ударну іонізацію повітря. Іони, що утворилися, знімають електростатичні заряди.

7.4 Захист від блискавки будинків і споруджень підприємств

Захист від блискавки – комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки будинків і споруд, устаткування, матеріалів від впливу вибухів, загорянь і руйнувань, що виникають при впливі блискавки.

Будинки і спорудження від прямих ударів блискавки захищають за допомогою блискавковідводів різних систем. Блискавковідвід (рис.7.10) складається з блискавкоприймача, що безпосередньо сприймає удар блискавки; струмовідводу, що з’єднує блискавкоприймач із заземлювачем, через який струм блискавки стікає в землю. Блискавкоприймачі виготовляють зі сталевого стрижня перетином не менше 100 мм2, закріпленого на трубчастих, залізобетонних чи дерев’яних опорах.

hx

бРис. 7.10 Захист від блискавки:

а– конструктивні елементи блискавковідводу; б – схема визначення захисту від блискавки. (Розміри зони захисту будинків висотою h до 150 м визначають за таблицею).

Для заданих габаритів, коли захищають об‘єкт розмірами hx rх, висоту h стрижневого блискавкоприймача для зони захисту типу Б визначають за формулою:

h = (rх +1,63 hx)/15.

Приклад 7.3 Розрахувати імпульсивний опір заземлювача протигромового захисту. Вихідні дані. Розрахунковий питомий опір грунту розтіканню струму r = =10 Ом/м.

Імпульсний коефіцієнт заземлювача aі = 0,8. Заземлювач представляє собою смугу довжиною l = 8 м із введенням струму в середині смуги. Товщина смуги d = 4 мм. Глибина закладання в грунт h = 0,8 м.

Рішення. Опір заземлювача (смуги) розтікання струму промислової частоти :

Імпульсний опір заземлювача дорівнює добутку його опору розтікання струму при стаціонарному режимі на імпульсний коефіцієнт (визначається з таблицi).

Для даних умов Ri = Rnaі = 13,7×0,8 = 11 Ом.

8ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА

8.1.Основні теоретичні відомості

На підприємствах легкої промисловості застосовуються різні види сировини, тому необхідно знати фізико-хімічні основи процесу горіння різних матеріалів, а також склад їх волокнистої структури, яка робить

матеріали у високій степені вогненебезпечними. Без цього розробка ефективних методів попередження і боротьби з пожежами неможлива.

Горіння представляє собою швидкоплинну хімічну реакцію

окислення, що супроводжується виділенням тепла і світла. Найбільш повну теорію процесів окислення і горіння розробив російський вчений А.Н.Бах. Суть теорії А.Н.Баха полягає в тому, що в реакцію вступають не всі молекули кисню, які стикаються, а найбільш активні з них, що мають так звану енергію активації, яка перевищує на деяку величину середню енергію молекул. Тому для протікання горіння необхідно, щоб принаймні у складі одного компоненту суміші утворились активні молекули.Активні молекули кисню здатні вступати в реакцію сполучення з речовинами, утворюючи перекис і гідроперекис, які є першими продуктами окислення речовин.

Дослідження показали, що загоряння, пожежі і вибухи на підприємствах легкої промисловості найбільш часто відбуваються від

порушення технологічних процесів, від несправного електрообладнання,

статичної електрики, іскри, необережного поводження з вогнем, самозагоряння, громових розрядів.

Коротке замикання – це з’єднання через дуже невеликий опір різних

фаз електричної установки безпосередньо між собою або через землю. Коротке замикання відбувається внаслідок перекриттів і пробивання ізоляції ліній передач, трансформаторів і інших машин і апаратів, перенапруги, надмірного забруднення поверхні ізоляторів, механічних пошкоджень, струмопровідних елементів, обривів і “схльостування” проводів, помилкових впливів, порушення правил технічної експлуатації.

Розглянемо наступний приклад. В електричну мережу напругою 220 В ввімкнуті споживачі з загальним опором 500 Ом. Мережа виконана з алюмінієвого проводу і гумовою ізоляцією перерізом 2,5 мм2. Провода прокладені відкрито. Сила струму нормальної роботи І = 220/500 = 0,44 А.

При цій силі струму за 1 хв. виділяється наступна кількість тепла: Qн =×І2Rt =×0,442×500×1×60×4,1868 = 5,81×103 Дж.

Для прийнятих умов тривалість допустимого струму 21 А; споживає установка струм 0,44 А. Отже, при нормальних умовах роботи

перенавантаження немає. Якщо відбудеться коротке замикання, тоді опір мережі буде вимкнено і залишиться лише опір проводів до місця короткого замикання. Наприклад він дорівнює 4 Ом. Тоді сила струму в даному ланцюгу І = 220/4 = 55 А. За 1 хв буде виділено тепла:

Qкор = І2Rt = 0,552×4×1×60 = 7,26×105 Дж. Qкор/Qн =7,26×105/5,81×103 = 125.

Отже, коротке замикання викликало збільшення сили струму з 0,44 до 55 А, а кількість виділеного тепла в 125 рази, що є прямим загрожуванням загоряння ізоляції проводів і виникнення пожежі.

Електрична іскра здатна запалити волокнистий пил. Частіше всього іскріння спостерігається під час розмикання або замикання мережі, в

момент замикання мережі через повітря або через пошкоджену ізоляцію на землю. Пожежна небезпека визначається саме цією стадією дугового розряду розмикання. Енергія даної стадії розряду визначає здатність запалювання іскри і може бути виражена інтегралом:

де Е – енергія, розсіювання в електричній дузі при спаданні струму від І до І1, при якому призупиняється процес електричної дуги, МДж; U, i – миттєві

значення напруги та струму іскри; t – час проходження іскри, с. Тимчасове значення напруги на проміжку часу іскри розімкнення:

Сумісне рішення рівнянь (8.1) і (8.3) дає розрахункову формулу:

6

Для загоряння сухої і чистої бавовняної паки необхідна енергія Е = 290 МДж.

Якщо на поверхні речовин в результаті порушення контакту створюються електричні заряди, ці поверхні стають якби пластинами конденсатора. При виникненні іскри напруга між пластинами такого

Енергія іскри здатної виникнути під дією високої напруги між пластинами конденсатора або між пластиною і будь-яким заземленим

предметом і визвати загоряння бавовняного волокна, текстильного пилу або вибух паро- і газоповітряних сумішей:

може бути перенесена у розряді, тоді енергія розсіювання при перенесенні незкінченно малого заряду в розряді

заряженої діелектричної поверхні.

На підприємствах, які не мають стаціонарного водозабезпечення повинен бути недоторканий запас води на випадок пожежі. Водйоми можуть мати вигляд прямокутний, квадратний або круглий. Глибина

водоймища 2-3 м. При прямокутній форму об’єм водойму:

довжина водойми по дну, м; e – ширина водойми по дну, м; h – глибина водойми, м.

При круглій формі:

V=1/3×p h[R2+Rr+r2], м3 (8.10)

де R – радіус по верху, м; r – радіус по дну, м.

самостійне гасіння пожежі – 3 год; k – коефіцієнт одночасного виникнення пожежі на виробництві, k = 1…2.

де Нопр - напор біля оприскувача, м; hрук - втрати напору в рукаві, м; h - втрати напору в гідранті і стендері (дорівнює 2 м); T – висота найбільш високої точки споруди підприємства, м.

Внутрішній пожежний водопровід встановлюють у виробничих приміщеннях і складах, де зберігають матеріали, що горять, або матеріали

в упаковці, яка горить. Крани встановлені на всіх етажах будинків, які

опалюються, крім виробництв, де застосування води може викликати вибух або розповсюдження вогню.

На площах виробничих приміщень крани розташовують з такого розрахунку, щоб компактні струмені від рукавів з двох сусідніх кранів

доторкалися в найбільш високій або найбільш віддаленій точці будівлі, що обслуговуються цими кранами. При цьому крани розташовують на стінах або колонах на висоті 1,35 м над рівнем підлоги.

Радіус дії пожежного крану можна визначити із умов довжини рукава і проекції струменя (рис.8.1).

a Н1

Rк.р.

Рис.8.1. Визначення радіуса дії пожежних кранів