Электробезопасность в животноводстве

Электробезопасность в животноводстве

Защита сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током

Электробезопасность, как отдельный раздел в области охраны труда в любом производстве занимает особое внимание. И все усилия, направленные на поддержание должного уровня энергобезопасности не подлежат сомнению. Кандидат технических наук А.И.Федорчук, доцент Белорусского государственного аграрного технического университета предложил рассмотреть проблему в иной плоскости. Во главу угла он поставил вопрос обеспечения электробезопасности на фермах крупного рогатого скота. Доклад на эту тему он представил на международной научно-технической конференции «Энергосбережение – важнейшее условие инновационного развития АПК», состоявшейся в Минске.

Большинство помещений животноводческих ферм по степени угрозы поражения электрическим током относятся к особо опасным. Если животное попадает под напряжение по схеме «носовое зеркало − ноги», то в зависимости от значения напряжения прикосновения либо реф­лек­торно отдергивает голову (при напряжении до 20…25 В), либо падает. В обоих случаях цепь тока быстро разрывается и животное, как правило, не по­лучает серьезной электротравмы. При приложении напряжения «шаго­во­го» (между передними и задними ногами), а также по схеме «шея − ноги» по ме­ре роста напряжения последовательно наступают реакции: ощущение пока­лы­вания (проявляется в нарастающем беспокойстве), судорожное сокраще­ние мышц ног («подкашивание», приводящее к падению), фибрилляция сердца.

Систематическое воздействие на животных даже сравнительно низких напряжений, не представляющих какой-либо угрозы для их жизни, оказывает тем не менее на них вредное физиологическое влияние. Так, у дойных коров при длительном или систематическом воздействии на них напряжения от 4 В наблюдается задержка молокоотдачи, приводящая к существенному (до 30% и более) уменьшению продуктивности; при откорме − уменьшаются привесы и т. п.

В аварийных режимах напряжение прикосновения и напряжение шага должны быть не более 12 В (для комплексов 8 В) при замыкании на землю на ВЛ и на подстанции напряжением до 35 кВ, а при однофазном замыкании на корпус (открытые проводящие части) в сети до 1 кВ – также не более 12 В, если время возможного воздействия напряжения прикосновения свыше 10 с.

Вместе с тем, в последние годы в хозяйствах республики отмечались случаи массового электропоражения крупного рогатого скота, из-за недостаточности или неэффективности в первую очередь используемых мер электрозащиты, из которых основными являются устройства выравнивания электрических потенциалов (УВЭП), зануление и, в последнее время, устройств защитного отключения.

Однако, эффективность защиты животных от поражения электрическим током путем выполнения УВЭП из стержневых заземлителей с увеличением расстояния между ними от периферии к центру по арифметической прогрессии не всегда может быть обеспечена и при известных параметрах УВЭП зависит, в первую очередь, от удельного электрического сопротивления грунта в месте строительства. Расчеты показывают, что напряжение прикосновения превышает допустимое значение (12 В) при удельном электрическом сопротивлении грунта ρ > 60 Ом·м, что наблюдается достаточно часто (таблица).

Показатели эффективности УВЭП

Уд. сопр. грунта,

p, Ом·м

Диаметр стержня УВЭП,

D, мм

Сопротивл. одиноч. заземлителя,

R1 , Ом

Эквивалент. сопротивл.

Rn, Ом

Ток замыкания

Iз, А

Потенциал точки

φх, В

Напряж. Прикосно-вения

Uпр, В

Напряж. шага

Um, В

10

0,018

8,08

0,3

51,2

19,6

2,7

1,6

20

0,014

16,9

0,61

47,7

36,5

5,1

2,9

60

0,014

50,7

1,83

37,7

86,4

12,1

6,9

70

0,014

59,1

2,23

35,1

93,9

13,1

7,5

100

0,014

84,5

3,19

30,6

116,9

16,4

9,4

140

0,012

121,9

4,6

25,6

137,0

19,2

11,0

Зануление — это преднамеренное электрическое соедине­ние с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фаз­ным и нулевым проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматичес­ки отключить поврежденное электрооборудование от питаю­щей сети. В качестве отключающих аппаратов используют­ся: плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели.

Однако при эксплуатации электроустановок на фермах могут возникнуть ситуации, связанные с различной степенью опасности, в первую очередь при пробое напряжения на корпус (протяженную металлоконструкцию).

Например, если нулевой защитный проводник оборван, то при замыкании фазы на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток Iз :

Iз =U/(rз+ron)

где: rз – сопротивление выравнивающих проводников; rоn – сопротивление контура заземления подстанции в совокупности с сопротивлениями повторных заземлений.

На корпусе возникнет напряжение относительно земли Uк :

,

.

В приведенных выше формулах не учтены сопротивления обмотки трансформатора и проводов сети, так как они малы по сравнению с ro и rз.

Ток Iз может оказаться недостаточным, чтобы вызвать срабатывание защиты, т. е. установка может не отключиться.

Более то­го, в нулевом проводе сети и на зануленных электроустановках этой сети, т. е. выполненных правильно, появится напряжение Uo :

.

Поэтому выполнение устройств выравнивания электрических потенциалов на фермах без зануления крайне опасно.

Защитным отключением в электроустановках до 1 кВ называется автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети, обеспечивающее безопасные для человека (животных) сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.. В последнем случае, (при снижении сопротивления изоляции), а также при прикосновении к фазе УВЭП и зануление не эффективны, поэтому устройство защитного отключения (УЗО) здесь незаменимо.

В УЗО реагирующем на токи утечки, которое является наиболее перспективным в животноводческих помещениях в качестве датчика используют трансформатор тока тороидального типа, в которой роль первичной обмотки выполняют фазные проводники.

В этой связи можно рекомендовать наиболее простой способ определения тока уставки данного УЗО:

Iуст= Uпр.доп.·Ќ0/Rж,

где Rж – электрическое сопротивление тела животного, Ом; Ќ0 – коэффициент в комплексной форме, определяющий соотношение между проводимостями относительно земли участков сети, находящихся по обе стороны УЗО дифференциального типа; выражение для этого коэффициента сложно, однако если проводимость участка сети в зоне защиты близка к проводимости незащищенного участка, то К0 1.

Приняв электрическое сопротивление тела коровы Rж=400 Ом, а Uпр.доп.= 12В, получим: Iуст=30 мА. Устройствами защитного отключения в животноводческих помещениях должны быть оснащены розеточные группы, используемые для подключения переносных электроприборов, ручного электрифицированного инструмента с номинальным отключающим дифференциальным током УЗО (током уставки Iуст) не более 30 мА. Для обеспечения пожарной безопасности ферм с целью контроля состояния всей электропроводки на вводном распределительном щите целесообразно установить УЗО с током уставки 300 мА.

Таким образом, для эффективной защиты от поражения электрическим током в животноводческих помещениях необходимо использовать в едином комплексе зануление электрооборудования (система TN-C-S), выравнивание и уравнивание электрических потенциалов, защитное отключение при одновременном применении оболочек электрооборудования не ниже класса IР 35.

  • Дата публикации: 04.07.2013
  • 1243

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться