Еремина Т.В., Гусева Н.И. и др. Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

81 82

Рис.5. Звуковой генератор:

1 – индикатор напряжения; 2 – регулятор уровня шума;

3 – регулятор частоты шума

Для подачи напряжения на звуковой генератор подклю-

чить его к ЛАТРу, а ЛАТР – в питающую сеть, отрегулиро-

вав напряжение 42 В, нажать тумблер “ВКЛ” включения ге-

нератора. При этом должна загореться сигнальная лампочка

индикатора напряжения 1. Установив переключатель 3 в од-

но из восьми возможных положений (по указанию препода-

вателя), отрегулируйте интенсивность выходного сигнала до

максимума поворотом регулятора 2. После окончания изме-

рений регулятор 3 поверните в обратном направлении до

упора и выключите питание.

Проведение опытов

1. Измерение спектра шума источника звука в камере без

средств шумоглушения.

1.1. Включить ЛАТР 10, включить генератор шума 4

(рис.2) и установить максимальный выходной сигнал.

1.2. Включить шумомер 5 и измерить уровни звукового

давления L во всех восьми нормативных полосах частот.

Показания внести в протокол 2, протокол 3, протокол 4.

1.3. По результатам замеров построить спектр шума

(рис.6) и сравнить его с предельным спектром для заданных

преподавателем условий труда. Сделать выводы о шумовой

обстановке, характере спектра.

1.4. По окончании измерений выключить приборы.

2. Определение эффективности установки звукопогло-

щающей облицовки.

2.1. Открыть дверки камеры 1 и аккуратно установить

щиты с облицовкой по стенам и потолку камеры. Закрыть

дверки.

2.2. Включить приборы и провести измерения шума L

его анализ (аналогично п.1). Данные внести в протокол 2.

После окончания измерений выключить приборы и вынуть

облицовку из камеры.

2.3. Построить измеренный спектр шума со звукопо-

глощающей облицовкой.

2.4. По результатам измерений шума в камере без обли-

цовки и с облицовкой определить эффективность установ-

ки звукопоглощающей облицовки, которая равна разности

показаний L - L

. Построить кривую измеренной эффек-

тивности ∆L

экспл.

установки облицовки. На этом же графи-

ке построить (пунктирной линией) кривую рассчитанной

по формуле (9) эффективности облицовки ∆L

теор.

2.5 Сопоставив экспериментальную и теоретическую

кривые эффективности, оценить их совпадение на разных

частотах.

3. Определение эффективности установки звукоизоли-

рующего кожуха.

83 84

3.1.Открыть дверки на камере 1(облицовка должна быть

вынута) и одеть на источник шума 2 кожух 6. Закрыть двер-

ки.

3.2. Включить приборы и произвести измерения шума L

аналогично пункту 1. Данные занести в протокол 3.

3.3. После окончания измерений выключить приборы и

вынуть кожух из камеры.

3.4. Построить спектр измеренного шума (рис. 6).

3.5. По результатам измерений шума в камере без обли-

цовки и с установленным кожухом определить эффектив-

ность установки кожуха, которая ровна разности L - L

. По-

строить кривую эффективности L

экспл.

(полученную экспе-

риментально) установки кожуха. На этом же графике по-

строить кривую (пунктирной линией) эффективности кожу-

ха L

теор.

, рассчитанную по формуле (5).

3.6. Сравнить измеренную и рассчитанную эффектив-

ность. Сделать выводы о величине звукоизоляции на разных

частотах.

4. Определить эффективности звукоизолирующей пере-

городки.

4.1. Открыть дверки камеры 1 (облицовка 8 и кожух 6

должны быть вынуты) и установить звукоизолирующую

перегородку 9, в соответствии с заданием (табл. 2). Закрыть

дверки.

4.2. Выключить приборы и произвести измерения шума

аналогично пункту 1. Данные занести в таблицу 5. После

окончания измерений выключить приборы и вынуть пере-

городку из камеры.

4.3. Построить спектр измеренного шума (рис. 1).

4.4. По результатам измерений шума в камере без пере-

городки и с установленной перегородкой определить эф-

фективность установки перегородки, которая ровна разно-

сти L - L

. Построить кривую измеренной эффективности

∆L

экспл..

, установки перегородки. На этом же графике по-

строить кривую (пунктирной линией) эффективности пере-

городки ∆L

теор.

, рассчитанную по формуле (10).

4.5. Сравнить измеренную и рассчитанную эффектив-

ность. Сделать выводы о величине звукоизоляции на раз-

ных частотах.

4.6.Сделать сравнительную оценку трех исследованных

методов снижения шума.

Оформление отчета

1. Цель работы.

2. Расчет эффективности звукопоглощающей облицов-

ки, кожуха и звукоизолирующей перегородки.

3.Построить частотную характеристику звукоизоли-

рующей перегородки.

4. Экспериментальное исследование эффективности ус-

тановки облицовки, кожуха, перегородки.

5. Построить спектры шума.

6. Дать сравнительную характеристику шумопоглуше-

ния.

∆LдБ LдБ

100

63 125 250 500 1000 2000 4000

Рис. 6. Спектры источников шума

f, Гц

85 86

Таблица 1

Индивидуальные задания

Среднегеометрическая частота,

Гц.

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Вес

пере-

город

ки, G,

кг

№

вариан-

та

Матери-

ал пере-

городки

Коэффициент α

1, 8, 15 Сталь

0,79

0,97

0,5

0,22

0,17

0,12

0.16

0,23

2,1

2, 9, 16 Алюми-

ний

0,7

0,9

0,4

0,2

0,1

0,2

0,65

3, 10,

Стекло

силикат-

ное

0,75

0,96

0,48

0,21

0,15

0,1

0,16

0,2

0,31

4, 11,

Стекло

органи-

ческое

0,76

0,97

0,49

0,2

0,15

0,12

0,15

0,21

0,2

5, 12,

Сухая

штука-

турка

0,74

0,94

0,40

0,19

0,14

0,1

0,14

0,19

1,2

6, 13,

Фанера

0,74

0,93

0,4

0,19

0,14

0,1

0,15

0,19

0,41

7, 14,

ДСП

0,7

0,9

0,4

0,2

0,1

0,2

1,8

Примечания:

1. Геометрические размеры установки S: длина 0,92м, ширина

0,36м, высота 0,4м.

Материал установки – ДСП.

Вес установки - 40,5 кг.

2. Геометрические размеры кожуха: 0,19 * 0,11 * 0,19 (м). Мате-

риал облицовки кожуха - алюминий. Вес кожуха G = 0,98 кг.

3. Геометрические размеры облицовочных щитов S

: 0,32 * 0,32

(м). Материал облицовочных щитов : фанера, поролон. Вес одного об-

лицовочного щита - 0,5 кг.

Таблица 2

Предельные спектры шума для рабочих мест

(ГОСТ12.1.003-90)

Уровни звукового давления, дБ, в

октавных полосах со среднегео-

метрическими частотами, Гц.

Рабочие места

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Облзначение пре-

дельного спектра

Уровни звука, дБА

1. Помещения конструк-

торских бюро, програм-

мистов вычислительных

машин, лабораторий для

теоретических работ.

ПС-45

2. Помещения и участки

точной сборки.

ПС-60

3. Помещения лаборато-

рий для проведения экс-

периментальных работ,

для размещения шумных

агрегатов вычислитель-

ных машин.

ПС-75

4. Постоянные рабочие

места и рабочие зоны в

производственных по-

мещениях, а также рабо-

чие места водителей и

обслуживающего персо-

нала тракторов, грузово-

го автотранспорта.

ПС-80

87 88

Таблица 3

Таблица для определения координат точек В и С к рис.2

Материалы f

Сталь 6000/h 12000/h 39 31

Алюминиевые сплавы 6000/h 12000/h 32 22

Стекло силикатное 6000/h 12000/h 35 29

Стекло органическое 17000/h 34000/h 37 30

Асбестоцементная пли-

та

11000/h 22000/h 36 30

Сухая штукатурка 19000/h 38000/h 36 30

Примечание: h – толщина ограждения, в мм (15 мм).

Эффективность звукопоглощения и звукоизоляции

облицовки, кожуха, перегородки.

Протокол 1

Расчетное снижение шума по данным частотной

характеристики изоляции воздушного шума

Октавные полосы со средне-

геометрическими частотами

в Гц

Расчетное снижение шума

в дБ

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Протокол 2

Среднегеометрическая частота, Гц. Параметры

63 125 250 500 100

200

400

8000

L,дБ

Уровни зву-

ковых давле-

ний

дБ

∆L

эксп

,дБ

Эффектив-

ность звуко-

поглощения

∆L

теор

,дБ

Точность, %

Протокол 3

Среднегеометрическая частота, Гц. Параметры

63 125 250 500 100

200

400

8000

L,дБ

Уровни зву-

ковых давле-

ний

дБ

∆L

эксп

,д

Эффектив-

ность звуко-

поглощения

∆L

теор

,д

Точность, %

Протокол 4

Среднегеометрическая частота, Гц. Параметры

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

L,дБ

Уровни звуко-

вых давлений

дБ

∆L

эксп

,дБ

Эффектив-

ность звукопо-

глощения

∆L

теор

,дБ

Точность, %

89 90

Лабораторная работа 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель работы

Ознакомиться с методикой замера удельного сопро-

тивления грунта, методами расчета естественного и искус-

ственного заземления электроустановок.

Основные положения

Корпуса электрических машин, трансформаторов,

светильников, аппаратов и другие металлические нетокове-

дущие части могут оказаться под напряжением вследствие

нарушения изоляции электроустановки.

Если корпус, оказавшийся под напряжением, не име-

ет контакта с землей, то прикосновение к нему опасно, как и

прикосновение к фазе. Если корпус соединен с землей, то

человек попадает под напряжение меньшее, чем при отсут-

ствии соединения его с землей.

При соединении корпуса с землей и "замыкании на

корпус" будет иметь место замыкание на землю.

Защитное заземление - преднамеренное электриче-

ское соединение с землей или ее эквивалентом металличе-

ских нетоковедущих частей, которые могут оказаться под

напряжением.

Принцип действия защитного заземления - уменьше-

ние напряжения прикосновения и шага за счет выравнива-

ния потенциалов.

Область применения защитного заземления - сети с

изолированной нейтралью до 1000В и с любым режимом

нейтрали выше 1000В.

Совокупность заземлителя, находящегося в непо-

средственном соприкосновении с грунтом, заземляющих

проводников представляет заземляющее устройство.

В качестве искусственных заземлителей применяет-

ся уголковая сталь, стержни, полосы, проволока и т.п.

Возможный ток замыкания на землю, а следователь-

но, и опасность поражения зависит от напряжения источ-

ника питания. Величины нормируемого сопротивления

заземляющих устройств приведены в табл. 1

(ГОСТ12.1.030-91).

Сопротивление заземляющего устройства растека-

нию тока зависит от поверхности заземляющих устройств и

удельного сопротивления грунта при растекании тока, за-

висящего от целого ряда факторов (вида грунта, состава,

дисперсности частиц, плотности, слойности и т. д.).

Поэтому при расчете заземляющего устройства,

предусмотрена обязательная проверка сопротивления за-

земляющего устройства с помощью измерительных прибо-

ров не менее двух раз в год: один раз летом при наиболь-

шем высыхании грунта и один раз зимой при наибольшем

промерзании грунта. Любое конкретное измерение прово-

дится при определенной влажности грунта. Так как влаж-

ность грунта в течение года не является постоянной, то

удельное сопротивление грунта растеканию тока меняется

в зависимости от влажности. Если грунт просохнет, то

удельное сопротивление его может значительно повысить-

ся. В этом случае сопротивление заземляющего устройства

также повысится и может быть выше нормируемого сопро-

тивления. Для исключение погрешности в результате

уменьшения удельного сопротивления грунта, в следствие

его увлажнения, при измерениях учитывается применение

коэффициента сезонности.

На рис.1 приведена схема заземления электроуста-

новки, показано растекание тока в грунте с опорной по-

91 92

верхности ног человека, прикасающегося к корпусу элек-

троустановки.

Измерение удельного сопротивления грунта произ-

водится методом контрольного электрода и методом четы-

рех электродов (стержней). В данной работе применен ме-

тод четырех стержней.

На испытуемом участке забивают в землю по прямой

линии четыре стержня на равных расстояниях "а" друг от

друга. Глубина забивки должна быть не более 1/20 расстоя-

ния "а". Зажимы измерителя М-416 присоединяют к стерж-

ням по схеме, приведенной на рис. 2, и проводят измерения.

Рис.1. Схема заземления электроустановки

Удельное сопротивление грунта определяется по

формуле:

ρ=40π⋅a⋅R, Ом⋅м, (1)

где R - показания измерителя, Ом;

а - расстояние между стержнями, м ( в лабораторной

установке а = 0,3 м ).

Порядок проведения работы

1. Изучить методику замера удельного сопротивления

грунта.

2. Произвести измерение сопротивление грунта.

3. Выполнить расчет сопротивления заземления ж/б

фундамента здания и анализ возможности использования

его в качестве заземлителя.

4. Выполнить расчет защитного заземления методом

коэффициента использования.

Порядок измерения

1. Установить переключатель в положение "контроль

5", нажать кнопку и вращением ручки "РЕОХОРД" добить-

ся установления стрелки индикатора на нулевую отметку.

На шкале реохорда при этом должно быть показание 5±0,3

Ом.

Рис.2. Измерение сопротивления грунта

методом четырех стержней

М416

1 2 3 4

93 94

2. Подключить электроды к измерителю заземления

М-416 по схеме, указанной на рис.2.

3. Произвести измерения сопротивления, для чего ус-

тановить переключатель B1 в положение "X1", нажать

кнопку и, вращая ручку "РЕОХОРД", добиться максималь-

ного приближения индикатора к нулю.

4. Если измеряемое сопротивление окажется больше

10 Ом, переключатель установить в положение "X5", "X20",

"X100" и повторить операцию 3.

5. По формуле (1) произвести расчет удельного сопро-

тивления грунта, сопоставить его с данными табл.1, указать

причины расхождения данных измерения с табличными

данными.

Оценка возможности использования железобетонного

фундамента здания в качестве заземлителя

1. Сопротивление электрическому току ж/б фундамен-

та зданий оценивается по формуле:

5.0

, Ом (2)

где S=А

×В - площадь, ограниченная периметром здания, м

А и В даны в индивидуальном задании (табл.2);

- удельное эквивалентное электрическое сопротив-

ление земли, Ом

⋅м.

2. Расчет

производят по формуле:

























−

−−

eе

ρρ

, (3)

где h

- толщина верхнего слоя земли;

- удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом⋅м;

- удельное сопротивление нижнего слоя земли,

Ом⋅м;

, - коэффициенты, зависящие от соотношения

удельных сопротивлений.

1 =

табл.1⋅

с .

(4)

2 =

табл.2 ⋅

с.

Значения

табл.1

табл.2

принимаются по таблице 2

и 3 по данным задания верхнего и нижнего слоев грунта;

- коэффициент сезонности принимается в соот-

ветствии с данной в задании климатической зоной (табл. 4);

учитывается для p

2 ,

когда h

и толь-

ко для p

, когда

≤

;

- глубина промерзания грунта (табл.4).

Для оценки возможности использования ж/б фунда-

мента здания в качестве заземлителя, сопротивление R со-

поставляют с допустимым сопротивлением (табл. 1), т.е.

доп

≥ R.

Оформление отчёта

1. Цель работы.

2. Привести результат измерения и выполнить расчёт

удельного сопротивления грунта растеканию тока методом

четырёх стержней, сопоставить полученные данные с до-

пустимыми.

3. Дать оценку возможности использования ж/б фун-

дамента здания в качестве заземлителя.

4. Расчёт защитного заземления методом коэффици-

ента использования.

95 96

Таблица 1

Наибольшее допустимое значение сопротивления

заземляющих устройств электроустанов

ок

(ГОСТ 12.1.030-91)

Эквивалентное удельное сопротив-

ление, Ом

·м

Напряжение се-

ти, В

До 100 Более 100

660/380 2 Ом 0,02 Ом

380/220 4 Ом 0,04 Ом

220/127 8 Ом 0,08 Ом

Таблица 2

Индивидуальное задание

№

п/п

Клим.

зона

Напряжение

сети U

Толщина

верх.

слоя h, м

Размеры

фундам.

А*В, м

Грунт

верхнего

слоя ρ

табл

Грунт

нижнего

слоя

табл 2

1 2 3 4 5 6 7

1 IV 660/380 1 30 60 Супесок суглинок

2 III 380/220 2 24 28 Глина супесок

3 II 220/127 3 21 72 суглинок песок

4 I 380/220 4 27 62 чернозём супесок

5 I 220/127 1 33 84 торф глина

6 II 380/220 2 30 48 глина супесок

7 III 660/380 3 27 54 суглинок песок

8 IV 220/127 4 24 52 песок суглинок

9 IV 660/380 1 21 42 песок глина

10 III 380/220 2 18 60 супесок суглинок

11 II 220/127 3 33 72 глина песок

12 I 380/220 4 24 66 суглинок супесок

13 I 220/127 4 15 60 супесок суглинок

Продолжение табл. 2

14 II 380/220 3 33

54 торф суглинок

15 III 660/380 2 30 78 глина супесок

16 IV 220/127 1 27 66 суглинок глина

17 I 660/380 1 33 78 глина суглинок

18 II 380/220 2 21 84 суглинок супесок

19 III 220/127 3 24 60 торф песок

20 IV 380/220 4 30 42 супесок глина

21 IV 220/127 4 18 48 песок суглинок

22 III 380/220 3 24 66 супесок суглинок

23 II 660/380 2 27 42 торф глина

24 I 220/127 1 30 84 глина суглинок

25 I 660/380 1 33 66 торф суглинок

26 II 380/220 2 30 54 глина суглинок

27 III 220/127 3 15 46 супесок суглинок

28 IV 660/380 4 21 42 песок глина

Таблица 3

Приближённые значения удельных сопротивлений грунтов

(при естественной влажности)

Вид грунта Удельное сопротивление грун-

та, ρ

табл

, Ом*м

Чернозём 200

Глина 40

Суглинок 100

Супесок 300

Песок 700

Садовая земля 20

Каменистый 500-800

Скалистый 10

-10

Вода речная 10-100

Вода грунтовая 20-70

Торф 20

97 98

Таблица 4

Значение коэффициента сезонности К

и глубины

промерзания h

Климатиче-

ская зона

Коэффициент

сезонности для

стержней К

Коэффициент

сезонности

для полосы К

Глубина

промерзания

, м

I 4 4,5 2,2

II 2,7 3,5 2,0

III 2,0 2,0 1,8

IV 1,4 1,5 1,6

Таблица 5

Коэффициент использования η

ст

стержней из труб, уголков и

стержней, размещённых в ряд или по контуру

Отношение рас-

стояния между

стержнями к их

длине S/l

Ориентировочное

число стержней

n=R

0. cn

з.д

2 0,84-0,87

3 0,76-0,80

5 0,67-0,72

10 0,56-0,52

15 0,51-0,56

20 0,47-0,50

2 0,90-0,92

3 0,85-0,88

5 0,79-0,83

10 0,72-0,77

15 0,66-0,73

20 0,65-0,70

2 0,92-0,95

3 0,90-0,92

5 0,85-0,88

10 0,79-0,83

15 0,76-0,80

20 0,74-0,79

Таблица 6

Коэффициенты использования η

ст

вертикальных

электродов из труб, уголков, стержней, размещённых

по контуру без учёта влияния полосы связи

Отношение расстоя-

ния между электрода-

ми к их длине S/l

Расчётное число

стержней N

ст

4 0,66

6 0,58

10 0,52

20 0,44

40 0,38

60 0,36

100 0,33

4 0,76

6 0,71

10 0,66

20 0,61

40 0,55

60 0,52

100 0,49

4 0,84

6 0,78

10 0,74

20 0,68

40 0,64

60 0,62

100 0,59

Таблица 7

Коэффициенты использования η

горизонтального

полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.)

при размещении вертикальных электродов в ряд

при числе электродов в ряду

Отношение

расстояния

между

электродами к

длине а/l

1 0,77 0,74 0,67 0,62 0,42 0,31 0,21 0,20

2 0,89 0,86 0,79 0,75 0,56 0,46 0,36 0,34

3 0,92 0,90 0,85 0,82 0,58 0,58 0,49 0,47

99 100

Таблица 8

Коэффициент использования η

горизонтального полосового

электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении

вертикальных электродов по контуру

при числе электродов в контуре заземления

Отношение

расстояния

между

электрода-

ми к длине

а/l

100

1 0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19

2 0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24

3 0,65 0,64 0,60 0,56 0,45 0,41 0,37 0,35 0,33

Лабораторная работа 8

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЙ

ПРОВОДКИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Цель работы

Экспериментальное исследование сопротивления

заземляющих проводок.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с назначением, принципом действия,

конструкции и схемами внутренних соединений омметра

М-372 и мегометра.

2. Изучить методику измерений сопротивления зазем-

ляющих проводок электродвигателя электропечи, сопротив-

ления изоляции токоведущих частей электродвигателя.

3. Выполнить измерение сопротивления изоляции

обмоток электродвигателя.

1. Устройство омметра М-372

Омметр М-372 служит для измерения сопротивле-

ния заземляющей проводки от электрических установок до

внутреннего контура заземления и для определения нали-

чия или отсутствия напряжения на корпусе или других, не-

токоведущих частях электроустановок.

Схема внутренних соединений омметра М-372 при-

ведена на рис.1.

Рис. 1

Из приведенной схемы видно, что омметр М-372 от-

личается от обыкновенного тем, что у него имеются полу-

проводниковые выпрямители В

и В

, с помощью кото-

рых переменный ток, проходящий по подвижной рамке

прибора магнитоэлектрической системы выпрямляется, и

стрелка прибора отклоняется. Переменный ток по рамке

прибора проходит тогда, когда на корпусе или другой не-

токоведущей части электроустановки имеется напряжение

и по заземляющей проводке, присоединенной к зажимам

прибора, проходит ток утечки на землю. Для ограничения

величины этого тока служит сопротивление R

Однако

длительное прохождение тока более 30 сек по рамке при-

∞

1,4B