mehanizaciya i elektrifikaciya

торые укладываются на глубине 0,2 м от поверхности почвы. Нагревательные элементы включаются в сеть напряжением 380/220 В и для средней полосы их мощность должна составлять 200 Вт на 1м . Асфальтобетонные нагревательные элементы выполняются в виде плит толщиной 6-7 см, уложенных на дно парника. В плиту закладывается зигзагом стальная оцинкованная проволока диаметром 2-3 мм и включается в сеть 380/220 В.

Теплицы имеют высокую степень механизации технологических процессов. При составлении почвенных смесей и их перебивке применяются различные экскаваторы, погрузчики, спецмашины для приготовления почвенных грунтов.

Для рыхления почвы применяются как почвеннообрабатывающие машины общего назначения, так и самоходные электрофрезы ФС-07А, для междурядной обработки - ручные электромотыги.

Для дезинфекции почвы кроме пропаривания и химических методов используется электродный способ обогрева почвы.

Полив и подкормка осуществляется через автоматизированную систему дождевания.

Для перевозки готовой продукции и оборудования используются само-

ходные шасси и электрокары.

14.8.4. Электрооборудование в хранилищах сельскохозяйственной продукции

Оборудование для создания микроклимата хранилищ включает в себя: установки активного вентилирования продукции, системы подогрева, охлаждения, увлажнения воздуха. Крупные современные хранилища оборудуются кондиционерами, которые содержат все необходимые устройства для поддержания требуемых параметров воздуха. Оборудование включает в себя: центробежные вентиляторы, электрокалориферные установки, холодильные установки, испарительные устройства с электроподогревом и др.

Активная вентиляция позволяет поддерживать в хранилищах оптимальный температурно-влажностный режим, способствует удалению с поверхности корнеплодов и овощей влаги, а из их массы - продуктов дыхания, ведущих к развитию болезнетворных микроорганизмов. При хранении картофеля технологический процесс можно разделить на три основных периода: лечебный, охлаждение, хранение. В лечебный период с целью быстрого заживления механических повреждений картофеля необходимо поддерживать в межклубневом пространстве насыпи температуру на уровне 14 - 18 °С и относительную влажность воздуха более 90% с минимальным воздухообменом. В период охлаждения температуру хранимого картофеля постепенно снижают до 2 - 4 °С. Для этого клубни картофеля вентилируются наружным воздухом. Период охлаждения длится 20 - 25 суток. Период хранения начинается когда температура картофеля в насыпи достигает 2 - 4 °С. Вентиляционные установки включаются при чрезмерном повышении температуры в насыпи. Во всех случаях относительная влажность воздуха должна быть максимальной, но без образования конденсата на картофеле.

221

Для хранилищ вместимостью более 1000 тонн применяется оборудование ОРТХ-М, а также устройства "Среда-1" и "Среда-2".

Фрукты хранятся в типовых фруктохранилищах вместимостью от 270 до 3000 тонн. Комплект электрооборудования включает: конденсаторное и испарительное оборудование, холодильные машины, вентиляционные установки, и обеспечивает комплексную автоматизацию, сигнализацию, защиту от аварийных режимов электрооборудования. При хранении плодов важно поддерживать определенный газовый состав среды.

14.8.5.Электропривод оросительных установок На орошаемых массивах с поливом при помощи дождевальных машин

сооружается подземная или наземная трубопроводная сеть, присоединяемая к гидрантам. Необходимый напор для работы дождевальных машин создается при помощи насосной станции подкачки. Она обеспечивает автоматическое поддержание необходимого давления в трубопроводах.

14.8.6. Электропривод мобильных сельскохозяйственных машин К принципиально новому способу организации полевых работ в земледе-

лии с применением автоматизированных систем управления относится мостовое земледелие. Мостовые агрегаты могут применяться в теплицах. Этот способ предусматривает возделывание сельскохозяйственных культур посредством мостовых мобильных средств при применении активных рабочих органов с приводом от АД.

К средствам малой механизации относятся: фрезы, ротационные машины, полольники-рыхлители, культиваторы, косилки, кусторезы, секаторы, буры. Привод средств малой механизации осуществляется от трёхфазных АД. С целью уменьшения массы и габаритов средств малой механизации целесообразно применять высокоскоростные коллекторные двигатели и двигатели повышенной частоты тока (200…400 Гц).

14.9. Основы безопасности эксплуатации электроустановок

14.9.1. Поражающие факторы электрического тока на организм человека Проходящий через тело человека ток вызывает физические и химические

изменения в тканях кожи, мышц, органов дыхания, сердца, нервной системы и серьезные ожоги. Степень поражения человека электрическим током зависит от нескольких факторов.

Основной фактор - величина силы тока, протекающего по телу человека. Человек ощущает ток величиной порядка 0,005 А. Он вызывает боль, судороги мышц руки, которая обхватывает провод, находящийся под напряжением. Чтобы разжать руку, необходимо приложить усилие. При токах 0,02 – 0,025 А большинство людей не могут самостоятельно освободиться от провода. Токи порядка 0,05 А считаются опасными для жизни, так как вызывают су-

222

дороги грудной мускулатуры, обморочное состояние, а, если время действия тока превышает 2 с, то наступает паралич дыхания, фибрилляция сердца. Ток 0,1 А считается смертельным.

Степень поражения зависит также от рода тока (постоянный или переменный) и напряжения прикосновения. Допустимая величина тока прикосновения на переменном токе частотой 50 Гц при допустимом напряжении 36 В составляет 0,006 А, на постоянном токе – 0,015 А.

Величина сопротивления тела человека и длительность прохождения тока через него существенно влияют на степень поражения. Сопротивление тела человека в первую очередь зависит от толщины, влажности, наличия повреждений кожного покрова. Внутренние ткани обладают в несколько десятков раз меньшим сопротивлением. Сопротивление тела изменяется в пределах от 500 до 100000 Ом и при расчетах принимается равным 1000 Ом при напряжении прикосновения 50 В.

Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека. Протекание тока через нее приводит к ее обугливанию, резкому уменьшению сопротивления тела человека, нарастанию тока через него и тепловому разрушению внутренних органов.

Путь прохождения тока через тело человека - еще один из факторов, влияющий на степень поражения. Чаще всего ток проходит по пути "рука – сердце - рука" или "рука - ноги". Наиболее опасный путь - "голова - ноги".

14.9.2. Опасность электрического тока в пожарном отношении Пожар в помещениях с электроустановками возникает в следующих ава-

рийных режимах: при коротком замыкании проводов с поврежденной изоляцией, при токах перегрузки работающих электродвигателей, из-за плохого электрического контакта в местах соединения проводов, а также при горении электрической дуги в рубильниках, контакторах, автоматических выключателях.

При возникновении КЗ ток так интенсивно нагревает провода, что вызывает возгорание изоляции и окружающих предметов. Для предотвращения пожара применяются калиброванные плавкие предохранители, автоматические предохранители, автоматические выключатели, в которых срабатывает электромагнитный расцепитель.

От тока перегрузки электродвигатели защищаются тепловыми реле, автоматическими выключателями, в которых срабатывает в данном случае тепловой расцепитель.

Для уменьшения переходного сопротивления в местах соединения проводов применяется сварка, пайка, специальные болтовые соединения.

Для быстрого гашения дуги в коммутационных аппаратах устанавливаются дугогасительные камеры и решетки.

223

14.9.3.Основные технические мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации электроустановок

В соответствии с ПУЭ, для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие технические меры:

- ограждение токоведущих частей (для этого предусмотрена тщательная изоляция и недоступность токоведущих частей электроустановок);

- применение блокировок и защитного отключения в электроустановках; - выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола в зоне

обслуживания и эксплуатации электроустановок и теплых полов; - применение малых напряжений и соответствие значения напряжения

устройства виду помещения. (Например, напряжение для ручного электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью должно быть не более 36 В, а в помещениях особо опасных - 12В);

- заземление или зануление электроустановок, где возможен пробой изоляции на корпус электрических машин, аппаратов, трансформаторов, светильников, нормально не находящихся под напряжением;

- выполнение требований системы стандартов безопасности труда (ССБТ).

14.9.4.Защитное заземление и зануление

224

прикосновении человека к корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, почти весь ток будет протекать через малое сопротивление заземляющих проводов, а не через человека.

Различают заземление в сетях с изолированной нейтралью и с глухозаземлённой нейтралью, которое называется занулением.

Зануление – преднамеренное соединение металлических частей электроустановок напряжением до 1000 В нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью силового питающего трансформатора в сетях трехфазного тока или с глухозаземленным выводом источника в сетях однофазного тока.

Глухозаземленной называется нейтраль трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству, представляющего собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции одной из фаз установки возникает ток короткого замыкания, и защитный аппарат немедленно отключает ее от источника питания.

14.10. Автоматизация технологических процессов в сельском хозяйстве

14.10.1. Основные понятия

Автоматизация технологических процессов – это один из этапов комплексной механизации, позволяет освободить человека от непосредственного управления технологическими процессами, передать эти функции автоматическим устройствам. При автоматизации получение, преобразование, передача, использование энергии, материалов и информации выполняются автоматически при помощи специальных устройств и систем управления.

Экономическая эффективность автоматизации измеряется степенью уменьшения стоимости живого труда, затрачиваемого на производство единицы продукции. Она складывается из: энергетического эффекта, определяемого сокращением расхода топлива и энергии, трудового эффекта, связанного с сокращением прямых затрат на оплату живого труда, структурного эффекта, обусловленного уменьшением запасных емкостей, служебных помещений, инженерных коммуникаций, технологического эффекта, т.е. увеличение производства сельскохозяйственного продукта за счет автоматизации технологических процессов, например, создание благоприятного микроклимата в защищенном грунте в зависимости от сезона, времени суток, вида растений.

Частичная автоматизация охватывает только отдельные производственные операции или установки. Например, это может быть дистанционное управление электроприводами для раздачи корма, уборки навоза на фермах.

Комплексная автоматизация подразумевает автоматическое выполнение всего комплекса операций, начиная с поступления сырья, до выхода готовой продукции. Человек наблюдает за ходом процесса, анализирует и мо-

225

жет изменять режим работы некоторых устройств с целью достижения наилучших технико-экономических показателей.

При полной автоматизации все основные и вспомогательные установки работают в автоматическом режиме без участия человека. Обслуживающий персонал производит периодический осмотр, профилактический ремонт, перестройку системы на новый режим работы.

14.10.2. Основные функции автоматических устройств Автоматический контроль включает в себя автоматические: сигнали-

зацию, измерение, сортировку (продукта), сбор информации. Автоматическая сигнализация служит для извещения обслуживающего

персонала о предельных или аварийных значениях контролируемых технологических параметров, о месте и характере нарушений. Сигнальными устройствами служат: лампы, звонки, сирены, специальные указатели.

Автоматическая сортировка осуществляет контроль и разделение продукции по размеру, весу, и другим параметрам (сортировка зерна, яиц, фруктов и т.п.).

Автоматическая защита служит для защиты технологического оборудования от аварийных, ненормальных режимов работы и тесно связана с автоматической сигнализацией и автоматическим управлением. Например, отключение электроустановки при возникновении короткого замыкания.

Блокировка предназначена для предотвращения неправильных включений и отключений и ошибочных действий персонала.

Автоматическое управление – это комплекс технических средств и методов по управлению объектами без участия обслуживающего персонала: пуск и остановка установок, включение и отключение вспомогательных устройств, обеспечение бесперебойной работы, соблюдение требуемых значений параметров в соответствии с оптимальным ходом технологического процесса.

14.10.3. Элементы автоматических систем Любая автоматическая система состоит из отдельных, связанных между

собой элементов. Элементом автоматики называется часть системы, в которой происходит качественные или количественные преобразования физических величин, а также передача преобразованного воздействия от одного элемента к другому.

Датчики (электрические) – устройства, преобразующие неэлектрические величины в электрические. В устройствах регулирования температуры применяются, например, контактные ртутные термометры, в которых при достижении заданной температуры ртутный столбик, поднимаясь, замыкает промежуток между электродами, образуя замкнутую электрическую цепь, по которой начинает протекать ток, что приводит к выполнению нужной операции. Они применяются в сушильных шкафах, инкубаторах, термостатах.

226

Биметаллический датчик температуры применяется, в частности, в электрических утюгах с автоматическим регулятором, в тепловых реле магнитных пускателей.

Гигрометрические датчики влажности газов, полупроводниковые датчики влажности (гигристоры), высокочастотные датчики влажности работают таким образом, что при изменении влажности среды изменяется сопротивление чувствительного элемента, а значит, и протекающий через него ток, что фиксируется измерительным прибором.

Датчики уровня применяются для контроля за уровнем жидкостей и сыпучих материалов (зерна, песка, нефти).

Электромагнитное реле, геркон (герметизированный контакт) – служат для управления исполнительными механизмами, которые требуют токи в десятки и сотни раз больше, чем токи, протекающие через датчики.

Исполнительные механизмы – это такие устройства системы автоматического регулирования, которые обеспечивают непосредственное выполнение команд по управлению технологическим процессом. Например, открытие или закрытие вентиля на трубопроводе в зависимости от уровня жидкости в резервуаре; включение или выключение освещения в инкубаторе в зависимости от времени суток.

Контрольные вопросы и задания к главе 14

1. Как устроена трёхфазная электрическая цепь? 2. Каким образом осуществляется соединение «звездой» и «треугольником»? 3. В чём заключается целесообразность применения соединений «звездой» и «треугольником»? 4. Каково общее устройство и принцип действия трансформатора? 5. Каково общее устройство и принцип действия понижающей трансформаторной подстанции? 6. В чём заключается назначение и принцип действия приборов для измерения напряжения в электросети? 7. В чём заключается назначение и принцип действия приборов для силы тока в электросети? 8. Каково общее устройство и принцип действия однофазного счётчика электрической энергии? 9. Каково общее устройство и принцип действия датчиков систем автоматического регулирования на сельскохозяйственных объектах? Чем характеризуется схема включения счётчиков энергии в сеть?

227

Библиографический список

1.Баутин В.М., Бердышев В.Е., Буклагин Д.С. и др. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства, 2-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

2.Засыпкин Г.П. Механизация работ в растениеводстве. - Н. Новгород, 1998. - 126 с.

3.Козлов А.В., Вольников А.И., Кистанов Е.И. и др. Механизация работ по применению средств химизации в земледелии. Учебное пособие / Нижегородская гос. с.-х. академия. – Н. Новгород, 2004. - 181 с.

4.Козлов А.В., Горбунов Б.И., Засыпкин Г.П. Посевные и посадочные машины. Лабораторный практикум: Учебное пособие / Нижегородская гос. с.-х. академия. - Н. Новгород, 2003. - 182 с.

5.Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка / Аллилуев и др. - М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.

6.Прищеп Л.Г. Учебник сельского электрика. - М.: Агропромиздат, 1986.

7.Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства / В.М. Баутин, Д.С. Буклагин, И.Г. Голубев и др. – М.: Информагротех, 1995. - 576 с.

8.Проектирование состава и использование машинно-тракторного парка сельскохозяйственного подразделения. Методические указания (А.Н. Важенин, Н.Н. Майоров, А.В. Пасин и др) / Нижегородская гос. с.–х. академия. – Н. Новгород, 2003. - 58 с.

9.Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. - М.: Высшая школа, 2000.

228

ПРИЛОЖЕНИЯ

(справочные материалы)

229

230