Электрификация в сельском хозяйстве. Защита от поражения током

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет

Инженерный институт

Кафедра электрификации и автоматизации сельского хозяйства

Контрольная работа

Выполнила: студентка группы 2501

Крыцына Т.И.

Проверил: к.т.н., доцент

Меновщиков Ю.А

г. Новосибирск 2012

14. Основные направления и особенности применения электрической энергии в сельском хозяйстве

Известно более 200 видов применения электричества в сельском хозяйстве. Электроэнергия используется в МТС, на специализированных станциях, в различных отраслях растениеводства и жив-ва, в мастерских, в колхозных и совхозных предприятиях по первичной переработке с.-х. сырья, в культурно-просветительных и лечебных учреждениях и быту.

Общее количество установленных в с. х-ве электроламп на 1/I 1950 превышало 3,9 млн. шт. Осветительная нагрузка составляет в среднем 35% всей нагрузки источников электроэнергии. Электроосвещение находит широкое применение на молотильных токах и на полевых работах (пахоте, бороновании, комбайновой уборке и т. д.). Электроосвещение молотильных токов позволяет почти в 2 раза сократить сроки молотьбы, значительно улучшает условия труда и уменьшает пожарную опасность.

Электрическое освещение на тракторах, комбайнах, жнейках и др. сельскохозяйственных машинах обеспечивает правильное выполнение технологии производственных процессов в полевых условиях и возможность работы этих машин в ночное время.

Разработан также ряд приёмов использования лучистой энергии источников света в биологических процессах, когда энергия, излучаемая источником, непосредственно воздействует на животную или растительную клетку

К числу таких способов, проверенных на практике, относятся: выращивание при электрическом освещении рассады и овощей в теплицах и парниках, увеличение яйценоскости кур, облучение ультрафиолетовыми лучами электроламп молодняка птиц и животных, использование ультрафиолетовых и тепловых (инфракрасных) лучей для активирования препаратов и кормов, а также для дезинсекции, применение электрического освещения в борьбе с вредителями. Получены также положительные результаты воздействия электрического света на ускорение процесса яровизации.

Добавочное освещение птичников является чрезвычайно простым, дешёвым и весьма эффективным способом поддержания и увеличения яйценоскости кур во внесезонное время. Добавочное освещение целесообразно начинать с октября и проводить его до середины марта, включая электрический свет на несколько часов утром и вечером. Утреннее включение и вечернее выключение света в птичниках надо проводить постепенно, увеличивая или уменьшая свет, в течение 10 - 15 мин. при помощи реостата. Мощность добавочного света 3 - 4 вт/м2, т. е. примерно 1 лампа в 60 вт на 15 - 20 м2. Расход энергии не превышает 1,5 квт-ч на несушку.

Искусственное удлинение дня повышает яйценоскость кур на 10 - 15%. Большее повышение яйценоскости кур до 40% достигается одновременным применением с добавочным освещением обогрева птичника до темп-ры 4 - 6°. В этом случае расход энергии на несушку доходит до 10 - 12 квт-ч.

Значительный эффект даёт использование освещения (облучения) молодняка птиц и ж-ных ультрафиолетовыми лучами кварцевых ламп. Опыты, проведённые над цыплятами и поросятами, дали хорошие результаты. Молодняк, облучаемый светом кварцевых ламп или поедавший облучённый лампами корм, имел меньший процент отхода, был более вынослив и давал больший прирост в весе.

Помимо использования ультрафиолетовых лучей, в с. х-ве находят применение и тепловые (инфракрасные) лучи. Опытная установка с использованием инфракрасных лучей для борьбы с амбарными долгоносиками и клещами показала хорошие результаты. В последнее время световые установки успешно начали применяться также для борьбы с с.-х. вредителями.

Использование электроэнергии в полеводстве. Полеводство - самая трудоёмкая и энергоёмкая отрасль с.-х. производства. Партия и правительство всегда проявляли исключительную заботу о механизации этой отрасли с.-х. производства. Наша страна имеет самое крупное и самое механизированное земледелие в мире.

Из электрифицированных работ в полеводстве наибольшее распространение получила электромолотьба. В 1952 в Советском Союзе работало св. 20 тыс. электромолотильных пунктов, тогда как в 1930 было всего 168. Электромеханизация молотильных токов позволяет осуществить механизацию всех производственных процессов на току, т. е. обмолот, подачу снопов, удаление соломы и половы с укладкой в скирды, дополнительную обработку зерна.

При электрификации тока освобождается 6 - 7 лошадей, занятых на отвозке соломы и половы. Суточная производительность молотилки с электроприводом в 1,8 раза больше по сравнению с тракторным приводом. Значительно понижается стоимость обмолота. Количество обслуживающего персонала при сложной молотилке МС-1100 или МК-1100 сокращается с 35 до 13 - 18 человек. При электромолотьбе вдвое меньше потери зерна, высвобождаются тракторы для уборочных работ, экономятся смазочные материалы и горючее в количестве приблизительно 6 кг на 1 т зерна. Расход электроэнергии 10 - 15 квт-ч на 1 т намолоченного зерна.

Большой эффект даёт также перевод на электропривод зерноочистительных, сортировочных и сушильных машин, устанавливаемых как на молотильвых токах, так и на складах зерна. Применяемая мощность электродвигателей на сортировочных машинах колеблется от 0,15 квт (клеверосортировка "Кускута", триеры) до 7,0 квт (воздухоочиститель ОВ-10). Расход электроэнергии для очистки 1 т зерна колеблется в пределах 0,5 - 1,5 квт-ч. Электрификация зерноочистительных машин увеличивает производительность труда до 10 раз и более.

Орошение. Орошение различных культур с каждым годом находит всё большее применение. Особенно оно необходимо в засушливых р-нах юга и юго-востока СССР, где засухи и суховеи часто губят посевы на огромных территориях. Искусственное орошение ведётся двумя способами: механическим водоподъемом, когда вода электронасосами подаётся на высшую точку и оттуда самотёком направляется на отдельные участки поля, и дождеванием, когда вода под напором разбрызгивается по полю спец. дождевальными установками.

Пахота. В нашей стране ведутся в производственных масштабах научные и хоз. испытания полевых электрифицированных машин, электротракторов и комбайнов с кабельным питанием.

Мощность гусеничного электротрактора 40 - 45 квт. Расход электроэнергии составляет ок. 45 квт-ч на 1 га мягкой пахоты. Его производительность, тяговые усилия и скорости близки к трактору ДТ-54.

Преимущества электрического трактора состоят в том, что плуг даёт ровную и глубокую пахоту, экономит в год ок. 15 - 20 m жидкого привозного топлива, заменяя его гидроэнергией или местными видами топлива, экономит 1 ц смазочных масел, не требует людей и тяговой силы для подвоза горючего и воды. При 2-сменной работе двух электротракторов сокращение затрат труда выражается в количестве 6 человек, в т. ч. высвобождаются: 1 заправщик, 4 подвозчика воды и горючего, 1 сторож. Кроме того, работа на электротракторе значительно легче по сравнению с работой на обычном тепловом тракторе. К преимуществам электротрактора относится также большая продолжительность работы электродвигателя между капитальными ремонтами, измеряемая десятками тысяч часов против сотен часов у теплового трактора. К недостаткам существующих электротракторов кабельного питания следует отнести сравнительно быстрый пока износ кабеля.

Наряду с созданием электротракторов разработана конструкция самоходного электрокомбайна на базе самоходного комбайна С-4. Питание комбайна и электротрактора осуществляется через гибкий кабель от трансформаторной подстанции. Удельный расход электроэнергии колеблется от 18 до 29 квт-ч на 1 га убранной площади.

Электроэнергия в МТС, в колхозных и совхозных мастерских необходима для электропривода станочного оборудования, сварки, металлизации, хромирования и закалки деталей, а также для освещения, радиофикации и телефонизации.

Применение электроэнергии в животноводстве см. статью Электрификация животноводческих ферм.

Вместе с электрификацией колхозных селений в широких масштабах проводится радиофикация, телефонизация и кинофикация. В 1952 все районные центры страны имели телефонную и телеграфную связь с областными центрами.

Расширение применения электроэнергии в с.-х. производстве изменило характер потребления электричества. Напр., в 1947 потребление электричества в с. х-ве составляло 559,54 млн. квт-ч, из них расходовалось: в жив-ве и птицеводстве 13,2%; на молотьбе и зерноочистке 10,2%; на орошении 1,9%; в ремонтных мастерских 25,2%; в подсобных предприятиях 13,1%; в быту 36,4%.

27. Оптическое излучение, его виды и действие на живые, и неживые объекты

Оптическое излучение - один из видов электромагнитных колебаний - занимает на шкале длин волн интервал, охватывающий пять порядков изменения л: от лmin = 10-2 мкм до лmax = 103 мкм. Оптический диапазон включает ультрафиолетовое излучение (10-2…0,38 мкм), видимое излучение (0,38…0,76 мкм) и инфракрасное излучение (0,76…103 мкм). Указанные границы являются примерными, резкого изменения свойств оптического излучения на границах не происходит.

Оптическое излучение делят на видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное.

Видимое излучение может непосредственно вызывать зрительные ощущения. Излучение этого диапазона (от 380 до 780 нм) применяют для создания необходимого уровня освещенности, ускорения реакций фотосинтеза у зеленых растений, увеличения продуктивности и регулирования биологических ритмов сельскохозяйственных животных и птицы.

Видимый свет представляет собой сочетание семи основных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Перед красными лучами в оптическим спектре находятся тепловые (инфракрасные) лучи, а за фиолетовыми -- ультрафиолетовые. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения невидимы для человеческого глаза.

Ультрафиолетовое излучение (УФ) занимает диапазон волн от 1 до 380 нм. Свойства ультрафиолетовых лучей различны в зависимости от длины волны. Поэтому весь диапазон ультрафиолетового излучения условно разделен на три зоны: А -- 320…380 нм; В -- 280…320, С -- 1…280 нм.

Длинноволновое ультрафиолетовое излучение (зона А) способно вызывать свечение некоторых веществ. Сельскохозяйственные продукты при облучении УФ-лучами зоны А начинают светиться видимым светом, т. е. происходит своеобразная трансформация невидимых УФ-лучей в лучи видимого диапазона оптического из­лучения. Это явление называется люминесценцией. С помощью люминесценции можно быстро определить качество и биологическое состояние мяса, рыбы, масла, молока и молочных продуктов, яиц, зерна, овощей и фруктов. Качество и биологическое состояние исследуемых продуктов оценивают по цвету и интенсивности люминесценции. Например, свежее зерно пшеницы светится зеленым светом, лежалое -- голубым, а пострадавшее от сырости -- желтым. Эффект люминесценции также используется в современных системах автоматической сортировки овощей и фруктов.

Средневолновое ультрафиолетовое излучение (зона В) оказывает сильное биологическое воздействие на живые организмы. Оно способно вызывать эритему (загар), и под его действием в коже животных и человека из провитамина D (стерина) синтезируется витамин D, играющий важную роль в регулировании обмена веществ. При недостатке в организме витамина D нарушается обмен веществ, вследствие чего у молодняка животных развиваются рахит и другие болезни.

Поэтому облучение молодняка животных УФ-лучами зоны В снижает заболеваемость, повышает усвояемость корма и общий жизненный тонус организма.

Коротковолновое ультрафиолетовое излучение (зона С) обладает сильным бактерицидным действием, поэтому его используют для обеззараживания воздуха в животноводческих помещениях, стерилизации питьевой воды, молока и молочной посуды, обеззараживания и предохранения от микробного загрязнения пищевых продуктов.

Инфракрасное излучение занимает самую большую часть оптического спектра (от 780 до 106 нм). Глубоко проникая в поверхностные слои тканей живого организма, инфракрасное излучение большую часть энергии своих фотонов расходует на обра­зование теплоты. Глубина его проникновения в тело животных составляет 2,5мм, в зерно -- до 2, в сырой картофель -- 6, в хлеб (при выпечке) -- до 7, в слой воды -- 30…45 мм. Инфракрасное излучение практически не поглощается воздухом.

В сельскохозяйственном производстве инфракрасное излучение используют в основном для обогрева молодняка животных и птицы, сушки и дезинсекции сельскохозяйственных продуктов (зерна, фруктов и т. д.), пастеризации молока, сушки лакокрасочных и пропиточных покрытий.

Поток излучения -- это количество лучистой энергии, излучаемой источником в единицу времени:

Ф = Q/t,

Где Ф -- поток излучения, Вт; Q -- энергия излучения, Дж; t -- время, с.

Энергия излучения, попавшая на поверхность какого-либо тела, частично отражается от этой поверхности, частично пропускается сквозь тело и частично поглощается самим телом. Из всей энергии излучения только та часть может быть преобразована в другой вид энергии (биологическую, тепловую и т. д.), которая поглощается. Тела, в которых происходит преобразование энергии излучения в биологическую, электрическую и другие виды энергии, называют приемниками.

Большинство приемников энергии оптического излучения (лист растения, кожа животных, фотоэлемент и т. д.) обладают избирательной чувствительностью к излучениям различных длин волн. Если подводить к приемнику поочередно монохроматические излучения (излучения волн одной длины) одинаковой мощности, но разных длин волн, то реакция приемника на эти излучения будет неодинаковой. Избирательная чувствительность приемника к монохроматическим излучениям различных длин волн называется спектральной чувствительностью приемника.

Спектральная чувствительность приемника -- это отношение монохроматического потока Флэ, полезно превращенного в приемнике в новый вид энергии, к полному монохроматическому лучистому потоку Флп, падающему на приемник. Спектральная чувствительность приемника при длине волны л

Qл= Флэ / Флп.

Спектральная чувствительность приемников достигает наибольшего значения при длине волны л mах. Например, спектральная чувствительность человеческого глаза имеет максимальное значение при л mах = 555 нм. При другой длине волны л, спектральная чувствительность глаза будет меньше.

Эффективный поток -- это поток излучения, поглощенный приемником и преоб­разованный в нем в полезную мощность другого вида энергии. Определяя эффектив­ный поток по уровню реакции образцового приемника, можно построить систему эф­фективных величин и единиц их измерения, облегчающую количественную оценку процесса преобразования энергии излучения и упрощающую расчеты, связанные с ее использованием. В зависимости от действия оптического излучения приемника различают следующие системы эффективных величин: световую, витальную (эритемную), бактерицидную и фотосинтетическую.

Для количественной оценки способности потока оптического излучения создавать видимость окружающих нас предметов введена система световых величин и единиц их измерения. В качестве образцового приемника в этой системе принят усредненный человеческий глаз.

В системе световых величин эффективным потоком является световой поток. За единицу измерения светового потока принят люмен (лм). Установлено, что при воздействии монохроматическим излучением с длиной волны 555 нм и мощностью 1 Вт на глаз стандартного наблюдателя создается световой поток 683 лм.

Отношение светового потока Фс, падающего на поверхность, к площади этой поверхности S называется освещенностью:

Ес = Фс /S.

За единицу измерения освещенности принят люкс (лк), равный освещенности поверхности площадью 1 м2, на которой равномерно распределен световой поток в 1 лм (1 лк= 1 лм/м2).

Принято считать, что общее благоприятное действие ультрафиолетового излучения на животных и птицу пропорционально его витальному действию. Исходной величиной в системе витальных величин служит витальный поток. За единицу измерения витального потока принято воздействие монохроматического лучистого потока с длиной волны 297 нм и мощностью 1 Вт на образцовый приемник -- кожу человека. Плотность витального потока Фв на поверхности S облучаемого объекта называется витальной облученностью, которая определяется как

Ев = Фв /S.

Единица измерения витальной облученности -- вит/м2.

44. Электротехнология и перспективы ее использования в сельскохозяйственном производстве

Под электротехнологией понимают производственное использование электрических и магнитных полей, электрического тока, электрических зарядов и импульсов и других электрофизических факторов для непосредственного воздействия на материалы, живые организмы, растения и продукты с целью получить в них целесообразно направленные изменения. Электротехнологию стремятся применять там, где она повышает качество или количество продукции, увеличивает производительность труда и экономически себя оправдывает.

В сельскохозяйственном производстве электротехнология может быть использована для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства, а также для изменения и усовершенствования разнообразных технологических процессов.

Одна из разновидностей электротехнологии по производственному использованию электрических полей, в которых упорядоченное движение электрических зарядов создает в обрабатываемом материале и других объектах воздействия совокупность целесообразно направленных изменений, получила название электронно-ионной технологии.

Различные виды воздействия электрофизических факторов на живые организмы, растения и материалы с соответствующими дозами и режимами с целью направленного стимулирования или подавления жизнедеятельности микроорганизмов и клеток, а также усовершенствования технологии сельскохозяйственного производства находятся еще в стадии разработок и исследований. Однако вопросы развития и применения электротехнологии в сельском хозяйстве весьма перспективны.

Области применения различных видов электротехнологии в сельскохозяйственном производстве весьма разнообразны, например использование электронно-ионной технологии для создания принципиально новой системы электро-зерно-очистительных машин, использование электрических импульсов для обработки подсолнечника, кормов и других материалов, обработка кормов электрическим током, электрические изгороди, аэроионизационные установки в животноводстве и птицеводстве и др. В дальнейшем будут рассмотрены вопросы использования электротехнологии только в животноводстве и птицеводстве, и главным образом те, которые имеют наибольшие перспективы развития и использования.

60. Меры и средства защиты от поражения током вследствие к токоведущим частям электроустановок

электрификация электрическая энергия защита ток

Электробезопасность обеспечивается конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными «техническими мероприятиями.

Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущим и и движущимися частями, а оборудования ? от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.

Для обеспечения электробезопасности применяют следующие технические способы и средства защиты:

* защитное заземление;

* зануление;

* защитное отключение;

* выравнивание потенциалов;

* малое напряжение;

* изоляция токоведущих частей;

* электрическое разделение сетей;

* оградительные устройства;

* блокировки;

* предупредительная сигнализация;

* знаки безопасности;

* предупредительные плакаты;

* электрозащитные средства.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.

Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус.

При заземлении корпуса происходит замыкание на землю и прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит в землю через тело человека.

Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток через человека не опасен.

Область применения защитного заземления ? трехфазные сети напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением выше 1 кВ с любым режимом нейтрали.

Сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электрооборудования в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом.

При мощности генераторов и трансформаторов 100 кВ и менее заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом.

Заземляющее устройство в электроустановках напряжением выше 1 кВ с глухозаземлспной нейтралью должно иметь сопротивление не более 0,5 Ом.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, соединяющих заземляемое оборудование с заземлителем.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Задача зануления заключается в устранении опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Принцип действия зануления заключается в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, обеспечивающий срабатывание защиты, и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети.

Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты.

Такой защитой могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловым реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.

Основным условием, обеспечивающим безопасность эксплуатации надежность электроснабжения электроустановок, является исправность изоляции.

Защитное разделение сетей используют в электроустановках напряжением до 1000 В, эксплуатация которых связана с особой и повышенной опасностью (передвижные электроустановки, ручной электрифицированный инструмент и т.п.).

Для исключения случайных прикосновений к токоведущим частям электроустановок применяют оградительные сплошные и сетчатые устройства.

Сплошные ограждения обязательны для электроустановок, размещаемых в производственных (неэлектрических) помещениях.

Сетчатые ограждения применяют в электроустановках, доступных квалифицированному электротехническому персоналу.

В случаях, когда изоляция и ограждение токоведущих частей является нецелесообразным (например, воздушные линии высокого напряжения), их размещают на недоступной для прикосновения высоте.

Внутри производственных помещений неогражденные неизолированные токоведущие части прокладывают на высоте не менее 3,5 м от пола.

Блокировка является надежной защитой от проникновения в опасную зону, где находится установка.

Она позволяет автоматически снимать напряжение со всех элементов установки, приближение к которым угрожает жизни человека.

Блокировку применяют в электрических аппаратах, при обслуживании которых должны соблюдаться повышенные меры безопасности, в электрооборудовании, расположенном в доступных для неэлектротехнического персонала помещениях.

Предупредительную сигнализацию выполняют звуковой и световой.

Для световых сигналов применяют цвета в соответствии с ГОСТ Р12.4.026?2001. Сигнальные лампы и другие светосигнальные аппараты должны иметь знаки или надписи, указывающие значение сигналов (например, «Включено», «Отключено», «Нагрев»).

Знаки безопасности и предупредительные плакаты предназначаются для:

* предупреждения опасности при приближении к частям, находящимся под напряжением;

* запрещения оперировать аппаратами, которые могут подать напряжение на отведенное для работы место;

* указания места, подготовленного к работе; напоминания о принятых мерах безопасности.

Электрозащитными средствами являются переносимые и перевозимые изделия, предназначенные для защиты обслуживающих электроустановки людей от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По назначению они делятся на изолирующие, ограждаюшие и вспомогательные.

Изолирующие защитные средства, служащие для изоляции человека от токоведущих частей и от земли, подразделяются на основные и дополнительные.

Основными являются средства, способные выдерживать рабочее напряжение электроустановки и допускающие касание токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Размещено на Allbest.ru