Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Электрическая цепь, её элементы, условные графические обозначения. Общие сведения об электротехнических материалах.

11. Передача электрической энергии на расстояние. Современные линии электропередачи.

39. Электронагревательные элементы и провода. Элементные водонагреватели

42. Электрификация тепловых производственных процессов в животноводстве. Обогрев молодняка.

59. Классификация электроустановок и помещений по степени опасности поражения в них людей электрическим током

1. Электрическая цепь, её элементы, условные графические обозначения. Общие сведения об электротехнических материалах

Если соединить проводниками полюсы источника ЭДС с тем прибором, который должен питаться током, например с лампой накаливания, то получается простейшая замкнутая электрическая цепь. Пока источник ЭДС работает (например, пока в гальваническом элементе происходит химическая реакция), в цепи действует ЭДС и протекает ток. Если электрическую цепь разорвать в каком-либо месте, т. е. разомкнуть ее, ток прекратится, но ЭДС будет существовать и в разомкнутой цепи.

Для того чтобы непрерывно протекал ток, кроме электродвижущей силы, необходимо еще наличие замкнутой электрической цепи.

В каждой замкнутой цепи различают внутреннюю часть, т. е. источник ЭДС, и внешнюю часть, к которой относятся все приборы и провода, подключенные к источнику ЭДС.

Поток электронов в замкнутой цепи движется от минуса источника через внешнюю цепь, например через лампу, к плюсу источника, а внутри источника -- от плюса к минусу. Условно считают, что ток во внешней цепи идет от плюса к минусу, т. е. в направлении, противоположном истинному движению электронов.

При изучении более сложных схем следует помнить, что в любой замкнутой цепи ток непременно проходит через источник ЭДС.

Рассматривая цепь тока в какой-либо сложной схеме, надо всегда иметь в виду, что в состав цепи обязательно входит источник ЭДС, создающий этот ток. В замкнутой цепи без источника ЭДС ток не может протекать, так как именно источник ЭДС придает электронам энергию, необходимую для их движения по проводам цепи.

Нужно также хорошо усвоить разницу между ЭДС и током. Электродвижущая сила, создающая разность потенциалов между полюсами источника тока, существует независимо от того, замкнута цепь или разомкнута, есть ли ток или его нет. А ток может быть только при условии, что цепь замкнута. ЭДС есть причина, вызывающая появление тока, а ток характеризует само движение электронов. Подобно этому, если в водопроводной системе все краны закрыты, то движения воды нет, хотя давление или напор воды существует. Но стоит открыть кран, как под действием давления начнется движение воды и в трубах образуется водяной поток.

Если в разные участки электрической цепи, состоящей, например, из гальванического элемента, соединенного с лампой, включить амперметры, то каждый из них покажет одинаковый ток. В этой цепи все приборы (лампа, элемент, амперметры) включены друг за другом. Ток протекает через все приборы или все участки цепи последовательно от одного участка к другому. Такая цепь является последовательной цепью, а включение приборов в ней называют последовательным соединением.

В последовательной цепи ток везде одинаков. Этот закон является очень важным. Многие часто допускают ошибку, считая, что ток, выходя из одного полюса источника, постепенно уменьшается вдоль своего пути и к другому полюсу приходит более слабым. Но это означало бы, что часть электронов где-то задерживается и накапливается, чего, конечно, нет.

Закон постоянства тока в отдельных участках последовательной цепи остается в силе при любом числе включенных приборов. Надо иметь в виду, что источник ЭДС всегда соединен последовательно с внешней частью цепи. Поэтому ток внутри источника будет таким же, как и во внешней цепи. Иначе говоря, через генератор всегда проходит полный ток, потребляемый внешней цепью.

Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов

Электротехнические материалы предназначены для работы в электрических и магнитных полях. От качества электротехнических материалов, правильного их выбора и применения зависят надежность и экономичность работы электрических машин, аппаратов, приборов и электроустановок в целом. Работающим по электротехническим профессиям нужно знать о назначении, свойствах различных современных электротехнических материалов, о зависимости этих свойств от действия электрических и магнитных полей.

Электротехнические материалы классифицируют прежде всего по способности проводить электрический ток. По этому признаку различают проводниковые, электроизоляционные и полупроводниковые материалы. Отдельную группу составляют магнитные материалы; они обладают свойством усиливать или ослаблять магнитное поле, в которое их помещают.

Из курса физики известно, что способность материала проводить электрический ток характеризуется удельным электрическим сопротивлением (или просто удельным сопротивлением). Проводниковые материалы (проводники) имеют небольшое удельное сопротивление (порядка 10-6--10-8 Ом·м) и поэтому являются хорошими проводниками электрического тока. Их применяют в качестве токоведущих частей электроустановок.

Электроизоляционные материалы (часто их называют диэлектриками) обладают большим удельным сопротивлением (порядка 108--1013 Ом·м) и поэтому практически не проводят электрический ток. Их применяют для изолирования токоведущих частей электроустановок.

Электроизоляционные материалы довольно распространены и разнообразны; они отличаются агрегатным состоянием и способами производства, а также областями их применения. По этим признакам они имеют свою довольно сложную классификацию. По агрегатному состоянию принято различать твердые, газообразные, жидкие и полужидкие диэлектрики. Наряду с так называемыми традиционными диэлектриками -- стекло, керамика, слюда, нефтяные масла и т. п. -- все увеличивается число синтетических полимеров и новых материалов, созданных благодаря применению прогрессивной технологии. Значительно расширился класс электроизоляционных жидкостей, лаков, эмалей, компаундов. Одновременно с этим значительно сократилось применение в качестве диэлектриков таких дефицитных материалов, как шелковые ткани, растительные пищевые масла и др.

Удельное электрическое сопротивление полупроводниковых материалов (полупроводников) по сравнению с проводниками и диэлектриками изменяется в очень большом интервале -- от 10-6 до 108Ом·м. Поэтому полупроводники обладают рядом особых электрических свойств, которые будут рассмотрены в § 14. Полупроводники широко используют в выпрямителях переменного тока, усилителях электрических сигналов, радиоэлектронных устройствах и многих других областях.

Магнитные материалы обладают свойством изменять магнитное поле, в которое их помещают. Они находят применение для изготовления магнитопроводов, являющихся важной частью в устройстве трансформаторов, электрических машин, электроизмерительных приборов; их используют для изготовления постоянных магнитов, а также других деталей, применяемых в автоматике, телефонной связи, радиоэлектронике.

Для изготовления и монтажа электроустановок применяют также клеи, эмали, лаки, припои и подобные им материалы. Их принято называть вспомогательными электротехническими материалами.

Конструктивные элементы электроустановок изготовляют из конструкционных электротехнических материалов, к которым относятся многие проводниковые и электроизоляционные материалы. Например, из стали изготавливают корпуса электрических машин, щиты, конструкции, на которые крепят токоведущие части; из пластмассы -- корпуса электроизмерительных приборов, щитки, рукоятки рубильников; из керамики -- основания реостатов и электронагревательных приборов.

11. Передача электрической энергии на расстояние. Современные линии электропередачи

Электрическая энергия, вырабатываемая на электрической станции ЭС генераторами Г, передается при напряжении более высоком, чем генераторное, по линии электропередачи высокого напряжения ЛЭП на подстанцию промышленного предприятия. Для изменения напряжения в системе применяются трансформаторы Т. Со сборных шин подстанции ПС электроэнергия распределяется по различным электроприемникам: электродвигателям М, источникам света Л, электротермическим установкам, нагревательным приборам и т. д.

Производство электрической энергии и ее потребление -- процесс непрерывный и единый во времени. Электрическую энергию нельзя накапливать в больших количествах, не передавая ее потребителям. В каждый момент времени выработка электрической энергии должна соответствовать потреблению. Отдельные электростанции не могут обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Поэтому по мере развития энергетики электрические станции, которые объединяют в системы, работают, параллельно на общую нагрузку. Их соединяют между собой линиями электропередачи.

Рисунок из книги Электротехника: Шихин А. Я. (с. 275)

Часть электроэнергетической системы, предназначенная для передачи и распределения энергии потребителям, называется электрической сетью.

В состав электрической сети входят линии электропередачи различных напряжений, трансформаторные, распределительные и преобразовательные подстанции.

Линия электропередачи (ЛЭП) -- это электроустановка, состоящая из проводников тока и вспомогательных устройств и предназначенная для передачи на расстояние электрической энергии. По конструктивному исполнению различают воздушные, кабельные и другие линии электропередачи. Совокупность электрических подстанций и линий электропередачи называют электрической сетью.

Электроустановки, находящиеся на открытом воздухе, носят название открытых, а расположенные в помещении -- закрытых. Электроустановки бывают стационарные и передвижные. К первым относятся, например, электросети различных зданий, а ко вторым -- передвижные электростанции.

В зависимости от напряжения различают электроустановки напряжением до 1000 В и выше 1000 В. В данном пособии рассматриваются главным образом электроустановки напряжением до 1000 В.

Электромагнитное поле, создаваемое линиями электропередачи в определенной мере отрицательно влияет на состояние здоровья человека. Поэтому новые линии электропередачи высокого напряжения размещают вдали от населенных пунктов, а вокруг них создают санитарно-защитные зоны.

39. Электронагревательные элементы и провода. Элементные водонагреватели

Преобразование электрической энергии в другие виды энергии, в основном используемые в производстве и быту, осуществляется электротехническими устройствами, принцип действия которых основан на способности электрического тока при прохождении через резистивные и реактивные элементы, через воздух и газы при определенных условиях, преобразовываться в тепловую, световую, звуковую и другие виды энергии, а также в электромагнитную энергию (создавать магнитное и электрическое поля).

Эффективная работа электротехнических устройств -- преобразователей энергии -- обеспечивается при определенных параметрах электрического напряжения и тока (значение, форма и частота) и управлении ими. Для этого используют специальные преобразователи электрической энергии: трансформаторы, преобразователи частоты, выпрямительные устройства, инверторы, регуляторы напряжения и тока, электрические аппараты и др.

Преобразование электрической энергии в тепловую основано на следующих физических явлениях: прохождении тока через сопротивления, электрической дуге, индукционном нагреве и др.

В устройствах с нагревательным сопротивлением основным элементом является металлический проводник с повышенным электрическим сопротивлением и высокой температурой плавления. Выделяемая в этом элементе электрическая энергия WЭ = RЭI2t преобразуется в теплоту, в результате чего элемент нагревается, а теплота WT передается в окружающую среду. В установившемся режиме WЭ = WT, откуда

RЭI2t= ?Т S ?Р

где ?Р = ?Э -- ?CР -- разность температур элемента и окружающей среды: ?Т -- коэффициент теплоотдачи с поверхности элемента, S -- площадь поверхности нагревательного элемента.

К устройствам с нагревательным элементом относят электроплиты, нагревательные печи, электрокипятильники и др. Чем выше допустимый нагрев элемента ?Э, тем эффективнее работа нагревательного устройства.

Наиболее интенсивное преобразование электрической энергии в тепловую происходит при возникновении электрической дуги. Как известно из физики, при разведении первоначально соприкасающихся металлических или угольных электродов, подключенных к источнику напряжения, между ними возникает электрический разряд, называемый электрической дугой. Сила тока в дуге может достигать огромных значений (тысячи и десятки тысяч ампер) при напряжении в несколько десятков вольт. При возникновении электрической дуги происходит термоэлектронная эмиссия с раскаленной поверхности катода и термическая ионизация молекул, обусловленная высокой температурой газа. Практически все межэлектродное пространство заполнено высокотемпературной плазмой, служащей проводником, по которому быстро перемещаются электроны от катода к аноду. Температура плазмы может достигать 10000 К.

Электрическая дуга применяется для сварки металлических деталей и в электропечах для плавки качественных сталей и различных тугоплавких материалов.

Наряду с широким использованием электрической дуги в производстве, в ряде аппаратов она является нежелательной, например в коммутационных электрических аппаратах или в линиях электропередач -- здесь электрический разряд между проводами, проводами и опорами, называемый коронным, приводит к увеличению электрических потерь.

В практике широко используется индукционный нагрев. Его применяют для поверхностной закалки сталей, нагрева, отжига и плавления металлов. Как известно, если поместить деталь в переменное магнитное поле, то в нем индуцируются (наводятся) токи, называемые вихревыми. Эти токи зависят от формы детали, типа металла, от направления и скорости изменения магнитного поля. Вихревые токи из-за малого сопротивления металла могут быть очень большими и вызывать его значительное нагревание. Глубина проникновения вихревых токов (магнитного поля) зависит от скорости (частоты) изменения магнитного поля, так как они создают собственное магнитное поле, которое направлено навстречу внешнему магнитному полю, вызвавшему их появление.

Чем больше частота изменения внешнего поля, тем сильнее противодействие поля вихревых токов и меньше глубина проникновения их внутрь тела.

Глубина проникновения вихревых токов может быть определена по формуле

где ?, µ.а--электропроводимость и магнитная проницаемость материала.

Способность вихревых токов создавать собственное поле, противодействующее внешнему полю, используется в технике магнитных экранов. Во многих случаях вихревые токи бывают нежелательными, так как вызывают дополнительные потери и нагревание магнитопроводов электротехнических устройств (электрические аппараты, электрические машины, трансформаторы и др.).

Для уменьшения действия вихревых токов в этих устройствах их магнитопроводы набирают из тонких пластин, изолированных одна от другой.

Преобразование электрической энергии в световую основано на нагревании проводника до высокой температуры (температурные источники света) и на оптическом излучении при дуговом разряде в газах, вызываюшем люминесцентный эффект при движении заряженных частиц в газонаполненном пространстве (люминесцентные источники света). Электрическая энергия в механическую преобразуется в электрических машинах и аппаратах, электроизмерительных приборах.

Их принцип работы основан на физическом законе электромагнитных сил, из которого следует, что если проводник с током поместить в магнитное поле, то на проводник действует электромагнитная сила FЭМ, значение которой определяется как FЭМ = BIl, где В -- магнитная индукция, В*с/м2; I -- ток, А; l -- длина проводника, м.

Направление действия этой силы определяется по правилу левой руки. При равномерном движении проводника со скоростью v электромагнитная сила FЭМ должна уравновешиваться механической силой. FЭМ = FMEX -- это уравнение механического состояния равномерно движущегося проводника с током. Если левую и правую части уравнения умножить на скорость v, то получим уравнение преобразования электрической мощности (энергии) в механическую, которое имеет вид

FЭМ v = FMEXv,

или

PЭМ -- PМEX

Примером водонагревателя служит электронагреватель в автоматических стиральных машинах. По достижении водой определенного уровня клапан горячего водоснабжения закрывается и включается трубчатый электронагреватель, который нагревает воду до температуры 60 0С, при этом двигатель вращает барабан. Затем вода нагревается до 90°С с реверсированием вращения барабана, после чего происходит включение ТЭНа; стирка в течение 5 мин с реверсированием и т.д.

Нагрев и контроль температуры моющего раствора осуществляется соответственно при помощи нагревателя и датчиков реле температуры.

42. Электрификация тепловых производственных процессов в животноводстве. Обогрев молодняка

Системы общего отопления даже при высоком расходе энергии не всегда способны обеспечить надлежащие параметры микроклимата, особенно при содержании в одном помещении взрослых животных и молодняка, для которых по зоотехническим требованиям необходимы различные условия среды обитания (температура, влажность и др.). Рациональное решение этой проблемы находят в применении устройств местного (локального) электрообогрева, которые обычно дополняют систему общего отопления. Местный электрообогрев применяют главным образом для молодняка животных и птицы, но он может быть целесообразен и при содержании взрослых животных (при отсутствии подстилочного материала, для высокоудойных коров и т. п.). При определенных условиях (работа в трудноотапливаемых .помещениях, например, цехах ремонтных и других производственных предприятий, на доильных площадках и т. п.) местный электрообогрев может оказаться необходимым для обеспечения нормальной производственной деятельности людей.

Применение местного электрообогрева позволяет решать две важные задачи: 1) экономить энергоресурсы, так как приближение источников теплоты непосредственно к зонам обитания животных позволяет использовать энергию более рационально; 2) повышать сохранность молодняка (в 3...4 раза) и продуктивность животных (на 10...15%) при неизменном уровне кормления.

Различают следующие виды (системы) местного электрообогрева: 1) лучистый; 2) конвективный; 3) конвективно-кондуктивный; 4) комбинированный, которые выполняют с использованием соответствующих устройств и поставляемых промышленностью установок.

Установки лучистого (инфракрасного) обогрева. Инфракрасные (ИК) лучи хорошо поглощаются влагой и поверхностными слоями тела животных, которые при этом быстро высушиваются и согреваются. Установки включают источники инфракрасных излучений -- излучатели и арматуру для крепления излучателей, направленного концентрирования лучистого потока, подвода тока и др. Электрические излучатели подразделяют на «светлые» и «темные». В качестве «светлых» излучателей, имеющих температуру тела накала 1800...2200 °С, используют лампы-термоизлучатели ИКЗ-220-500, ИКЗК-220-250, ИКЗС-220-250, а также кварцевые лампы типа КИ, КГ и КГТ, а в качестве «темных» -- ТЭНы с температурой оболочки 500...700 °С и керамические излучатели с замурованной спиралью или намотанной на керамические стержни оксидированной проволокой.

Источник излучения и арматура образуют облучатель, а при нескольких источниках в одном устройстве -- установку инфракрасного обогрева. Промышленность выпускает широкий набор инфракрасных облучателей со светлыми излучателями (типа ССП-01-250, ОРИ, ОЭИ, «Латвико» и др.), с ТЭНами (типа ОКБ), керамическими излучателями (ЭИ-1.0-И1, ЭИС-0,25-И1, ЭИС-П-И1, ИЭТ-40-Ш и др.), а также установки «Луч «ИКУФ-1М» и др. со светлыми излучателями, брудер БП-(А с трубчатыми излучателями. В установке ИКУФ-1М икфракрасный обогрев (две лампы ИКЗК-220-250) совмещен с ультрафиолетовым облучением (эритемная лампа ЛЭ-15).

Облучатели и установки лучистого обогрева подробнее рассматриваются в разделе 5. К достоинствам этих средств относятся невысокие капитальные затраты, безынерционность действия, легкость перемещения с места на место, возможность применения практически в любых помещениях. Но им присущи и недостатки: малый срок службы ламп-термоизлучателей, повышенная иожароопасность, значительный расход электроэнергии из-за потерь в держателях и рассеяния в окружающую среду.

Применение обогрева только «сверху» не исключает простудных заболеваний из-за разницы температур облучаемой части тела животного и части, соприкасающейся с холодным ложем.

Электрообогреваемые полы. Большими преимуществами обладает содержание животных, особенно молодняка, на теплом (обогреваемом) полу. При этом передача теплоты к телу животного осуществляется наиболее эффективным контактным (кондуктивным) способом, а также за счет конвекции воздуха от нагретой поверхности. Обогреваемые полы применяют в свино-маточниках, помещениях для поросят-отъемышей, в птичниках при напольном содержании, телятниках. В некоторых случаях (отсутствие подстилки, частые маститы) их целесообразно применять в помещениях для дойных коров.

Для электрообогрева полов, а также почвы и воздуха в защищенном грунте, обогрева трубопроводов и других специфических объектов применяют специальные нагревательные провода марок ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ (провод обогревательный сельскохозяйственный с изоляцией соответственно из поливинилхлорида, полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката). Помимо нагревательных проводов, для обогрева полов иногда используют неизолированный оцинкованный стальной провод ПСО диаметром 4...6 мм. Более совершенными, но пока менее распространенными в устройствах обогрева полов являются нагревательные кабели марок ПНВСВ, КНРПВ и КНРПЭВ, которые имеют усиленную термостойкую изоляцию из кремнийорганической резины и поливинилхлоридного пластиката, защитную оболочку из стальных оцинкованных проволочек.

Устройство электрообогреваемого пола показано на рисунке. В бетонное покрытие пола толщиной (10...20) * 10-2 м закладывают нагревательный провод в виде зигзага с определенным шагом h, определяемым расчетом. Над проводом размещают защитную металлическую сетку, служащую для предотвращения выхода потенциала на поверхность пола при повреждении изоляции провода. Сетку надежно соединяют с нулевым проводом питающей сети. Под бетонным покрытием устраивают тепло- и гидроизоляцию для уменьшения утечки теплоты в грунте и обратного проникновения грунтовой влаги.

Необходимая температура пола устанавливается зоотехническими нормами и зависит от вида и возраста животных: для поросят -- от 22 до 28 °С, для свиноматок -- 16...20 °С, для мясных цыплят -- 35 °С и т. д. В одном и том же помещении могут содержаться взрослые животные и молодняк (например, свиноматки и поросята). Для создания в этом случае разных условий для животных (разной температуры пола) изменяют шаг укладки провода в пределах площадок для взрослых животных и молодняка (рис., в). Чем гуще уложен провод (меньше шаг), тем температура пола выше, и наоборот.

электротехнический энергия материал линия

Электрообогреваемый пол (размеры в см):

а -- схематический разрез; б, в -- способы укладки нагревательного провода; 1 -- утрамбованный грунт; 2-- щебень; 3,6 -- бетон; 4 -- гидроизоляция; 5 -- теплоизоляция (котельный шлак); 7--нагревательный провод; 8 -- защитная сетка; П.С -- площадка для свиноматок; П.П-- площадка для поросят.

Размер обогреваемых площадок принимают для поросят одного помета 1...1.4 м2, для свиноматок -- 2...2,8 м2. В цыплятниках при напольном содержании размер площадок устанавливают исходя из плотности посадки 60 голов на 1 м2 для суточных цыплят и 80 голов на 1 м2 для 30-дневных цыплят (ориентировочно ширина обогреваемой полосы составляет от 1/2 до 1/3 ширины помещения). Отрезки нагревательного провода, определяемые расчетом, распределяют равномерно по фазам и включают в звезду на сетевое или пониженное напряжение. Нагреватели всей обогреваемой площади разбивают на несколько трехфазных секций, каждая из которых имеет самостоятельное питание и регулятор температуры пола. Нагревательные элементы могут включаться вручную или автоматически.

Электрообогреваемые полы могут оборудоваться из готовых элементов -- бетонных или асфальтобетонных блоков (плит) с вмонтированными нагревательными элементами и защитной сеткой. Блоки изготавливают централизованно и монтируют на месте. Например, плита бетонная электрообогреваемая ПБЭ-0,2-32 имеет размер 1,4x0,6x0,06 м, установленную мощность 220 Вт при питающем напряжении 32 В. На одну фазу последовательно включают три плиты, масса плиты 80 кг.

Переносные средства напольного обогрева. Недостаток электрообогреваемых полов -- в сравнительно высоких единовременных затратах, трудностях с ремонтом поврежденных нагревательных элементов и с переоборудованием помещений. Переносные напольные средства обогрева, изготовляемые промышленностью, обладают большой маневренностью. К ним относятся электрообогреваемые коврики ЭП-935, выполненные из двух слоев химостойкой резины, между которыми заложен нагревательный провод. Мощность коврика 200 Вт, к сети его подключают через трехфазный понижающий трансформатор типа ТСЗ-2,5/1 с вторичным напряжением 36 В. Помимо ковриков, применяют бетонные электрообогреваемые панели, металлические панели с полупроводниковым пленочным нагревателем и другие устройства.

Системы местного комбинированного электрообогрева. В ряде случаев наибольший эффект в помещениях для молодняка достигается при комбинированном обогреве с использованием инфракрасных излучений и обогреваемого пола (так называемый обогрев «сверху» и «снизу»). При этом не исключается необходимость в системе общего отопления и вентиляции. Электрическая схема управления системой комбинированного обогрева приведена на рисунке. Включение ИК-ламп происходит по определенной программе, задаваемой реле времени КТ в соответствии с зоотехническими нормами, а управление работой пола осуществляется по его температуре при помощи терморегулятора S/C. Электрообогревом можно управлять вручную, когда переключатель SA находится в положении Р. Комбинированный обогрев может осуществляться переносными установками ЭИС-11-И1 «Комби» (для поросят-сосунов), размещаемых в станках (в комплект установки на 30 станко-мест входит 30 обогревательных устройств). Устройство состоит из ИК-облучателя ЭИС-0,25-И1 «Ирис» с керамическим излучателем мощностью 250 Вт, укрепляемого на керамической стойке, и расположенной на полу под облучателем электрообогреваемой панели мощностью 120 Вт. Автоматическое регулирование позволяет поддерживать температуру в диапазоне от 0 до 35 °С. Подобное по принципу действия устройство ЭИС-0.37-И1 «Руно» предназначено для комбинированного обогрева ягнят.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Системы комбинированного обогрева позволяют повысить суточный прирост живой массы молодняка при снижении расхода энергии на обогрев всего помещения на 30...40 %.

Применение инфракрасного излучения для обогрева молодняка животных и птицы основано на проникновении его в кожу и подкожные ткани, поглощении и превращении в тепловую энергию. Поглощение инфракрасного излучения -- сложный биологический процесс, в котором принимает участие весь организм с его нервной системой и терморегуляционными аппаратами. Инфракрасное излучение в отличие от других средств обогрева не только предохраняет молодняк от переохлаждения, но и усиливает биологические процессы в его организме, способствует повышению тонуса и естественных защитных сил, положительно влияет на состояние, развитие, прирост массы, а также способствует сохранению животных и птицы.

Использование установок инфракрасного обогрева позволяет в 1,4... 1,8 раза увеличить рождаемость поросят от одной свиноматки, на 8...15 % повысить среднесуточный прирост массы поросят и довести их сохранность до 96...99 %. При обогреве телят их среднесуточный прирост массы возрастает на 16...24 %, на 30 % сокращаются желудочно-кишечные заболевания, повышается сохранность, достигая показателей 95...98 %. Аналогичные показатели получают при инфракрасном обогреве ягнят, крольчат и птицы, что указывает на высокую эффективность эксплуатации облучателей и установок.

Особенно перспективно использовать инфракрасный обогрев совместно с ультрафиолетовым облучением. Исследования показывают, что совместное действие инфракрасного и ультрафиолетового излучений на сельскохозяйственных животных и птицу позволяет значительно повысить их сохранность и продуктивность, получить результаты, недостижимые при использовании каждого из этих участков оптического спектра в отдельности.

Для местного обогрева молодняка животных и птицы широко применяются инфракрасные облучатели ССП01-250, ОРИ-1, ОРИ-2, «Латвико», ОЭИ-500, ОВИ-1 и др., а также установки инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения ИКУФ-1, ИКУФ-1М, «Луч», ЭРИКО и СОЖ-1.

Облучатель ССП01-250-001-УЗ разработан на базе светильника серии НСП01Х200 «Астра 12» и модифицирован применительно к лампе ИКЗК220-250. Он состоит из штампованного и покрытого силикатной эмалью металлического отражателя и пластмассового корпуса с фарфоровым патроном Е27, клеммной колодкой, крепежными и уплотнительными деталями. Снизу на отражателе укреплена защитная сетка, предохраняющая лампу ИКЗК220-250 от механических повреждений. Горловина лампы плотно охватывается резиновым диском, благодаря чему патрон и клеммная колодка надежно уплотнены. На корпусе облучателя имеется закрывающееся пластмассовым щитком отверстие, где расположена клеммная колодка, позволяющая подсоединить медные или алюминиевые провода или кабель площадью сечения жил до 4 мм2. Облучатель крепят на крюке при помощи подвесок.

Установки ИКУФ-1, ИКУФ-1М и «Луч» предназначены для местного обогрева поросят-сосунов до 45...60-дневного возраста, молодняка птицы (цыплят, индюшат, утят, гусят) до 20...30-дневного возраста и их ультрафиолетового облучения в течение всего времени содержания. Установки состоят из блока программного управления и 20, 40, 60 или 80 облучателей. Каждый облучатель содержит две инфракрасные ИКЗК220-250 и одну ультрафиолетовую (витальную ЛЭ-15 или витально-осветительную ЛЭО-15) лампы.

Облучатели установок ИКУФ-1 и ИКУФ-1 М' незначительно отличаются по конструктивному выполнению и представляют собой жесткую металлическую коробку, на обоих концах которой размещены инфракрасные лампы ИКЗК220-250, а между ними -- ультрафиолетовая лампа ЛЭ-15 (ЛЭО-15) с отражателем. В облучателях пылевлагозащищенной установки ЙКУФ-1М'использованы герметические патроны и держатели стартера, а также применены резиновые сальниковые уплотнения. На облучателях установки ИКУФ-1 М отсутствуют переключатели, предназначенные для индивидуального управления инфракрасным обогревом и ультрафиолетовым облучением молодняка.

В универсальной автоматизированной установке «Луч» облучатель представляет собой жесткую стальную конструкцию овальной формы. В облучателе на кронштейнах смонтированы две инфракрасные лампы ИКЗК220-250 и одна витальная лампа ЛЭ-15 или ЛЭО-15 с отражателем. На облучателе патроны инфракрасных ламп уплотнены специальными .резиновыми манжетами, ламподержатели ультрафиолетовой лампы выполнены в брызгозащищенном исполнении.

Конструкция крепления инфракрасных ламп позволяет устанавливать их под углом 45, 68 и 90° к обогреваемой поверхности, что дает возможность более эффективно использовать инфракрасный поток и более равномерно его распределять по облучаемой поверхности. Для изменения температурного режима по мере роста молодняка животных или птицы в установке «Луч» использованы регуляторы напряжения питания инфракрасных ламп -- трансформаторы АТ-10. Для этой же цели может быть использован простейший тиристорный регулятор напряжения, однако при этом для питания витальных ламп предусматривается специальный понижающий трансформатор 220/127 В, аналогичный используемому в установке ИКУФ-1.

Принципиальная электрическая схема установки «Луч» с использованием автотрансформатора типа AT-10 показана на рисунке. Управление работой инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения осуществляется в двух режимах -- ручном и автоматическом. При ручном режиме переключатель SA2 устанавливают в положение Р, и напряжение подается на катушку электромагнитного пускателя К.М1, который срабатывает и включает инфракрасные лампы на напряжение, заданное переключателем SA1 и трансформатором TV1.

Принципиальная электрическая схема управления установкой «Луч» с использованием автотрансформатора типа АТ-10.

Для отключения инфракрасных ламп переключатель SA2 переводят в нейтральное положение. В этом же положении переключателя SA2 осуществляется изменение напряжения на лампах ИКЗК220-250, для чего переключатель SA1 устанавливают в положение 1, 2, 3 к т. д. в зависимости от требуемого напряжения. Лампы ЛЭ-15 (ЛЭО-15) включают и отключают переключателем SAS, устанавливая его в положение Р и нейтральное соответственно. В этом случае ультрафиолетовые (витальные) лампы ЛЭ-15 (ЛЭО-15) подключаются через электромагнитный пускатель КМ2 на отпайку трансформатора TV1 с напряжением 127 В.

В автоматическом режиме (переключателя SA2 и SA3 в положении Л) управление работой инфракрасных и ультрафиолетовых ламп осуществляется от реле времени КТ (типа 2РВМ), где контакты промежуточного реле первой программы КТ.1 включают инфракрасные, а второй программы КТ.2 -- витальные лампы. Суточная программа длительности пауз и включения инфракрасных и ультрафиолетовых ламп задается на реле времени 2РВМ в соответствии с технологическими и биологическими ритмами жизни животных (кормление, отдых).

Установка типа СОЖ-1 состоит из 60 облучателей и пульта управления. Облучатель установки СОЖ-1 включает две лампы ИКЗК220-250 для инфракрасного обогрева, лампу ДРТ2-100 для ультрафиолетового облучения и лампу ДРТ100 для обеззараживания мест содержания животных и птицы. Лампы типа ИК.ЗК220-250 размещены в конических кожухах, которые могут отклоняться от вертикального положения на угол ±30°, что позволяет совмещать зоны инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения. В целях отказа от балластных дросселей и понижающих трансформаторов 220/127 В принята схема включения ламп! ДРТ2-100 и ДРТ.100 с использованием ламп типа ИКЗК220-250 в качестве балластных сопротивлений.

59. Классификация электроустановок и помещений по степени опасности поражения в них людей электрическим током

Требования безопасности зависят от вероятности и возможной тяжести электропоражения в тех или иных условиях эксплуатации электрооборудования. Поскольку сопротивление тела человека непостоянно, трудно оценивать условия безопасности по току, который может проходить через тело человека при электропоражении. Поэтому электроустановки классифицируют по значению напряжения. До недавнего времени различали установки высокого и низкого напряжения, то есть установки, где напряжение между любым из проводов и землей может длительно превышать 250 В, и установки, где этого нет. Однако при напряжении 220 В и более низком случаи со смертельным исходом бывают чаще, так как эти установки шире распространены и подчас с ними связаны лица, не имеющие электротехнических знаний. Кроме того, термин «низкое напряжение» многие понимают как «безопасное напряжение» и пренебрегают требованиями безопасности. Теперь правила безопасности различают установки с номинальным напряжением до и выше 1000 В. Применяют также термин «малое напряжение». Это номинальные напряжения до 42 В.

Безопасность обслуживания электрооборудования зависит от характера среды, в которой оно работает. Например, жара и влажность способствуют как быстрому ухудшению изоляции, так и снижению сопротивления кожи человека. По степени опасности поражения электрическим током помещения делят на три класса.

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют признаки помещений двух других классов.

2. Помещения с повышенной опасностью, имеющие один из следующих признаков: а) сырые, то есть с относительной влажностью воздуха, длительно превышающей 75 %; б) с проводящей пылью, выделяющейся по условиям производства в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин и аппаратов и ухудшать их изоляцию или охлаждение; в) с токопроводящими полами (земляные, сырые деревянные); г) жаркие (с температурой более + 35°С постоянно или периодически -- более 1 суток); д) с возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования, с одной стороны, и к соединенным с землей металлоконструкциям здания или механизмам -- с другой.

3. Помещения особо опасные, имеющие один из следующих признаков: а) особо сырые (относительная влажность воздуха близка к 100%, при этом потолок, стены и все предметы покрыты влагой); б) с химически активными парами, газами, разрушающими изоляцию; в) имеющие одновременно два или более признаков помещений с повышенной опасностью.

К помещениям первого из этих классов относятся, например, учебные лаборатории при условии, что электрическая аппаратура установлена достаточно далеко от радиаторов и труб отопления и водопровода и не связана с землей. Ко второму классу можно отнести, например, склады с земляными полами, а к третьему -- бани, коровники.

Согласно ГОСТ 12.1.013 -- 78 (электробезопасность в строительстве), различают не помещения, а условия повышенной или особой опасности, которые могут быть или не быть и вне помещений, причем жаркими считаются не только условия при температуре более +35°С длительно, но и более + 40°С кратковременно. Особо сырыми являются условия, когда на рабочем месте -- снег, дождь или частое обрызгивание.

Помещения, содержащие электроустановки, различают еще и по доступности электрооборудования для неквалифицированного в области электробезопасности персонала. Электропомещениями называют помещения или части их (огороженные, например, сетками), доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала. В них установлено находящееся в эксплуатации электрооборудование, предназначенное для производства, преобразования или распределения электроэнергии. Требования к конструкции оборудования, к его изоляции здесь могут быть менее строгими, чем в остальных помещениях, где с электрооборудованием, предназначенным для использования электроэнергии, соприкасаются и лица, не имеющие электротехнической подготовки.

Список использованной литературы

1. Жеребцов И. П. Электрические и магнитные цепи. Основы электротехники.-- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1987. -- 256 с.: ил.

2. Поляков В. А. Электротехника: Учеб. пособие для учащихся 9 / 10 кл. -- М.: Просвещение, 1982. --239 с. ил.

3. Соколова Е. М. Электрическое и электромеханическое оборудование: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Мастерство, 2001. - 224 с.

4. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок / И.Ф. Кудрявцев, Л.А. Калинин, В.А. Карасенко и др.; Под ред. И.Ф. Кудрявцева. - М.: Агропромиздат, 1988. - 480 с.: ил. - (Учебники и учеб, пособия для учащихся техникумов).

5. Электротехника: Учеб для ПТУ/Шихин А. Я., Белоусова Н. М., Пухляков Ю. X. и др ; Под ред. А. Я. Шихина. -- М.: Высш. шк., 1989. -- 336 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru