Особенности электроснабжения

Особенности электроснабжения

Система электроснабжения современных животноводческих ферм и комплексов молочного направления  обеспечивает питание электроустановок мощностью до 942 кВт (комплекс на 1200 коров), на фермах по производству говядины до 263 кВт (комплекс на 10 тыс. голов), на комплексах по производству свинины общая мощность достигает 3786 кВт (108 тыс. голов в год).

Современные птицефабрики по производству яиц и бройлеров  имеют электроустановки мощностью 7 тыс. кВт (на 400 тыс. кур-несушек).

В состав системы электроснабжения входят линии электропередачи, подстанции и распределительные устройства напряжением выше 1000 В (ПО, 35, 10 кВ), электрические сети, распределительные устройства и коммутационные аппараты напряжением ниже 1000 В (380/220 В). Условно систему электроснабжения можно разделить на три части: внешнее электроснабжение, внутриплощадочные сети и электрические проводки.

Внешнее электроснабжение крупных ферм и комплексов осуществляется по линиям электропередачи напряжением 110, 35 или 10 кВ, обычно с двусторонним питанием.

Распределение электроэнергии по корпусам животноводческого  комплекса желательно выполнить  кабелями, чтобы избежать опасного контакта высокогабаритной мобильной  техники с проводами воздушной  линии напряжением 380/220 В. Как показывает практика, наибольшее количество электротравм с летальным исходом и пожаров происходит под линиями электропередачи (ВЛ). Поэтому прохождение по территории комплекса как высоковольтных, так и низковольтных воздушных линий крайне не желательно, а питающая подстанция должна быть вынесена за его пределы.

Подстанции, понижающие напряжение до 0,38 кВ, выполняются, как  правило, с двумя трансформаторами (один резервный) и подключаются к  центральному распределительному пункту (ЦРП). Ike внутренние сети резервируются двусторонним питанием (рис. 8).

Рис. 8. Схема вводной  панели BP УМ 1-17-70 УХЛЧ с питанием от двух независимых источников: N - шина нулевого рабочего проводника; РЕ - шина защитного заземления; HL1 HL2 - контрольные лампы; Q1, Q2 - контакторы; АВР - система автоматического включения резерва (одного из двух вводов); Wh - электрический счетчик; T1-T3 - трансформаторы тока.

Резервирование  электроснабжения небольших современных ферм и комплексов осуществляется от линий 10 кВ, питающихся от основной или резервной подстанции либо от местных технологических (резервных) электростанций.

Наличие в системе  электроснабжения электроустановок напряжением  выше и ниже 1000 В предъявляет повышенные требования к электротехническому персоналу по обеспечению электробезопасности при их обслуживании и ремонте как для людей, так и для животных. Опасность поражения электрическим током или его вредного влияния на животных обусловлена высокой влажностью и химически активной средой в животноводческих и птицеводческих помещениях, способствующими разрушению изоляции и замыканию проводов на металлические конструкции. Возможны выносы электрических потенциалов по системе заземления подстанций напряжением ПО кВ, расположенных вблизи комплексов.

Основные  средства электробезопасности

На животноводческих фермах и комплексах электробезопасность  обеспечивается, прежде всего, надежным заземлением и занулением электрооборудования, устройствами выравнивания электрических потенциалов (УВЭП), применением безопасного напряжения (ниже 50 В) или разделительных трансформаторов, использованием электрооборудования и инструмента с двойной изоляцией, устройствами защитного отключения (У30).

Опыт показывает, что наиболее эффективным из всех перечисленных способов является устройство выравнивания электрических потенциалов (УВЭП) в сочетании с надежным занулением электрооборудования, металлических труб и конструкций, к которым могут прикасаться люди и животные (ОСТ 46 180-85).

Во время строительства  или ремонта пола животноводческого  помещения (коровника, телятника, воловни) перед заливкой его бетоном в  каждом ряду размещения животных закладываются  металлические проводники (см. рис. 6), выполненные из проволоки 6-8 мм, с расстоянием между проводниками, равным промежутку между передними и задними ногами животных (1,2-1,6 м). При ремонте помещений допускается размещать электроды диаметром 10-12 мм со стороны кормового прохода в сторону стойла под углом 35-50° к полу. Длина электрода должна составлять половину длины стойла. При этом полы под животными не вскрывают (рис. 9).

Рис. 9. Штыревое устройство для выравнивания электрических потенциалов на ферме КРС: 1 - участок с высоким электрическим сопротивлением; 2 - бетонный пол; 3 - место сварки или болтового соединения с РЕ-проводом; 4 - металлоконструкции и водопроводные трубы; 5 - покрытие стойла; 6 - грунт; 7 - автопоилка; 8 - стержень; Р иН - длина и ширина стойла; Б - смещение верхних концов стержней относительно стойла.

Элементы устройства выравнивания электрических потенциалов  должны быть изготовлены из оцинкованной стали, иметь надежный электрический  контакт с доступными для прикосновения животных металлоконструкциями. С этой целью они должны быть приварены к указанным металлоконструкциям непосредственно либо с помощью соединительных проводников диаметром не менее 6 мм.

При сборно-разборном  оборудовании животноводческого помещения допускаются болтовые присоединения элементов УВЭП к металлоконструкциям указанного оборудования. Сопротивление контакта не должно превышать 0,1 Ом.

Сварку выравнивающих  элементов выполняют внахлест по ГОСТ 5264-80, при этом длина шва должна быть не менее четырех диаметров свариваемых элементов.

Сварные швы  элементов УВЭП и соединительные проводники должны быть окрашены или  иметь иное антикоррозийное покрытие в соответствии с требованиями ПУЭ  и ПТЭЭП.

Проводники присоединяются к нулевому проводу электрической сети и ко всем металлоконструкциям и трубопроводам, которых может касаться животное. Все соединения выполняются сваркой. В конце каждого ряда животных соединения заложенных в пол проводников с нулевым проводом электрической сети выполняют болтами, чтобы иметь возможность периодически проверять исправность выравнивающих проводников. Сопротивление каждого проводника не должно превышать 1 Ом, что обеспечивает равномерное распределение потенциала по всему полу и исключает возникновение шагового напряжения при неравномерной нагрузке фаз электрической сети или замыкании на землю одной из фаз.

Проверку исправности  устройства для выравнивания потенциалов  необходимо осуществлять два раза в  год, а также после каждого  ремонта в животноводческом помещении, связанного со вскрытием полов.

Опыт показывает, что при наличии исправного устройства для выравнивания электрических  потенциалов и правильном выборе пускозащитной аппаратуры на фермах крупного рогатого скота (КРС) использовать устройства защитного отключения (УЗО) не обязательно.

Рекомендуется применять устройства для выравнивания электрических потенциалов при  выполнении электрообогреваемых полов. Поверх нагревательных проводов или  кабелей укладывается металлическая  сетка из проволок диаметром не менее 3 мм с ячейками 50x50 см (рекомендации ВНИПТИМЭСХ) и заливается бетоном. Концы сетки надежно (сваркой или болтами) присоединяют к нулевому проводу.

В помещениях свиноводческих ферм роль устройства для выравнивания потенциалов могут выполнять  металлические конструкции навозоудаления, которые должны быть соединены с нулевым проводом сети и другими металлоконструкциями, особенно с водопроводом для автоматического поения животных. В этом случае выполнение УВЭП не требуется.

Электротермическое  оборудование

В агропромышленном комплексе России работает более 700 тыс. единиц электротермического оборудования общей мощностью около 10 млн кВт. Наибольшее распространение нашли электроводонагреватели с трубчатыми элементами, электродные котлы и котельные, электрокалориферы, электротермические установки парников и теплиц, электрообогреваемые полы в животноводческих помещениях и в теплицах, электрообогреваемые коврики и панели, установки для инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения молодняка животных и птиц, групповые автопоилки с электронагревом, установки для электроподогрева автотракторных двигателей в зимнее время, устройство для регулирования светового режима в птичниках, коммутирующие и терморегулирующие аппараты, устройства автоматического управления и защиты.

Во всех электротермических установках основной мерой защиты от поражения электрическим током  является система зануления, состоящая  из нулевого защитного проводника и  защитного аппарата, обеспечивающего  отключение поврежденного электронагревателя.

В качестве нулевой защиты трехфазных электронагревателей используют четвертый провод, проложенный совместно с фазными проводами и имеющий такое же сечение, как и фазные. При кабельном питании все четыре жилы кабеля должны иметь одинаковое сечение.

Например, питание калорифера должно быть выполнено кабелем АВВГ 4x10, а не кабелем АВВГ 3x10 + 1x6, в котором нулевой провод имеет сечение на ступень ниже фазных. Один конец нулевого провода присоединяют к болтовому зажиму в шкафу управления, а другой к зажиму на корпусе электронагревателя. При этом не рекомендуется соединять нулевой провод с нулевой точкой электронагревательных элементов трехфазного нагревателя, например, калорифера или емкостного водонагревателя, так как из-за несимметричного напряжения на фазах в нулевой точке появляется сравнительно высокий потенциал.

В качестве зануляющего  провода можно использовать стальной оцинкованный провод диаметром не менее 5 мм. При наличии в помещении  устройства для выравнивания потенциалов  корпус электронагревателя надежно присоединяют к такому устройству болтовым соединением или сваркой.

Защитные аппараты выбирают так, чтобы номинальный  ток автоматического выключателя  или предохранителя был выше поминального тока уставки, а ток короткого  замыкания на корпус установки превышал номинальный ток вставки предохранителя не менее чем в 3 раза, т.е.

Если установка  защищается автоматическим выключателем, то уставка магнитного расцепителя  автомата должна быть больше номинального тока электроустановки, но меньше тока короткого замыкания:

где Icp - уставка  на автоматическом выключателе; Iн - номинальный  ток электроустановки.

Чтобы обеспечить необходимую для срабатывания защиты величину тока короткого замыкания, необходимо выполнить зануление  так, чтобы сопротивление петли  фаза-ноль удовлетворяло следующим  условиям. При защите предохранителями:

где Zф.н. — сопротивление  петли фаза-ноль;Uф - напряжение на фазе;

I н.вст — номинальное  значение тока вставки предохранителя. Если установка защищается автоматом: 

где Icp — ток  срабатывания электромагнитного расцепителя  автоматического выключателя (уставка  на автомате).

Сопротивление петли фаза-ноль измеряют при сдаче  электротермической установки в  эксплуатацию, затем не реже одного раза в год проверяют целостность зануляющей цепи омметром или тестером.

Изолирующие вставки

В помещениях, где  нет устройства для выравнивания электрических потенциалов (УВЭП), устройств  защитного отключения (У30), электроводонагреватели с трубчатыми нагревательными элементами (ТЭН), следует оборудовать изолирующими вставками н трубопроводах холодной и горячей воды. Они снижают напряжение прикосновения до безопасной величины при аварийном режиме электронагревателя. Их устанавливают и при наличии УВЭП, если трубопроводы с горячей водой заходят в помещения, где нет УВЭП. В этих помещениях трубопроводы не должны иметь электрической связи с заземлением оборудования. Для большей безопасности в местах разбора горячей воды выполняют местное выравнивание электрических потенциалов путем закладки стальной проволоки диаметром 6 мм в полу на расстоянии 1 м от водоразборной трубы и соединения ее с трубой посредством хомутов и болтовых зажимов или сваркой.

Изолирующие вставки  обязательно устанавливать при  обеспечении горячей водой душевых.

Сопротивление изолирующей вставки рассчитывают по формуле:

где 11ф — фазное напряжение, В;

Uп — падение  напряжения в переходном сопротивлении,  В; 

Uдд — допустимое  напряжение, В; 

Iд — допустимая  для человека величина тока, А. 

При отсутствии точных данных можно принять следующие  значения величин, входящих в формулу: