, гидропневматическими установками).

Вопрос о способе поддержания требуемого напора во внутреннем водопроводе решается после гидравлического расчета сети.

По конфигурации водопроводные сети здания могут быть тупиковыми, кольцевыми, комбинированными и зонированными.

Тупиковые сети обычно применяют в жилых, общественных, а иногда и в промышленных зданиях, где в случае аварии допускается перерыв в подаче воды.

Кольцевые сети устраивают в здания, где даже временное прекращение подачи воды недопустимо или при противопожарных водопроводах с числом пожарных кранов более 12. Кольцевые сети для повышения надежности должны иметь два ввода или более.

Комбинированные сети, т.е. сети, имеющие и кольцевые и тупиковые участки магистральных трубопроводов, применяют в крупных зданиях, потребляющих большое количество воды устройствами и установками с большой рассредоточенностью (например, прачечные, бани, промышленные предприятия и др.).

Зонированные системы водоснабжения устанавливают, как правило, в жилых, общественных, административных зданиях большой этажности (более 12 этажей), а также если требуемый напор Нтр в сети превосходит максимальный допустимый напор во внутренних сетях, принимаемый равным 60м вод.ст. Зонированная система водоснабжения представляет собой несколько самостоятельных систем, делящих здание по высоте на отдельные зоны.

По месту расположения магистральных трубопроводов системы водоснабжения могут быть с нижней и верхней разводкой. При нижней разводке магистральные трубопроводы прокладывают в подвале, подполье или под полом первого этажа. Это наиболее распространенная схема. Схемы с верхней разводкой, когда магистральные трубопроводы прокладывают на чердаке или под потолком верхнего этажа, применяют обычно только в промышленных или производственных зданиях (прачечные, бани и др.)

115

Взависимости от назначения здания и предъявляемых требований к сбору сточных вод необходимо предусматривать следующие системы внутренней канализации:

- бытовую – для отведения сточных вод от санитарно-технических приборов (унитазов, писсуаров, биде, умывальников, ванн, душей, моек и др.);

- производственную – для отведения производственных сточных вод; - объединенную – для отведения бытовых и производственных сточных вод при условии

возможности их совместного транспортирования и очистки; - внутренние водостоки – для отведения дождевых и талых вод с кровли здания.

Вжилых, общественных и административных зданиях проектируется бытовая система внутренней канализации.

Впроизводственных и коммунальных зданиях проектируется бытовая, производственная или объединенная системы канализации.

Впроизводственных зданиях допускается проектировать несколько систем канализации, предназначенных для отведения сточных вод, отличающихся по составу, агрессивности, температуре и другим показателям, с учетом которых смешение их недопустимо или нецелесообразно.

Производственные сточные воды, подлежащие совместному с бытовыми водами отведению, следует подвергать предварительной обработке и очистке.

Необходимость устройства внутренних водостоков устанавливается архитектурностроительной частью проекта.

116

5.4 Общие сведения о наружных системах водоснабжения и водоотведения

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.

Взависимости от вида объекта, снабжаемого водой, системы водоснабжения бывают городскими, поселковыми, промышленными. При этом система водоснабжения может обеспечивать водой как один объект, так и группу однородных и разнородных потребителей на территории района.

На промышленных предприятиях в зависимости от схемы использования воды системы классифицируются на прямоточные, с последовательным использованием воды, и оборотные.

Взависимости от источника питания водой объекта они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных источников.

По способу подачи воды потребителям системы могут быть напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих схем подачи воды.

Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, ее транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи.

Вид водозаборного сооружения зависит от характера источника водоснабжения. Из поверхностных источников водоснабжения (рис. 66, а) забор воды осуществляется береговыми и русловыми водозаборами различных конструкций, из подземных (рис. 66, б) – водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.

Подъем и перекачка воды на очистные сооружения или к потребителю осуществляется насосной станцией I подъема. После прохождения процесса кондиционирования (очистки) вода подается потребителю насосной станцией II подъема. Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих станций, что определяется техническими и экономическими требованиями.

Сооружения для кондиционирования воды необходимы для доведения ее качества до требований, предъявляемых к ней абонентами. Резервуары чистой воды (сборные резервуары) служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций I и II подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов воды.

Водоводы следует рассматривать как сооружения для транспортирования воды к местам

еераспределения. Они представляют собой систему труб (напорных и безнапорных) и каналов, по которым вода поступает к городу, поселку или промышленному объекту.

Для распределения воды по территории объекта и раздачи ее потребителям устраивается водопроводная сеть. Она представляет собой систему трубопроводов, уложенных по улицам, проездам и т.д., оборудованных необходимой арматурой для целей регулирования, ремонта, отбора воды на цели пожаротушения, поливки и т.д.

Сооружения для хранения и аккумулирования воды (водонапорная башня) выполняют ту же роль, что и резервуар чистой воды. Они сглаживают несовпадение режима работы насосной станции II подъема и режима водопотребления. Место расположения водонапорной башни в значительной мере определяется рельефом местности. Как правило, ее устанавливают на возвышенных отметках с целью уменьшения строительной стоимости.

Существуют специально устраиваемые для целей промышленного водоснабжения (прямоточная, с повторным использованием воды, оборотная). Прямоточная система (рис. 67, а) предусматривает забор все увеличивающихся количеств воды по мере развития промышленного предприятия. После использования и технологическом цикле вода сбрасывается в водоем. Получить необходимые количества воды часто невозможно или требуются большие капитальные затраты. Для уменьшения действия сбрасываемых загрязненных вод на качество воды в источнике приходится осуществлять их очистку, что исключительно дорого. Поэтому более перспективными являются пути уменьшения количества сбрасываемых вод.

117

С целью сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения (рис. 4в). Они необходимы в случае маломощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл. Потери, имеющие место в производстве, восполняются из источника.

Для потребителей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в условиях дефицита источников водоснабжения, применяют групповые и районные системы водоснабжения (рис. 68).

Рис. 68. Групповая система водоснабжения

Они строятся для сельских населенных пунктов, животноводческих ферм, полевых станов, пастбищ, а также при обустройстве групп курортных поселков и объектов промышленности. Для таких условий, как правило, устраивают единые системы водоснабжения, транспортирующие воду потребителям (1) по системе водоводов (2). Для снижения высоких давлений в водоводах, возникающих вследствие их большой протяженности, в отдельных узлах системы водоводов устанавливают резервуары (3), в которые сбрасывается вода. Вода из резервуаров забирается насосными станциями (4) и подается в последующий участок водовода, а также близлежащим потребителям.

Система водоснабжения в процессе работы должна удовлетворять требованиям надежности и экономичности. Недоучет требований надежности при проектировании, строительстве и эксплуатации систем может привести к нарушениям нормального водоснабжения. Под надежностью понимается способность системы обеспечивать потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуем напором.

Водопроводная сеть устраивается для транспортирования и отдачи воды потребителям по всей территории объекта. Конфигурация сети зависит от планировки объекта, формы его поверхности,наличия естественных и искусственных препятствий, рельефа местности, расположения крупных потребителей воды, места расположения источника водоснабжения и т.д.

По конфигурации сети бывают кольцевыми, разветвленными и смешанными. Кольцевые сети, имеющие более высокую стоимость по сравнению с другими, обладают более высокой надежностью в снабжении водой. Трубопроводы сети, транспортирующие основные потоки воды, называются магистральными. Вне зависимости от типа сети магистрали должны

119