Вероятность того, что искра короткого замыкания достигнет лужи ЛВЖ, найдем по формуле
R(e1)л=R(e1)* Rраз (11)
Эта вероятность будет равна
R(e1)л=0,00107*10-12*0,66=0,000709*10-12=7,09*10-15.
Вероятность появления искры от электросварки
Искра короткого замыкания появляется в помещении каждый раз, когда в нем производится электросварка. Поэтому вероятность появления искры от электросварки рассчитать довольно легко и это есть отношение средней продолжительности электросварочных работ в цехе на фонд рабочего времени.
Rэ/св=
(12)
где Тэ/св - средней продолжительности электросварочных работ в цехе, которая равна 450 ч/год;
Тф.р.вр. - фонд рабочего времени, который равен 4000 ч/год.
Подставив эти значения в формулу (12) получаем
Rэ/св=
=1,13*10-1.
Необходимо также учесть, что 70 % от средней продолжительности электросварочных работ в цехе происходит на высоте 1 м и 30 % - на высоте 3 м. Расстояние до края лужи возможного пролива ЛВЖ составляет 6 м.
В первом случае вероятность того, что искра от электросварки появится и долетит до лужи ЛВЖ будет находится по форме
Rэ/св70=Rэ/св*R70%*Rразлета (13)
где R70% - вероятность проведения электросварки на высоте 1 м, которая равна 0,7;
Rразлета - вероятность разлета частиц (искры) с высоты 1 м на расстояние 6 м, которая равна (таблице [4]) 6 % или 0,06.
Подставив эти значения в формулу (13) получаем
Rэ/св70=0,113*0,7*0,06=4,7*10-3.
Для второго случая
Rэ/св30=Rэ/св*R30%*Rразлета (14)
где R70% - вероятность проведения электросварки на высоте 3 м, которая равна 0,3;
Rразлета - вероятность разлета частиц (искры) с высоты 3 м на расстояние 6 м, которая равна (таблице [4]) 29 % или 0,29.
Подставив эти значения в формулу (14) получаем
Rэ/св30=0,113*0,3*0,29=9,787*10-3.
Вероятность отказа колпака лампы накаливания
Для нахождения вероятности отказа колпака лампы накаливания нам необходимы следующие данные:
а) интенсивность отказа колпака лампы накаливания l, которое равно 2,8*10-6;
б) время работы лампы в сутки 8 часов;
в) фонд рабочего времени Т=4000 ч/год;
Количество рабочих дней в году 250 дней, поэтому общее время работы лампы в помещении t=250*8=2000 ч/год. Вероятность отказа колпака лампы накаливания находим по следующей формуле
(15)
Подставив значения в формулу (15) находим
Rламп=1-ехр(-2,8*10-6*2000)=3,8*10-3.
Вероятность появления искры от горящей изоляции электрокабеля (провода)
Воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией зависит от значения кратности тока короткого замыкания, т. е. от величины отношения Iк.з к длительно допустимому току данного кабеля или провода. Если эта кратность больше 2,5, но меньше 18 для кабеля и 21 - для провода, то происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.
=131,07 А.
Длительно допустимый ток-15А.
Iк.з / I0=131,07/15=8,73.
2,5<8,73<18, значит происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.
Расчет параметров источников пожара (взрыва)
На этом этапе необходимо оценить возможность источников зажигания инициировать горючие вещества.
В расчете принято четыре источника зажигания:
а) вторичное действие молнии;
б) искры короткого замыкания;
в) искры электросварки;
г) колба лампы накаливания.
д) горящую изоляцию электрокабеля (провода)
Вторичное воздействие молнии
Опасность вторичного воздействия молнии заключается в искровых разрядах, возникающих в результате индукционного и электромагнитного воздействия атмосферного электричества на производственное оборудование, трубопроводы и строительные конструкции. Энергия искрового разряда превышает 250 мДж и достаточна для воспламенения горючих веществ с минимальной энергией зажигания до 0,25 Дж.
Вторичное действие удара молнии опасно для газа, который заполнил весь объём помещения.
Термическое действие токов короткого действия
Ясно, что при коротком замыкании, когда отказывает аппарат защиты, появившиеся искры способны воспламенить ЛВЖ и взорвать газ (эта возможность оценивается ниже). Когда срабатывает защита, ток короткого замыкания длится короткое время и способен только воспламенить поливинилхлоридную проводку.
Температура проводника tпр оС, нагреваемого током короткого замыкания, вычисляется по формуле
(17)
где tн – начальная температура проводника, оС;
Iк.з. – ток короткого замыкания, А;
R – сопротивление (активное) проводника, Ом;
tк.з. – продолжительность короткого замыкания, с;
Спр – теплоёмкость материала провода, Дж*кг-1*К-1;
mпр – масса провода, кг.
Чтобы проводка воспламенилась необходимо, чтобы температура tпр была больше температуры воспламенения поливинилхлоридной проводки tвос.пр.=330 оС.
Начальную температуру проводника принимаем равной температуре окружающей среде 20 оС. Выше в главе 1.2.2 были рассчитаны активное сопротивление проводника (Ra=1,734 Ом) и ток короткого замыкания (Iк.з.=131,07 А). Теплоёмкость меди Спр=400 Дж*кг-1*К-1[5]. Масса провода есть произведение плотности на объём, а объём – произведение длины L на площадь сечения проводника S
mпр=
*S*L (18)
По справочнику [6] находим значение =8,96*103 кг/м3. В формулу (18) подставляем значение площади сечения второго провода, из табл. 11, самого короткого, то есть L=2 м и S=1*10-6 м. Масса провода равна
mпр=8,96*103*10-6*2=1,792*10-2
При продолжительности короткого замыкания tк.з.=30 мс, по табл.11, проводник нагреется до температуры
0С
Данной температуры не хватит, чтобы воспламенить поливинилхлоридную проводку. А если отключит защита, то необходимо будет посчитать вероятность загорания поливинилхлоридной проводки.
Искры короткого замыкания
При коротком замыкании возникают искры, которые имеют начальную температуру 2100 оС и способны воспламенить ЛВЖ и взорвать газ.
Начальная температура медной капли 2100 оС [4]. Высота, на которой происходит короткое замыкание, 1 м, а расстояние до лужи ЛВЖ 4 м. Диаметр капли dк=2,7 мм или dк=2,7*10-3 [4].
Количество теплоты, которое капля металла способна отдать горючей среде при остывании до температуры её воспламенения, рассчитывается следующим образом: среднюю скорость полёта капли металла при свободном падении wср, м/с, вычисляют по формуле
, (19)
где g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
Н – высота падения, 1 м.
Скачать реферат