3. Визначаться висота підвісу ламп над спиною тварини за формулою:

h=

де I_αo - сила світла дзеркальної лампи в напрямку α = 0, (Л-5, рис. 136), Вт/ср;

z - коефіцієнт нерівномірності опроміненості, z=1,2... 1,6 для КСС (крива сили світла) косинусного і глибокого світлорозподілу, z=1 для широкого світлорозподілу.

Таблиця 8

Необхідна опроміненість для новонароджених тварин при нульовій температурі навколишнього середовища

Початкова опроміненість	Молодняк тварин
	Курча	Поросят	Телят	Ягнят	Індичат	Гусенята
ЕО.Вт/м2	825	700	500	380	900	710

Приклад Розрахувати висоту підвісу опромінювача "Луч", якщо він опромінює дві суміжні клітки з телятами 10...45 - денного віку. Мінімальна температура в телятнику +8^оС

Розв’язок. Визначаємо необхідну інфрачервону опроміненість на тілі теляти за формулою.

Е_ІЧ=(Е_О-st)(1-D/L)

де Ео - оптимальна опроміненість для новонародженого, що знаходиться в

сухому приміщенні при температурі t =0 °С, (Ео = 500 Вт / м²);

s - температурний градієнт опроміненості, s = 25 Вт / м²·град ;

D - вік тварини, днів (D =10);

t - температура повітря в приміщенні, °С (t = 8);

L - кількість днів повної температурної адаптації, дн (L = І00).

Е_ІЧ=(500 - 25 · 8)( 1 - 10 / 100) = 270 Вт / м²;

Визначаємо висота підвісу ламп над спиною телят за формулою:

h=

де „ - сила світла зеркальної лампи ( = 155 Вт /ср);

z- коефіцієнт нерівномірності опроміненості, (z = 1,2).

h = =0,69м.

Приймаємо кут нахилу ІЧ лампи 45°, визначаємо висоту підвісу над підлогою:

Н=h/cos² α+hp; H=0,69 / 0,7 + 0,75 = 1,74 м,

hp - Висота від підлоги до спини тварини, м (hр = 0,75м).

Після 45 днів потреба в ІЧ опроміненні телят скорочується до 195 Вт / м² (згідно зоотехнічних норм), тому при необхідності зміни дози ІЧ опромінення при допомозі зміни висоти, розрахунки проводяться анологічно, враховуючи зміну попередніх вихідних даних.

Електрична частина проекту

Вибір напруги та схеми живлення

Для живлення освітлювальних і опромінювальних установок сільськогосподарських приміщень і будівель приймаються переважно трифазні чотирипроводні мережі змінного струму і напругою 380/220 В із заземленою нейтралью та 220В при ізольованій нейтралі.

Зниження напруги у найбільш віддалених ламп при нормальному режимі роботи лінії не повинно перевищувати 7,5 % (для внутрішніх електропроводок -- 2,5%) номінальною значення, й установках з газорозрядними люмінесцентними лампами не допускаються навіть короткочасне зниження напруги нижче 90 % номінального значення. Максимальна напруга, яка допускається для ламп, визначається конструкцією світильника, типом джерела світла (оптичного випромінювання), системою освітлення, категорією приміщення за умовою енергобезпеки, висотою підвісу світильників і т. д.

Слід відмітити, що в приміщеннях з особливо важкими умовами середовища (вологих, жарких, запилених) при висоті підвісу світильників менше 2,5 м рекомендується приймати напругу до 42 В для живлення загального освітлення світильника будь-якої конструкції.

При напрузі основних електроприймачів 380 В живлення робочого освітлення повинно виконуватись від спільних для силового та освітлювального навантаження трифазних трансформаторів з заземленою нейтраллю.

Вибір напруги освітлювальної мережі залежно від характеристики приміщеннях

Живлення робочого освітлення від силової мережі допускається за умови додержання вимог щодо рівня та постійності напруги в приміщеннях, які мають природне освітлення. В цих випадках освітлювальна мережа приєднується до вивідних затискачів силових розподільних пунктів чи безпосередньо до силових ліній електропостачання.

У сільськогосподарських приміщеннях допускається можливість живлення аварійного чи чергового освітлення не тільки від незалежного джерела живлення, а також від вводу спільного з робочим освітленням.

У цих випадках мережа аварійного чи чергового освітлення повинні приєднуватись до ввідних затискачів апаратів, установлених на вводі робочого освітлення. В тваринницьких приміщеннях і пташниках світильники чергового освітлення виділяються в окрему групу в яку можуть входити і світильники освітлення входів до приміщення.

Вибір схем живлення освітлювальних і опромінювальних установок

Джерела випромінювання в електричну мережу вмикаються паралельно в групи. У мережах змінного струму 380 / 220 В переважно використовуються такі схеми групової мережі.

При глухо заземленій нейтралі - двопровідна однофазна, двопровідна - двофазна, трипровідна двофазна з нульовим проводом трипровідна трифазна, чотирипровідна трифазна з нульовим проводом;

у двопровідних лініях з нульовим проводом захисний та вимикаючий апарати допускається встановлювати тільки в фазному проводі;

встановлення запобіжників в нульових провідниках три- та чотирипровідних мережах забороняється, а встановлення автоматичних вимикачів з електромагнітними розчіплювачами допускається при умові, що при їх спрацюванні відключаються від мережі одночасно всі провідники, що знаходяться під напругою;

при великій потужності системи освітлення в будівлі допускається встановлювати декілька групових щитків, які живляться однією магістралью від вводу.

Компоновка електроосвітлювальній і опромінювальних установок

Щитки освітлювальних та опромінювальних установок слід розміщувати поблизу основного робочого вводу в приміщення; по можливості в центрі навантажень, в місцях зручних для обслуговування (щоб було видно хоча б частково світильники, опромінювані якими здійснюється керування) і з хорошими умовами навколишнього середовища недопустимих для випадкових пошкоджень з врахуванням підводу мережі живлення. Висота встановлення щитків повинна бути не більше 2 м (до верху щитка).

Живлення робочого освітлення повинно бути від окремого вводу. Допускається живлення освітлювальних і опромінювальних щитків від загального з силовим навантаженням вводом при умові, що мережа живлення забезпечить на вводі відхилення напруги від номінальної яка не виходить за допустимі межі +5 і - 2,5%.

Траси освітлювальних і опромінювальних мереж визначаються розташуванням світильників і опромінювачів.

При проектуванні трас потрібно враховувати такі вимоги та особливості: максимальне скорочення довжини ліній,

архітектурно - будівельні особливості будівлі,

зручність в подальшій експлуатації обладнання.

Кожна групова ліній повинна бути захищена запобіжниками або автоматичними вимикачами з електромагнітними розчіплювачами, розрахованими на струм не більш 25А при живленні ламп розжарювання потужністю до 500 Вт і люмінесцентних ламп.

Світильники розбивають на групи з урахуванням обмежень по допустимій потужності і кількості світильників .

При наявності штепсельних розеток приймається потужність 0.6 кВт на одну розетку.

Найбільша допустима встановлена потужність у групових мережах на напругу 380/220В складає двопровідні мережі ( фаза і нуль ) – 4,4 кВт для ламп розжарювання; 3,3кВт для люмінесцентних ламп;

чотирипровідні мережі ( три фази і нуль ) - 8.8 кВт для ламп розжарювання і 6,6 кВт для люмінесцентних ламп:

При напрузі 220/127 В відповідно:

двопровідиі мережі - 2,3 кВт для лами розжарювання, 1 ,9 кВт - для люмінесцентних ламп; чотирипровідні мережі 7,6 кВт і 5,7 кВт відповідно типу джерела світла Допустима кількість світильників у груповій лінії складає:

двопровідна мережа, - 20 шт. з лампами розжарювання і 50 шт. з люмінесцентними

лампами;

чотирипровідна мережа - 60 шт. з лампами розжарювання і 150 шт. з люмінесцентними лампами.

Вибір провідників і кабелів та способу їх монтажу.

При монтажі сільськогосподарських освітлювальиих і опромінювальних електроустановок користуються певними марками проводів, кабелів (див. дод. 14) і способами монтажу згідно нормативних документів.

Освітлювальні та опромінювальні електроустановки прокладають закритим і відкритим способом на тросах, в пластмасових і стальних грубах, у каналах будівельних конструкції), по стінах або по стелі.

Захищені провідники і кабелі дозволяє прокладати безпосередньо по поверхні будівель за допомогою монтажних скоб, металевих полосок шириною до 15мм і товщиною 0,6... 1,0 мм, які закріплюються до стіни (стелі) дюбелями на відстані 400 700 мм між точками кріплення, пустотах конструкції, трубах, лотках, коробах, при допомозі струн.

Плоскі провідники використовують при монтажі схованих освітлювальних електропроводок в штробах панелях перекриття, по неоштукатурених стінах з послідуючим закриттям шаром розчину. Кріплять провідники: спеціальними скобами, клеєм, приморожуванням.

У місцях під'єднання повинен бути запас проводу довжиною не менше 50..80 мм.

При виконанні тросової електропроводки проводи і неброньовані кабелі кріпляться до несучого стального тросу або проводу стальною стрічкою з ізоляційною прокладкою.

перфарованою стрічкою або провідники монтують на ізоляційних кільцях. Для кінцевого кріплення тросів та їх натягування використовуються натяжні муфти (фаркопи). Стріла провісу в прольотах між точками кріплення повинна бути 1|...3% довжини прольоту. Діаметр троса - 3...6 мм для лінії довжиною до 80 м

Розрахунок поперечного перерізу жил проводів і кабелів

Переріз струмоведучих жил проводів і кабелів освітлювальних і опромінювальних мереж вибирають за умовою тривало допустимого нагріву, (дод. 16... 18) механічної міцності, допустимою втратою напруги в мережі. При цьому вони не повинні перевищувати допустимих значень.

У курсовій роботі втрати напруги в освітлювальних і опромінювальних мережах будемо приймати 2,5 %.

При виборі перерізу жил необхідно виконувати умови:

Ір < Іт. доп.

де Ір - робоча (розрахункова) сила струму мережі, А (розраховується за нижче приведеними формулами),

Іт.доп - тривало допустима сила струму для даного перерізу жили, А (використовується при виборі по таблицях перерізу струмоведучих жил).

Для визначення Ір використовують слідуючі формули:

для однофазного відгалуження Ір = Рн / Uф

для двофазного відгалуження Ір = Рн / 2Uф.

для трифазної мережі Ір = Рн / Uл

де Рц - приєднана потужність, Вт;

Uф, Uл - відповідно фазна і лінійна напруги.

Якщо до електромережі приєднані світильники з люмінесцентними лампами, то розрахунковий струм визначають за формулами:

для однофазної мережі Ір = 1,25Рн / Uф cosφ

для двофазної мережі Ір = 1,25Рн / Uф cosφ

для трифазної мережі Ір = 1,25Рн / Uл cosφ

Якщо до мережі приєднані лампи типів ДРЛ, ДРИ, ДРТ замість коефіцієнта 1,25 слід ставши 1,1, так як ці лампи мають менші пускові струми. Згідно з ПУВ коефіцієнт потужності cosφ повинен бути не менше 0,9.

Для вибору перерізу жил мережі живлення освітлювальних, опромінювальних щитків визначають максимальний робочий струм за формулою

І_{МАКС. Р}=К_оΣІ_Р

де К_о - коефіцієнт одночасності роботи джерел випромінювання;

ΣІ_р - сума струмів всіх джерел випромінювання, А.

Коефіцієнт одночастості К_о можна знайти за формулою

К_о =Р_{МАКС. Р} /ΣР_З

де Р_{МАКС. Р} - максимальна робоча потужність установки Вт;

ΣР_З - загальна встановлена потужність споживачів які підключені до щитка. Вт

За тривало допустимою силою струму (нагрівом) вибирають переріз жил. але не менше 2.5 мм² для групових ліній і 4 мм² для вводу (для алюмінієвих проводів) за додатками 15...18

Переріз нульового проводу приймається рівним фазному.

Втрати напруги в мережах визначають за формулою

ΔU=ΣР L/ S c

де ΣР - сумарна електрична потужність (групи, електроустановки), кВт;

L-довжина ділянки мережі до місця прикладення сумарної потужності, м (див. рис. 6)

S-поперечній переріз жили проводу, мм²;

с-коефіцієнт, який залежить від схеми живлення мережі і матеріалу проводу (табл. 9)

Таблиця 9

Значення коефіцієнта с для проводів

Напруга мережі, В	Схема живлення	Значення для проводів
		мідних	алюмінієвих
380/220	Трифазна з нульовим проводом	77	46
	Двофазна з нульовим проводом	34	20
220	Трифазна	25	15
	Двофазна	12,8	7,7

Рис. 6. До розрахунку втрати напруги в групі.

Вибір апаратів захисту

Номінальні струми плавких вставок запобіжників і уставок розчіплювачів автоматичних вимикачів вибирають, за додатками 19, 20 виходячи із слідуючих умов:

а) номінальні струми апаратів захисту повинні бути не менш и мит розрахункових струмів ділянок, які вони захищають, і по можливості близькими до них;

б) при виборі струмів апаратів захисту потрібно враховувати пускові струми потужніх лами розжарювання і ламп типів ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДРТ для виключення спрацювання апаратів захисту при протіканні по них пускових струмів указаних ламп.

в) відключення окремих ділянок мережі при аварійних режимах повинно здійснюватися селективно, тобто час спрацювання найближчого до місця пошкодження захисного апарата повинно бути найменшим. Час спрацювання кожного із наступних захисних апаратів, розміщених на шляху до джерела електроенергії, повинно бути більшим, ніж у попереднього.

г) при виборі апаратів захисту повинна виконуватися умова, що напруга апаратів захисту U_N повинна бути більшою або дорівнювати напрузі мережі U_М.

Для запобігання помилкових спрацювань захисних апаратів із-за пускових струмів освітлювальних і опромінювальних установок при виборі номінальних струмів плавких вставок I_H.B або уставок теплових Іт і комбінованих Ік розчіплювачів автоматичних вимикачів спід користуватися слідуючими співвідношеннями

для ламп розжарювання

I_H.B≥I_P; I_T ≥I_P; I_K≥1,4I_P;

для памп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДРТ, ДРЛФ

I_H.B≥1,2I_P; при I_P≤50А I_T≥1,4I_P; I_K≥1,4I_P

при I_P>50А I_T ≥I_P; I_K≥I_P

Пусковий струм люмінесцентних ламп можна не враховувати внаслідок значної розбіжності по часу вмикання ламп. Відповідно апарати захисту потрібно вибирати користуватися слідуючими співвідношеннями

I_H.B≥I_P; I_T ≥I_P; I_K≥1,4I_P;

з метою забезпечення селективності (послідовності) спрацювання захистів номінальний струм кожного наступного в напрямку до джерела живлення захисного апарата слід застосовувані не менше ніж на два ступені більшим, ніж у попереднього апарата, якщо тільки це не веде до завищення площі поперечного перерізу проводів мережі.

На даному етапі в сучасних освітлювальних і опромінювальних установках для керування і захисту застосовують низьковольтні комплекти обладнання - щитки, ящики, які комплектуються відповідними апаратами керування, захисту, автоматики, сигналізації, а при необхідності, компенсуючими конденсаторами:

ОП, OHM, ОЩВ, УОЩВ, ЩО, СУ, РУС, ЯРН, ЯРУ, ПР 41, модульні щитки для насипної установки (див. додаток 21).

Наприклад, комплекти обладнання ПР 41 можна комплектувати трьома трифазними конденсаторами КС - 0,38 - 18 У3 потужністю 18 або 36 квар з розрядними опорами для компенсації реактивної потужності. Тому їх рекомендується використовувати в освітлювальних і опромінювальних установках з газорозрядними лампами.

Модульні щитки комплектуються до 36 модулів (апаратів) в необхідному асортименті, наприклад: пристроями захисного відключення (УЗО) CFI6, РД-2 (однофазні), РД-4 (трифазні), BA-63 і ВА-63М реагують тільки на струм витоку; захисними диференціальними вимикачами CKN6. 2-х полюсні 1 + N); автоматичними вимикачами L7 ELS LН CLS6 1...4-х полюсні ( 1+ N . З + N). диференціальними реле F7, FN, FL7, HF7, RF7, дво і багато функціональні реле Z7. вимірювальні прилади, таймери. Тому при виборі апаратів захисту і керування слід вибирати відповідні комплекти обладнання або брати модульні щитки і комплектувати відповідними апаратами.