книги из ГПНТБ / Сакулин В.П. Безопасность труда при монтаже и эксплуатации электроустановок
.pdfосуществлялось через ВЛ напряжением 380/220 В от трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, питающей теп личное хозяйство, расположенное от фермы на расстоя нии 0,5 км. Примерно посередине этого расстояния на одной из опор ВЛ 0,4 кВ был установлен переключа тельный пункт. Нулевой провод на всем своем протя жении от трансформаторной подстанции тепличного хозяйства ix до трапсформаторной подстанции, питаю щей животноводческую ферму, пе имел разрыва.
При замыкании одного нз фазных проводов па нуле вой провод, возникшем на вводной опоре, расположен ной на территории тепличного хозяйства, 100 коров,
Рис. 18. Поражение животных электрическим током (пути про хождения поражающего тока показаны стрелками) при резерви ровании питания со стороны низшего напряжения и замыкании фазного провода на пулевой провод (ПГІ — пункт переклю чения).
находившихся в это время на животноводческой ферме, получили сильные удары электрическим током.
На рис. 18 представлена электрическая схема пора жения животных током. Все металлические части, име ющие соединение с нулевым проводом сети 380/220 В, будут находиться под напряжением до тех пор, пока не произойдет отключение поврежденного участка элек трической сети.
Чтобы избежать поражения электрическим током обслуживающего персонала и животных иа фермах при резервировании питания, по рассмотренной элект рической схеме нулевой провод на участке ВЛ 0,4 кВ должен иметь разрыв (на пункте переключения).
Обслуживающий персонал и животные на ферме могут быть поражены электрическим током и при за-
мыкании фазного провода на металлический колпак светильника. Это объясняется тем, что нулевой проводи все металлические части, соединенные с ним (трубы си стемы автопоенпя, трубы вакуумных насосов, корпуса электродвигателей и др.), окажутся под напряжением.
Расчет эквивалентной схемы для случая замыкания фазного провода на металлический корпус светильника при исправном нулевом проводе в сети 380/220 В пока зывает, что напряжение прикосновения может значи тельно превышать допустимые значения и изменяться в пределах 20—40 В. Оно возрастает с увеличением со противления петли фаза — пуль, сопротивления повтор ного заземления, а также при уменьшении сопротивле ния труб системы автопоеппя гг пола животно водческого помещения.
Расчеты показывают, что при обрыве повтор ного заземления напря жение прикосновения может достигать 60— 80 В.
Особую опасность представляет обрыв ну левого провода в сети 380/220 В (рис. 19).
Существует опас ность поражения током и при несимметричном распределении освети
тельной нагрузки между фазными проводами на живот новодческих фермах. Часто, особенно иа небольших фермах, в целях экономии проводов и установочных ма териалов все светильники подключают между фазным и пулевым проводом. Кроме того, известно, что сельские сети напряжением 380/220 В отличаются большим про центным соотношением однофазных нагрузок (свароч ные агрегаты, нагревательные элементы). Во многих случаях осветительная и бытовая нагрузки являются основными потребителями электроэнергии. Поэтому из-за большого количества однофазных токоприемников и неравномерного распределения их по фазам в сетях 380/220 В несимметрия токов в фазных проводах как по величине, так и по фазному углу неизбежна.
51
При несимметричной нагрузке паибольшая опас ность поражения электрическим током возникает при обрыве нулевого провода. На рис. 20 показана принци пиальная электрическая схема, когда нулевой провод сети имеет обрыв на участке между повторным зазем лением и щитком животноводческого помещения. Оче видно, чем больше общая мощность ламп накаливания, включенных между фазным проводом и пулевым, тем больший ток будет проходить через животное. Опасность поражения электрическим током появляется при пе-
Ю/ОЛкв
Рас. 20. Поражение животных электрическим током при несішметріш в сети освещешш и обрыве нулевого провода (стрелками показаны пути прохождения поражающего тока).
симметричном распределении осветительной нагрузки между тремя фазными проводами при обрыве одного плп двух фазных проводов.
Надо иметь в виду, что при включении осветитель ной установки возникает пусковой ток, и в момент включения напряжение и ток возрастают в несколько раз. Это объясняется большой разностью сопротивле ний нити накала ламп в холодном и раскаленном со стоянии. Если к моменту включения светильников ну левой провод имел обрыв, то при включении их (в пер вый переходный момент) напряжение прикосновения увеличивается в несколько раз по сравнению с устано вившимся режимом.
Известно, что сопротивление нити лампы R t в рас каленном состоянии определяется по выражению:
R t — R 0 (1 + a t) Ом,
где: а — температурный коэффициент сопротивления, равный 0,0046 град."1;
52
Ro — сопротивление иитп лампы в холодном со стоянии, замеренное омметром, Ом;
t — температура раскаленной нити лампы (для вольфрама 2800°).
Сопротивление инти в холодном состоящій для лам пы мощностью 100 Вт составляет всего 35 Ом, тогда как для той же лампы сопротивление нити в раскален ном состоянии — около 484 Ом. Ток, проходящий через лампу при раскаленной нити, составит:
_ |
Uф _ |
220 |
Ю,45 А, |
l~ |
Rt ~ т |
|
|
в момент включения |
|
|
|
Отношение \ 1= -!& |
14. |
|
|
/ 0 0,45 |
|
|
Таким образом, ток в момент включения в несколь ко раз превосходит ток установившегося режима. Про должительность переходного процесса может составлять десятки миллисекунд.
Металлические корпуса светильников подлежат за землению — присоединению к нулевому проводу сети. При напряжении 36 В и ниже устройство заземления не требуется. Нулевые провода в целях безопасности надо присоединять к винтовой гильзе патрона, а фаз ные провода — к контактному винту патрона. Выклю чатель необходимо устанавливать в разрыв фазного провода.
Из-за нарушения этих правил происходят несчаст ные случаи. На птицефермах, например, имеют место случаи поражения электрическим током от металличе ских каркасов электрообогревателей. На птицеферме сельхозартели «Ниезере» Бауского района Латвийской ССР произошел несчастный случай с электромонте ром при следующих обстоятельствах. Для обогрева цыплят в отсеках фермы были установлены на высоте 0,2 м от пола самодельные электронагреватели в метал лических полузакрытых каркасах. Оии были подклю чены на две фазы к электросети напряжением 380/220 В. Металлические каркасы электронагревателей не были заземлены — не имели присоединения к нулевому про воду сети. При выяснении причин неисправности
53
нагревателя электромонтер, не отключив электроуста новку от сети, взялся за металлический каркас и был смертельно поражен электрическим током.
Расследованием было установлено, что оборвавшая ся спираль электронагревателя соприкоснулась с ме таллическим каркасом. Каркас нагревателя оказался под напряжением, близким к фазному.
Па другой птицеферме Латвийской ССР произошел несчастный случай с птичницей. В цыплятнике для обогрева цыплят на высоте 1 м от пола была установ лена металлическая арматура тарельчатой формы, в ко торой монтировалось по 4 патрона типа «Голиаф», пред назначенных для электрических ламп мощностью 500 Вт каждая. Степень обогрева регулировали, вверты вая или вывертывая лампы. В результате частого вклю чения и отключения ламп патрон одной из ламп обо гревательной установки разболтался и его металличе ский корпус стал касаться контакта фазного провода. При попытке вывернуть лампу птичница была смер тельно поражена электрическим током.
Поскольку животноводческие помещения относятся к категории сырых и особо сырых, в воздухе которых содержатся едкие пары и газы, а по пожарной опасно сти — к пожароопасным классам 11-ІІа, то в них необ ходимо применять специальную осветительную арма туру закрытого исполнения на изоляционном основании (фарфоровая герметическая или полугерметпческая со стеклянным колпаком, водонепроницаемая пли пылене проницаемая типа ПГ-60, У-100 и СХНШ-100).
Вцепи нулевого провода, как уже отмечалось, не допускается установка однополюсных выключателей и предохранптелей, так как при отключении выключателя или перегорании предохранителя разрывается цепь ну левого провода. В случае замыкания фазного провода сети 380/220 В на корпус электродвигателя, пли на металлический колпак светильника, или иа нулевой провод поврежденный участок сети пе отключится из-за нарушения целостности цепи короткого замыкания фаза — нуль.
Всовхозе «Онежский» Онежского района Архан гельской области имел место случай поражения элект рическим током со смертельным исходом пяти коров п
одного быка, находившихся в коровнике на привязи. Это произошло из-за небрежного монтажа светильника,
54
установленного на кормокухпе. В патроне было корот кое замыкание — соприкосновение фазного провода с нулевым через металлическую крепящую шайбу. Сго рел предохранитель на вводном щитке, обесточив одну из фаз.
В поисках сгоревшего предохранителя бьтлп вывер нуты все четыре предохранителя (в том числе и уста новленный предохранитель на пулевом проводе). Тем самым была прервана связь нулевого провода с зем лей — контуром заземления потребительской подстан-
Рнс. 21. Пораженію животных электрическим током прп за мыкании фазпого провода в патроне светильника на нулевой пропод и обрыве последнего:
1 — вакуум-провод; 3 — труба системы автопоешш; 3 — вакуум-насос.
цпн, находящейся поблизости от коровника. Короткое замыкание в патроне не было обнаружено, и бригадир ввернул три предохранителя на фазные провода, тем самым восстановив короткое замыкание в цепи.
Предохранитель на фазе не сработал, так как цепь короткого замыкания фаза — нуль была разомкнута (иа нулевом проводе предохранитель пе был ввернут). Таким образом, фазный провод, находящийся под на пряжением (рис. 21), имел соединение (через короткое замыкание в патроне) с нулевым проводом, который и оказался под напряжением 220 В. Нулевой провод был присоединен к корпусу электродвигателя вакуумнасоса, смонтированного иа одной раме с вакуум-на сосом, а от него отходил металлический воздуховод, имевший в нескольких местах непосредственное сопри косновение с трубами системы автопоения. Трубы воздуховода и систем автопоения оказались под
55
напряжением, близким к фазному. Бык, привязанный цепью к водопроводной трубе, был поражен электриче ским током. Коровы же были привязаны цепями к дере
|
|
|
Г |
вянным стойкам, |
кото |
|
|
|
|
рые имели соприкосно |
|||
|
|
|
вение с трубами |
систе |
||
|
|
|
!і' |
|||
а |
н |
а |
мы автопоения. Стены |
|||
' ь |
|
|
|
|||
|
|
|
ill |
и деревянные стойки в |
||
■ |
JI |
|
коровнике |
были |
очень |
|
|
! |
|
i t |
сырые и поэтому |
тоже |
|
|
|
|
оказались |
под некото |
||
Рис. 22. Стержневой магшіто- |
рым потенциалом. Пять |
|||||
|
провод. |
|
|
|||
|
|
|
|
коров |
прикоснулись |
привязными цепями к поилкам или трубам и были поражены электрическим током.
На животноводческих фермах для питания ламп переносных светильников (переносок) должно быть применено иапряжсине, не превышающее 12 В. Для этих целей необходимо пметь трансформаторы безопас
ности. Ниже |
приводит |
|
|
|||||
ся |
расчет |
и |
|
порядок |
|
|
||
сборки |
однофазного |
|
|
|||||
трансформатора |
безо |
|
|
|||||
пасности мощностью до |
|
|
||||||
500 В-А. |
|
|
|
|
|
|
||
Расчет |
стержневого |
|
|
|||||
магннтопровода, |
изго |
|
|
|||||
тавливаемого |
|
из |
пря |
|
|
|||
моугольных |
|
|
пластин |
|
|
|||
трансформаторной |
ста |
|
|
|||||
ли |
толщиной |
0,5 мм |
|
|
||||
(рис. 22), |
начинается |
0 100 |
200 300 400 500 600Pfih |
|||||
с определения |
размера |
Рис. 23. График зависимости по |
||||||
поперечного сечения Qc. |
||||||||
перечного |
сечения стержня ма |
|||||||
Для |
выбора |
необходи |
гнитопровода Qz от мощности |
|||||
мого по мощности сече |
трансформатора Р . |
|||||||
ния |
стержня |
|
магнито- |
|
|
провода следует воспользоваться графиком (рис. 23). Далее задаются соотношением сторон а и b прямоуголь ного сечения стержня. Обычно это отношение прини мают в пределах b : а = 1,5 -г- 2. Зная, что произведение a - b - k = Qс мм2 (где к — коэффициент заполнения активной сталью геометрического сечения а • b в зависи мости от способа изоляции пластин: к при неизолиро
56
ванных или отожженных пластинах — 0,93, прп изоля ции пластин лаком — 0,9 п при оклейке бумагой толщи ной 0,03 мм — 0,87), определяем размеры сторон сече ния стержня а и Ь.
Длина Н окпа равна:
Я = (2,5 -г- 3,5) ■а, мм.
Сборка магнитопровода производится по методу «шихтовки», т. е. впереилет. По окончанию сборки магнитопровод стягивают по углам при помощи изо лированных стяжных шпилек, для чего в пластинах пробивают отверстия. Можно стягивать магнитопровод и при помощи прочных планок, располагая стяжные шпильки вне магиитопровода.
Прежде чем приступить к расчету обмоток тран сформатора, задаемся величиной индукции В. Ее пре делы от 11 000 до 14 000 Гс. Приняв значение В, опре деляем число витков первичной щ и вторичной іі2 об
моток по формулам:
ЕД • 10s
2 2 2 B Q C ’
1,Шг-10»
2 2 2 B Q C |
■ |
Здесь U\ и U2 — первичное |
и вторичное напряже |
ния, соответствующие холостому ходу трансформатора. Определив число витков 1 1 2 на стороне низшего напря жения, находим число витков п\ обмотки высшего на пряжения, используя соотношение:
«1 _Ut |
откуда |
= |
Ui |
1.UV |
|
Далее определяется сечеште проводов первичной п вторичной обмоток. Для этого вначале находим значе ния токов в первичной и вторичной обмотках, обуслов ленные необходимой мощностью для потребителей.
Ток 11 в первичной обмотке и ток h во вторичной определятся по формулам:
рр
где Р — принятая мощность трансформатора, В • А. Тогда сечение проводов для первичной и вторичной
обмоток определится соответственно по формулам:
57
где 6 — плотность тока, А/мм2 (может быть принята в пределах от 1,8 до 2,6).
Обмотки размещаются па обоих стержнях магнитопровода и наматываются па изоляционный каркас (чаще,всего применяют прессшпан). Толщина каркаса, изготовленного из прессшпана, должна составлять не менее 1,5 мм.
Известно, что стационарные светильники общего ос вещения должны быть подвешены над полом на высоте не менее 2,5 м (при напряжении 220 В). Если этого требования выполнить нельзя (низкие потолки на фер ме), то следует применять такие светильники, чтобы был исключен доступ к лампам без применения ин струмента.
Во избежание повреждения изоляции проводов и замыкания их на металлические трубопроводы, что мо жет явиться причиной поражения электрическим то ком, расстояние от проводов внутренней электропро водки до трубопроводов должно быть не менее 10 см. Провода в месте пересечения с трубопроводами защи щаются резиновыми трубками.
В животноводческих помещениях предохранители и выключатели в негерметпзнрованном исполнении мож но ставить только в тамбурах или дежурных помеще ниях. В противном случае они должны быть установ лены в плотно закрывающихся ящиках, монтируемых снаружи помещений. Выключатели на стенах снаружи зданий, а также на опорах низковольтных воздушных
должны |
иметь герметизированное исполнение |
лвиметаллическомн и й |
(чугунном) корпусе. Выключатели не- |
герметизпрованиого пополнения можно устанавливать
взакрывающихся ящиках, исключающих попадание дождя и снега.
Электродвигатели, пусковые приборы и защитные аппараты во всех случаях, когда это осуществимо по условиям производства, должны быть вне помещений,
вкоторых содержатся животные и птица.
Кнопки управления электродвигателями следует располагать непосредственно у рабочих мест.
У электродвигателей, установленных на открытом воздухе, под навесом или в неотапливаемом помеще нии и не работавших более 20 дней, перед пуском, кроме внешнего осмотра, измеряют сопротивление изоляции обмоток.
5S
В холодное время года, независимо от того, сколько времени ие работал агрегат, нужно прокрутить вал электродвигателя и убедиться, что он не примерз. Вот какой печальный случай имел место на ферме «Даль няя Новинка» Кондопожской птицефабрики, когда этим правилом пренебрегли.
Электродвигатель насоса системы автопоеипя с 10 до 17 ч не работал в связи с отключением высоковоль тной линии электропередачи, питающей подстанцию. В течение этого времени насос ие обогревался, а тем пература наружного воздуха была — 25°. После подачи напряжения в 17 ч электродвигатель был включен ру бильником со щита, установленного на скотном дворе на расстоянии около 100 м от электродвигателя. Насос перед включением не был прогрет, вал электродвига теля не прокручен, никто не проверил включение элек тродвигателя в работу. Заторможенный примерзшим насосом электродвигатель сгорел. Были пробиты на корпус электродвигателя обмотки двух фаз. На низ ковольтном щите трансформаторной подстанции при осмотре было установлено перегорание предохраните лей. Предохранитель на третьей фазе оказался цел. Вследствие этого в цепи неповрежденный фазный про вод — нулевой провод протекал ток короткого замыка ния. Произошел вынос потенциала к автопоилкам, так как последние имели металлическую связь через тру бы системы автопоения с насосом н электродвигате лем. Коровы были привязаны металлическими троси ками к трубам автопоения п находились под напряже нием с момента повреждения электродвигателя до его отключения. Шестнадцать коров было убито током.
Цени (металлические тросикп) для привязки жи вотных, кормушки, поилки и другие приспособления, которых могут касаться животные, в целях безопасно сти рекомендуется изготовлять из изоляционного ма териала (пластмассы, полиэтилена, найлона, тексто лита и т. п.).
На фермах следует применять элсктропрнемники в трехфазиом исполнении. Допускается использование однофазных электропрпемнпков мощпостыо не более 1,3 кВт, включаемых па линейное напряжение, и не более 0,В кВт, включаемых па фазное напряжение.
Осветительная нагрузка должна распределяться равномерно по трем фазам, а для включения и отклю-
59