Дипломная работа: Розробка машини для подрібнення коренебульбоплодів

4.3 Небезпека враження електричним струмом

Дія електричного струму на організм людини й тварини проявляється в складних і своєрідних формах. Проходячи через організм, електричний струм робить хімічні, теплові й біологічні дії. При хімічному впливі розкладається кров і інші органічні рідини організму. Теплова дія виражається в опіках окремих ділянок тіла. Біологічний вплив електроструму проявляється в подразненні й ушкодженні живих тканин організму, що супроводжується мимовільними судорожними скороченнями м'язів.

Електричний удар (шок) становить найбільшу небезпеку. При проходженні електричного струму через тіло людини ушкоджується весь організм, викликаючи повний або частковий параліч нервової системи, серця, органів дихання.

На результат враження організму електричним струмом впливає ряд факторів: сила струму, опір тіла людини, величина напруги, частота й рід струму, шлях струму, тривалість дії, а також індивідуальні особливості людського організму.

Сила струму впливає на результат враження. Можна виділити наступні приближені граничні значення струму:

1. Відчутний струм (до 2мА) – викликає при проходженні через організм подразнення;

2. Струм, що не відпускає (10...25мА) – викликає при проходженні струму непереборні судорожні скорочення м'язів рук, у якій затиснутий провідник.

3. Фібриляційний струм (понад 50мА) – викликає при проходженні через організм фібриляцію серця (безладне скорочення серцевого м'яза).

При враженні електричним струмом велике значення має опір людського тіла. Опір тіла Rл електричному струму змінюється в широких межах – від 100000 до 1000Ом і залежить від стану шкірного покриву (суха, волога, огрубіла, неушкоджена або ушкоджена шкіра), від площі й щільності контакту, а також від сили й частоти струму що проходить й тривалості його дії.

На результат ураження впливає шлях струму в організмі. Найбільшу небезпеку представляє шлях, коли струм проходить від руки до ноги, тому що він охоплює найбільш важливі органи людини (серце, легені).

У статистиці електротравматизму відомі випадки смертельного ураження, коли порівняно невеликий струм проходив через особливо уразливі точки на тілі людини: тильна сторона руки, область скроні, хребет, місця сплетіння нервових волокон і інших.

Результат ураження електрострумом у значній мірі визначається індивідуальними властивостями людини. Та сама величина струму, що протікає через людину, в одного може викликати лише слабке відчуття, а для іншого він може привести до скорочення м'язів. У тієї самої людини граничні значення струму міняються залежно від його фізичного й психічного стану. Стан сп'яніння зменшує електричний опір організму, а отже, і збільшує небезпеку ураження. Найнебезпечніша дія робить струм на людей, що страждають деякими захворюваннями (хвороби серця, органів внутрішньої секреції, туберкульозу, нервові захворювання). Тому обслуговування електроустановок доручається особам, що пройшли медичний огляд і спеціальне навчання.

На організм тварини електричний струм діє так само, як на організм людини. Досліди над тваринами показали, що небезпечна дія електричного струму тим менша, чим більша маса тварини. Струм величиною 100мА ніяких розладів дихання або серцевої діяльності в них не викликає. Однак, опір тіла тварини значно менший, ніж тіла людини. Опір тіла великої рогатої худоби між передніми й задніми ногами становить 400...600Ом, а при падінні тварини зменшується, до 50...100Ом залежно від вологості тіла.

Доведено, що навіть малі напруги, що постійно діють на тварин, є причиною зниження продуктивності. При величині напруги 4...8В молоковіддача зменшується на 20...40%.

4.4 Схеми можливого «включення» людини в електричну мережу

Ураження людини електричним струмом можливе тільки в тому випадку, якщо він торкається одночасно двох точок з різним електричним потенціалом. Величина струму, що проходить через людину, залежить від особливостей електричної мережі й схеми можливого включення в неї людини. Найбільш типовими є дві схеми включення: між двома проводами (двофазний дотик) і між провідником або корпусом ушкодженого обладнання й землею (однофазний дотик).

На малюнку 4.1, а показане одночасний дотик до двох фаз трифазної мережі. При такому включенні людини в ланцюг струм Jл (А), що протікає через, його, буде:

                                                              (4.4)

де Uл – лінійна напруга, В;

Uф – фазну напругу, В;

Rл – опір тіла людини, Ом.

, А

Значно частіше відбувається однофазний дотик при замиканні фази на корпус (мал. 4.1, б, 4.2). У мережі з ізольованої нейтраллю напругою до 1000В струм, що протікає через людину, повертається до джерела через опір ізоляції двох інших фаз і ємність (мал. 4.1, б).

Мал. 4.1. Схеми двофазного (а) та однофазного (б) дотику до мережі ізольованою нейтраллю.

У цьому випадку сила струму залежить не тільки від опору тіла людини, але й від опору ізоляції r1, r2, r3 ємності фаз щодо землі c1, c2, c3. Для повітряних мереж невеликої довжини ємність проводів щодо землі мала, тобто c1 = c2 = c3 = 0. Опір ізоляції проводів щодо землі можна прийняти рівним r1 = r2 = r3 = r, тоді:

                                                                              (4.5)

, А

Мал. 4.2. Схема однофазного дотику до мережі із глухозаземленою нейтраллю.

Сила струму, що проходить через людину в мережах з ізольованою нейтраллю, залежить від якості ізоляції в електричних установках: чим краща ізоляція, тим менша сила струму.

При схемі однофазного включення в мережу трифазного струму із глухо заземленою нейтраллю (мал. 4.2) шлях струму буде: фаза – корпус електроспоживача – людина – заземлювач – нульовий провід, а його величина:

                                                                            (4.6)

де R0 – опір заземлення нейтралі, Ом.

, А

Знехтуваши опором R0 як величиною, значно меншою Rл, одержимо:

                                                                                  (4.7)

, А

Із цієї рівності випливає, що людина, доторкнувшись до однієї фази мережі із глухо заземленою нейтраллю, попадає під повну фазну напругу.

У сільському господарстві в основному застосовуються мережі із глухо заземленою нейтраллю напругою до 1000 В. Перевага їх полягає в тому, що вони дозволяють одержати дві робочі напруги – лінійну 380 В і фазну 220 В, а також не вимагають високих вимог до якості ізоляції проводів і можуть застосовуватися при великій разгалуженості ліній.

Для посилення гарантій безпеки всі особи, що обслуговують електроспоживачів, повинні уникати ситуацій, при яких вони з'єднують своїм тілом корпус електроспоживача із землею або з деталями, що мають контакт із землею.

4.5 Напруга дотику й кроку

Напруга дотику – це напруга між двома точками ланцюга струму, яких одночасно торкається людина. Вона може виникнути між корпусом електродвигуна або корпусом устаткування при пробої ізоляції проводів і точкою землі, де стоїть людина, або деталлю, з'єднаної із землею, на якій він перебуває. Уявлення про напругу дотику можна одержати зі схеми, зображеної на малюнку 3.13, де показані два корпуси споживача (А и Б), приєднаних до одиночного заземлювача R3.. Крива φ = f(x) характеризує зміну потенціалу на поверхні землі поблизу заземлювача при замиканні фази на корпус електроспоживача. Якщо людина доторкнеться до будь-якого корпуса електроспоживача А або Б, то його рука придбає потенціал корпуса – φр = φк. Для випадків А и Б він буде однаковий і рівний потенціалу корпуса. Ноги, торкаючись землі, придбають потенціал точок землі. У результаті людина виявиться під дією різниці потенціалів. Ця величина й буде напругою дотику Uд. На корпусі електроспоживача А напруга дотику ніг UнА = φр - φна, а у Б відповідно Uпб = φр – φнб.

Для людини, що перебуває безпосередньо над заземлювачем, напруга дотику φр = φп і Uп = 0 , тому що потенціали рук і ніг тут однакові. У міру віддалення від заземлювача напруга дотику зростає. Для людини, що доторкнулася до корпуса електроспоживача Б, потенціал ніг φнб буде близький до нуля, і тоді напруга дотику Uпб = Uф.

Всі вищенаведені висновки були зроблені в припущенні, що опір основи, на якій стоїть людина, розтікання струму дорівнює нулю. У дійсності цей опір має деяке певне значення.

Мал. 4.3. Схема для визначення напруги дотику.

У загальному виді напруга дотику (В) у полі розтікання струму із заземлювача визначається по формулі:

Uпб = Uф α1 α2                                                                        (4.8)

де α1 – коефіцієнт напруги дотику;

α2 – коефіцієнт, що враховує спад напруги в додаткових опорах ланцюга: людина – взуття – підлога.

Uпб = 220 · 1 · 0,76 = 167, В

Коефіцієнт α1 залежить від відстані між точкою землі, на якій стоїть людина, і заземлювачем. Якщо людина перебуває над заземлювачем, то а1 = 0, якщо в положенні Б (на відстані більше 20 м від заземлювача), то а1 = 1.

Коефіцієнт α2 визначають по формулі:

                                                                                  (4.9)

,Ом                                                               (4.10)

де Rс – сумарний опір ланцюга, Ом;

Rл – опір людини, Ом;

Rсб – опір взуття, Ом;

Rп – опір підлоги, Ом.

, Ом

Людина може потрапити під дією струму не тільки при безпосередньому дотику до провідника або корпусу електрообладнання. Як відзначалося вище, при проходженні струму із заземлювача в землю на поверхні землі виникає зона електричних потенціалів, величина яких зменшується в міру віддалення від заземлювача. Подібне явище відбувається й при обриві проводу електролінії й торканні його землі. Якщо біля цього місця виявиться людина (або тварина), то він може знаходитись під дією різниці електричних потенціалів, у результаті чого по його тілу пройде електричний струм (мал. 3.14).

Напруга між двома точками землі з різними електричними потенціалами, що перебувають одна від одної на відстані кроку «б» (на яких одночасно стоїть людина), називається напругою кроку – Rш. Зі схеми, зображеної на малюнку 3.14,видно, що

Uш = φл — φп                                                                                                                                         (4.11)

де фл, фп –потенціали точок, на яких перебувають ліва й права ноги людини.

Uш = 220-20 = 200В

Мал. 4.4. Схема утворення крокової напруги.

Чим більша величина кроку й чим ближче людина перебуває до місця дотику дроту до землі, тим більша величина напруги кроку й більша небезпека поразки.

Особливу небезпеку напруга кроку представляє для сільськогосподарських тварин і в першу чергу для великої рогатої худоби й коней, тому що в них відстань між передніми й задніми ногами значно більша, ніж відстань між ногами людини.

Людина що потрапила у зону крокової напруги повинна швидко поставити ноги вмісті і виходити з її необхідно короткими кроками або послідовною перестановкою обох п'ят і носків, або стрибками на двох ногах. На відстані 20м від точки торкання проводу напруга кроку практично дорівнює нулю.

4.6 Захисне заземлення

Найпоширенішою й надійною мірою захисту людей і тварин від враження електричним струмом є захисне заземлення – навмисне електричне з’єднання із землею або його еквівалентом металевих неструмопровідних частин, які можуть бути під напругою. Принципова схема заземлення показана на малюнку 4.5. При замиканні фази C на корпус електроустановки електричний струм пройде в землю через заземлювач, тому що опір людини Rл значно більше, ніж опір заземлення Rз , яке повинне бути не більше 10 Ом. Головне призначення заземлення – понизити потенціал на корпусі електроспоживача до безпечної величини.

Захисне заземлення застосовують в електроустановках напругою до 1000В мереж з ізольованою нейтраллю, а вище 1000 В – з будь-яким режимом нейтралі. Заземленню підлягають: зовнішні установки при напрузі вище 36В змінного струму та 110В постійного струму, установки в особливо небезпечних приміщеннях, а також всі установки змінного й постійного струму при напрузі 500В і вище.

а б

Мал. 4.5. Захисне заземлення:

а – принципова схема; б – заземлюючий пристрій; 1 – заземлювач; 2 – з’єднуюча смуга.

Не заземлюють установки, що працюють при напрузі 36В и нижче змінного струму й менше 110В постійного струму у всіх випадках, за винятком вибухонебезпечних установок і вторинних обмоток зварювального трансформатора.

Заземлюючий пристрій (мал. 4.5) складається із заземлювача і з’єднувальної смуги 2. Розрізняють заземлювачі штучні, призначені винятково для цілей заземлення, і природні, та у землі металеві предмети іншого призначення. У якості штучних заземлювачів використають сталеві труби й кутову сталь довжиною 2...3м і товщиною стінок не менш 3,5 мм. Вертикальні заземлювачі з'єднують у контур смугою зі сталі перерізом не менш 4×12 мм або круглим діаметром не менш 6 мм за допомогою зварювання. У якості природних заземлювачів можна використати прокладені в землі водопровідні труби; обсадні труби артезіанських колодязів, шахт; металеві конструкції й арматуру залізобетонних конструкцій будинків і будівель, що мають з'єднання із землею; свинцеві оболонки кабелів, прокладені в землі. Приєднання обладнання, до магістралі заземлення здійснюється за допомогою окремих провідників.

Опір заземлювачів визначається розрахунковим шляхом або безпосереднім виміром на місці.

Опір розтікання струму Rс(Ом) одиночного стрижневого заземлювача визначають по формулі:

                                               (4.12)

де р – питомий опір ґрунту, Ом ∙ м;

1, d – довжина й діаметр заземлювача, м;

h – глибина закладення труби, м.

, Ом

Мал. 4.6. Схеми виміру опору заземлення:

а – методом амперметр – вольтметр; б – мегомметром М-416.

Необхідне число заземлювачів п дорівнює:

                                                                                (4.13)

де Kс – коефіцієнт сезонності;

 Rн – нормативний опір заземлення;

ηе – коефіцієнт використання (екранування) заземлювачів.

1) ґрунт вологий:

2) ґрунт середньої вологості:

3) ґрунт сухий:

Контроль заземлення здійснюється оглядом і виміром опору заземлювачів. Зовнішній огляд повинен здійснюватися не рідше одного разу в шість місяців, а в приміщеннях з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних один раз у три місяці. Перевірка опору заземлення проводиться не рідше одного разу в рік, а також після капітального ремонту й тривалої перерви в роботі установки.

Вимір опору розтіканню струму може бути проведено різними способами. Найбільш поширені вимірювання за допомогою амперметра - вольтметра й спеціальних приладів заземлення (М-416, М-1103 і інші).

На малюнку 4.6 зображені схеми виміру опорів заземлення. Перед виміром у землю забивають на глибину 0,8...0,7 м два додаткових стрижні; Т – допоміжний заземлювач і П – зонд. Щоб їхнього поля розтікання не накладалися, вони повинні розташовуватися один від одного і від вимірюваного контуру на відстані не менш 20м.

В проекті в основному проведений розрахунок кількості заземлювачів які знаходяться в ґрунті середньої вологості. Необхідна кількість заземлювачів – 1, яких достатньо для забезпечення надійності заземлення.

5. Екологічна частина

Як і кожна галузь сільського господарства сільськогосподарське виробництво взаємодіє своєю виробничою діяльністю з оточуючим природним середовищем і його ресурсами. В рослинництві це внесення добрив, ядохімікатів, гербіцидів, а в тваринництві за рахунок викидів від технологічного утримання і використання тварин.

В останній час з усіх програмних питань охорони навколишнього середовища важливого значення набуває екологічна експертиза. Верховною Радою України прийняті два закони: "Про охорону навколишнього природного середовища" (25 червня 1991 року), "Про екологічну експертизу" (5 лютого 1995 року). Завданням цих законів є регламентування відносин в галузі охорони використання і відтворення екологічної безпеки попередження і ліквідації негативнгого впливу господарської чи іншої діяльності на оточуюче середовище, збереження природних ресурсів, генерального фонду живої природи, ландшафтів і других природних комплексів цілісних територій і природних об’єктів зав’язаних з історично-культурною спадщиною.

Екологічній експертизі повинні підлягати не тільки діючі господарські об’єкти, а й проекти на майбутнє їх будівництво і звичайно реконструюємі в процесі державної програми розбудови на новому етапі власника, господаря на землі – сільськогосподарського виробника.

Даним дипломним проектом розроблена комплексна механізація ферми по відгодівлі на 1000 голів молодняку ВРХ. При здійсненні екологічної експертизи необхідно визначитись з факторами впливу ферми на природне середовище.

Основним джерелом забруднення навколишнього природного середовища від тваринницької ферми є гній, а також викиди в атмосферу відпрацьованого повітря з тваринницького приміщення. Під час утримання сільськогосподарських тварин виділяється вуглекислий газ (при диханні тварин) і аміак в процесі амофосного бродіння гною. Для досягнення нормальних параметрів мікроклімату в приміщеннях для утримання молодняку та дорослої худоби (гранично допустима концентрація вуглекислого газу в повітрі приміщень – 2,5л/м3 (0,25%), аміаку – 20мг/м3, сірководню – 10мг/м3) здійснюється повітрообмін за допомогою примусової вентиляції приміщень. Кратність годинного повітрообміну становить 4,95год.

Технологічні процеси і інженерне обладнання в проекті підібрані із умов найменшого негативного впливу на оточуюче середовище. На фермі застосовується технології видалення та обробки (біотермічне знезараження) гною, що забезпечує екологічну безпеку. Гній видаляється з приміщення щозмінно до гноєсховища. При виникненні епізоотії на фермі секцію з зараженим гноєм необхідно піддати біологічному, фізичному або хімічному знезараженню в строки, що встановлюються ветеринарною службою. Слід суворо дотримуватись правил організації буртів (пошарове складання гною з землею, опалим листям, соломою або тирсою і покриття їх шаром ґрунту).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13