![Энергетическая координация УЗИП и защищаемого оборудования](/upload/_img/energo3.0/logo_grey.png)
Энергетическая координация УЗИП и защищаемого оборудования
01.05.2024
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.
В мире 24.07.2024
Тема дня 24.07.2024
Новости компаний 23.07.2024
Технологии 19.07.2024
Технологии 16.07.2024
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться
Читайте также