Описание элементов схемы управления микроклиматом:

1) Термопреобразователь сопротивления медный ТСМ-1199/5-20 Диапазон Рабочих температур - 50…100 ºС. Измеряет температуру в помещении, устанавливается на расстоянии 5 м от калорифера (его выхода).

Настраивается по зоотехническим требованиям на температуры от +15 до +20 ºС, в зависимости от периода года и возраста поросят.

2) Измеритель регулятор МТ2141-Н-ВY-2A. C. A. Пределы регулирования от - 50,0 до +200 ºС с медным первичным преобразователем 50М.

Врезается в щит управления приточным вентилятором. Габаритные размеры 96×48×120 мм.

3) Биметаллический датчик для предотвращения замораживания калорифера ТАД101-1. Диапазон температур от - 10 до +90 ºС. Гистерезис 9 ºС.

Устанавливается в трубе на выходе из калорифера. Настраивается механически на температуру +5 ºС.

4) Клапан запорно-регулирующий односедельный фланцевый КЛАЗАР (КЗР). Рабочее давление 1,6 МПа ТУ.3741-001-546348-53-2002. Температура окружающей среды от - 25 до +40 ºС. Температура рабочей среды от - 25 до 225 ºС. Диаметр D_n=80 мм. Условное обозначение 24ч9456р. Электропривод AVM234R, мощностью P=4 Вт. Ход штока 50 мм, усилие 2500 Н. Масса 3,5 кг.

Устанавливается перед входом в калорифер и регулирует проходное отверстие, изменяя количество теплоносителя, поступающего в водяной калорифер.

5) Реле промежуточное марки ПЭ-37. Номинальное напряжение U=220В. Токовая нагрузка контактов I=6 A. Количество контактов замыкающих/размыкающих - 3/3. Габаритные размеры 90×34×93 мм. Масса 0,28 кг.

6) Однополюсный автоматический выключатель фирмы ИЭК марки ВА47-29, номинальный ток I _н=1 А. Номинальное напряжение 230/400 В. Масса 96 гр.

Разработка щита управления не производится, так как прибор МТ2141 врезается в переднюю панель шкафа управления приточным вентилятором.

Схема управления микроклиматом работает следующим образом.

Предварительно задается необходимая температура внутри свинарника по зоотехническим тревованиям +15 до +20 ºС, в зависимости от периода года и возраста поросят. При увеличении температуры в помещении выше заданной, измеряемой термпреобразователем Rк, измеритель-регулятор А1 замыкает цепь (клеммы 6,7) обмотки "закрытия" исполнительного механизма привода запорно-регулирующего клапана, происходит уменьшение пропускного отверстия. При этом уменьшается количество теплоносителя (горячая вода) поступающего в водяной калорифер и происходит снижение температуры.

При снижении температуры в помещении ниже установленной, измеритель-регулятор А1 замыкает цепь (клеммы 3,4) питания обмотки "открытия" ИМ, происходит увеличение пропускного отверстия, тем самым увеличивается количество поступающего в водяной калорифер теплоносителя.

Конечные выключатели SQ1 и SQ2 установленные в корпусе запорно-регулирующего клапана отключают электропривод (размыкают цепь питания одной из обмоток) при полном открытии (закрытии) пропускного отверстия.

В схеме предусмотрена защита водяного калорифера от замерзания. В том случае, когда температура воды на выходе из калорифера снизится до +5 ºС, замкнется контакт биметаллического датчика SK, запитается катушка промежуточного реле KV, которое в свою очередь включает обмотку "открытия" и размыкает цепь питания обмотки "закрытия" ИМ электропривода запорно-регулирующего клапана. Кроме того реле КV своим контактом отключает цепь питания магнитного пускателя приточного вентилятора.

При установлении температуры теплоносителя на выходе из калорифера выше установленной реле SK размыкается, KV обесточивается. Схема возвращается в исходное состояние.

На 5 листе графической части приведена принципиальная электрическая схема управления микроклиматом.

Безопасность жизнедеятельности

Требования безопасности при монтаже энергооборудования свинарника на 1200 голов

При поступлении электродвигателей, электрических аппаратов и другого энергооборудования на ферму его необходимо очистить от пыли и консервирующих смазочных материалов.

При снятии консервирующего покрытия путем обтирки ветошью, смоченной бензином или керосином не разрешается производить вблизи работы с огнем. Использованный после обтирки материал собирают в металлический ящик с крышкой для последующего уничтожения. Также необходимо проверить целостность частей энергооборудования внешним осмотром, проверить наличие и затяжку крепёжных болтов, состояние подшипников электродвигателей. Энергооборудование и рабочие машины размещают в соответствии с проектом и устанавливают на прочном основании.

Работы по установке машин на фундаменты выполняют в рукавицах с использованием исправных инструментов. По окончанию монтажа перед включением проверяют сопротивление изоляции электрооборудования мегаомметром (изоляция силовой и осветительной электропроводки, обмотки электродвигателей), величина сопротивления должна быть не менее 0,5 МОм. До начала работ по измерению сопротивления изоляции необходимо убедиться в отсутствии работающих монтажников. Перед присоединением проводов от зажимов мегаомметра к обмоткам или выводам электрооборудования снимают электрический заряд с помощью разрядной штанги. При измерении сопротивления изоляции кабельной линии принимают меры, исключающие возможность подачи не нее напряжения.

Передаточные устройства вентиляторов, насосов, щиты управления должны быть закрыты кожухами, металлические токоведущие части электрооборудования (корпуса электродвигателей, распредустройств и т.п.) зануляют присоединенным к рабочему нулевому проводу. После завершения монтажных работ проверяют техническое состояние электрооборудования. Электроприводы транспортеров, насосов, вентиляторов вначале опробуют на холостом ходу, а затем - под нагрузкой.

Перед пробным пуском необходимо проверить:

крепление фундаментных болтов электродвигателей;

отсутствие посторонних предметов внутри оборудования;

наличие зануления.

Опробование работы электродвигателей совместно с механизмами должно производиться только после получения разрешения монтажных организаций и в присутствии их представителя. В случае выполнения работ на двигателе или механизме должны быть приняты меры против ошибочной подачи напряжения на отключенный двигатель. Электрические аппараты и распредустройства монтируются на прочных основаниях с соблюдением правил безопасности при работе с монтажными инструментами.

Перед монтажом вентиляционной установки "Климат-45М" выполняется балансировка рабочего колеса вентилятора. При монтаже пробиваются проемы соответствующих размеров в перекрытии или в совмещенной кровле здания. Выполняется бетонное основание с горизонтальной верхней поверхностью. К бетонному основанию крепится монтажная плита. Крепление монтажной плиты к корпусу установки производится к секции вентилятора, к которой производится установка защитной сетки.

При монтаже электрооборудования необходимо обеспечить герметизацию вводов в двигатели и датчики температуры, а так же надежное заземление металлических оболочек устройства управления и оборудования, которое должно быть выполнено в соответствии с требованиями Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

Монтаж и наладка оборудования и приборов автоматики производятся квалифицированными специалистами, имеющими допуски к монтажу и эксплуатации электрооборудования, электроприборов и сетей до 1000В.

Обслуживание электрооборудования свинотоварной фермы осуществляется электромонтером с квалификационной группой не ниже III, при выполнении работ с приставной лестницей должен быть помощник с группой не ниже II. Включать и отключать пусковую аппаратуру вентиляторов разрешается обслуживающим эти машины лицам после получения инструктажа и практического обучения на рабочем месте электриком.

Запрещается совмещать отверстия в собираемых деталях пальцами. Надо пользоваться ломиками, бородками. Нельзя поддерживать вручную привариваемые конструкции массой более 10 кг или мелкие детали. Их следует до сварки укрепить струбцинами. Пробивая отверстия в кирпиче или бетоне, следует надевать защитные очки. При сквозной пробивке надо пользоваться шлямбурами или скарпелями, длина которых не менее чем на 200 мм превышает толщину стены. Все работы по монтажу электродвигателей нужно выполнять до подключения к нему проводов.

Для обеспечения безопасности работы ввод объекта в эксплуатацию разрешается производить только по окончании монтажных и наладочных работ. Все рабочие, осуществляющие монтаж электрооборудования должны иметь удостоверения о проверке знаний по технике безопасности. Перед проведением электромонтажных работ с рабочими должен быть проведен инструктаж.

При монтаже электрооборудования на свинотоварной ферме возможны работы на высоте с применением лестниц, стремянок и подмостей.

При строительно-монтажных работах больше всего несчастных случаев происходит в связи с падением человека с высоты или из-за падения на людей сверху каких-либо предметов. Поэтому соблюдение правил безопасности при работе на высоте имеет для электромонтажников первостепенное значение. Не допускается использовать недостаточно длинные лестницы или недостаточно высокие подмости, наращивая их снизу или сверху ящиками, стульями. Запрещается также работать с двух верхних ступенек приставных лестниц и стремянок; рабочий должен стоять не выше чем на расстоянии 1 м от верхнего конца лестницы. Высота приставной лестницы не должна превышать 5 метров. При необходимости выполнить монтажные работы на высоте от 4 до 7 метров, используют передвижные леса (пирамиды или платформы), то есть вышки на роликах с площадкой, рассчитанной не менее чем на двоих и огражденной перилами. Во время работы ролики пирамид нужно заклинивать, а во время передвижения пирамид или телескопических вышек на них не должно быть ни людей, ни инструмента. При высоте более 7 метров используют неподвижные леса. Леса и подмости должны быть заводского изготовления, с паспортом предприятия-изготовителя. При монтаже часто приходится выполнять погрузочно-разгрузочные работы и использовать грузоподъёмные механизмы. К этим работам можно допускать только специально обученных или проинструктированных рабочих. При подъёме груза более 20 кг в одном месте, или выше чем на 3 метра, следует применять хотя бы "малую механизацию", то есть блоки, катки, тележки. Для подъема груза более 300 кг необходимо применять краны, погрузчики, тельферы. При электромонтажных работах одному взрослому мужчине разрешается переносить тяжести не более 50 кг, причем груз 45…50 кг следует поднимать на спину или плечи и снимать с помощью других рабочих. Женщине разрешается переносить или поднимать тяжести не более 15 кг, при чередовании этой работы с другой, а при постоянной в течение смены переноске груза или подъема его на высоту не более 1,5 м - не более 10 кг вместе с тарой или упаковкой. Подростков нельзя использовать специально на погрузочно-разгрузочных работах.

3.2 Основные требования электробезопасности при эксплуатации оборудования свинарника

В процессе наладки оборудования комплекта "Климат-45М" следует проверить надежность крепления рабочих колес вентиляторов на валах электродвигателей, крепление кронштейнов, жалюзи, устройства управления на стене.

Необходимо также проверить качество внешнего монтажа, герметичность ввода аппаратов защиты и двигателей, правильность электрических соединений и их надежность, наличие и качество заземления электрооборудования и измерить сопротивление изоляции двигателей вентиляторов.

Опробуют электродвигатели поочередным их включением автоматическими выключателями. При этом контролируют правильность вращения крыльчатки каждого вентилятора.

Если все электродвигатели вращаются неправильно, необходимо поменять местами два питающих электродвигателя провода на выходе блока управления или входном клеммнике силового ящика.

Если один или несколько электродвигателей вращаются неправильно, следует поменять местами два провода, питающих электродвигатель на соответствующем выходном клеммнике силового ящика.

Помещения животноводческих ферм по степени опасности поражения электрическим током относятся к особо опасным. Поэтому в них запрещается работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением, и даже заменять под напряжением лампы. К особо опасным помещениям относятся стойловые помещения, моечные, кормоцеха.

Электроводонагреватели согласно "Руководящим указаниям по обеспечению электробезопасности электротермических установок и устройств, применяемых в сельскохозяйственном производстве" трубопроводы горячей и холодной воды должны быть занулены и присоединяться к корпусу котла через изолирующие вставки. При этом длина вставки между металлическими патрубками должна быть:

 (3.1)

где, d - внутренний диаметр вставки, м;

ρ_в - удельное электрическое сопротивление воды при 20 ⁰С для трубопроводов холодной воды и 100 ⁰С - для горячей.

У элементных водонагревателей, установленных в помещениях с искусственным или естественным выравниванием потенциалов, не требуется изолирующая вставка в трубопроводе горячей воды, если разборе происходит в этом же помещении, а корпус водонагревателя надежно соединен с устройством или металлоконструкциями, обеспечивающими выравнивание потенциалов с напряжением прикосновения до 12 В.

Электродвигатель и распределительный щит навозоуборочного транспортера необходимо располагать в специальном помещении, причем шкивы и приводной ремень должны быть ограждены.

Электродвигатели обслуживают в спецодежде; на ходу запрещено вытирать и ремонтировать движущиеся части или смазывать их без специальных приспособлений. Запрещено регулировать натяжение ремня вентилятора во время работы двигателя.

В здании объекта проектирования все металлические нетоковедущие детали необходимо занулить, т.е. соединить с защитным проводником или при его отсутствии с нулевым проводом питающей сети. В качестве защиты животных от поражения электрическим током в помещениях откорма устанавливают устройства выравнивания электрических потенциалов (УВЭП).

Устройство выравнивания электрических потенциалов выполняют согласно РД РБ 02150.007-99. Все металлоконструкции, к которым могут прикоснуться животные должны быть электрически соединены между собой, со строительными железобетонными конструкциями и с нулевым защитным проводом электрической сети. Элементы УВЭП изготавливаются из оцинкованной, либо не оцинкованной стали диаметром соответственно 6 - 8 мм и прокладываются в бетонном полу под обеими ногами животных. Проводники УВЭП могут быть смещены в сторону нулевого потенциала на расстояние до 1 м и в противоположную сторону на расстояние до 0,5 м. Для исключения электропатологии животных, напряжение прикосновения в нормальном эксплуатационном режиме не должно превышать 0,5 В.

После строительства объекта необходимо экспериментально проверить соответствие возможных наибольших напряжений прикосновения и шага допустимым значениям.

Для лучшего выравнивания потенциалов необходимо все металлические конструкции, имеющие соединения с землей, соединять путем сварки.

УВЭП подлежит обязательному присоединению к защитному нулевому проводу сети не менее чем в двух разных точках. Соединение продольных и поперечных проводников УВЭП следует выполнять только методом сварки, покрывая, сварочные швы антикоррозийным лаком.

Предпусковой контроль эффективности выравнивания потенциала осуществляется в два этапа: при выполнении пусконаладочных работ и после месяца эксплуатации помещения. Схема измерения напряжения прикосновения представлена на рис.3.1 Контроль осуществляется путем измерений распределения напряжений прикосновения и шага. Максимальное значение этих напряжений не должно превышать 0,5 В как было сказано выше в нормальных режимах и 12 В - в аварийных.

При контроле на первом этапе при плохом выравнивании потенциалов эксплуатация помещения запрещается до тех пор, пока не будут выполнены мероприятия по обеспечению надлежащего выравнивания потенциалов. Если окажется, что после месяца эксплуатации в помещении напряжение прикосновения и шага превысит допустимые значения, следует проложить дополнительно выравнивающие элементы или забить стержни и довести напряжение до допустимых значений. Результаты измерения напряжений прикосновения и шага, осмотров оформляются актами.

Рисунок 3.1 Схема измерения напряжения прикосновения при замыкании на корпус в сети 0,38 кВ с глухозаземленной нейтралью и использованием короткозамыкателя. 1 - трансформатор 10/0,38; 2 - трехполюсный выключатель; 3 - предохранители; 4 - силовой распределительный щит; 5 - короткозамыкатель; 6 - резистор, имитирующий сопротивление тела животного; 7 - занулённая металлоконструкция; 8 - измерительная пластина.

На ферме кроме зануления и устройства выравнивания электрических пот енциалов также используется также устройство защитного отключения (УЗО).

Вводно-распределительных устройств (ВРУ), распределительных щитов (РЩ), устанавливаемых в сельскохозяйственных и других общественных зданиях комплектуются устройствами защитного отключения.

Применение УЗО целесообразно и оправдано по социальным и экономическим причинам в электроустановках всех возможных видов и самого различного назначения.

Устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, наряду с устройствами защиты от сверхтока, относятся к дополнительным видам защиты человека от поражения при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания. Защита от сверхтока (при применении защитного зануления) обеспечивает защиту человека при косвенном прикосновении - путем отключения автоматическими выключателями или предохранителями поврежденного участка цепи при коротком замыкании на корпус.

При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а также при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно эффективно, поэтому в этих случаях УЗО является единственным средством защиты человека от поражения электрическим током.

В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением. Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей.

Другим, не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.

УЗО встраивают в розеточные блоки или вилки, через которые подключаются электроинструмент или бытовые электроприборы, эксплуатируемые в особо опасных - влажных, пыльных, с проводящими полами и т.п. помещениях. Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис.3.2

Рисунок 3.2 Структура УЗО

1 - дифференциальный трансформатор тока; 2 - пусковой орган (пороговый элемент); 3 - исполнительный механизм; 4 - цепь тестирования.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока - тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1 протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I₁, а от нагрузки как I₂, то можно записать равенство: I₁ = I₂. Равные токи во встречно включённых обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю. Пусковой орган 2 находится в этом случае в состоянии покоя.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприёмника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I₁ протекает дополнительный ток - ток утечки (I_), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках (I₁ + I_ в фазном проводнике) и (I₂, равный I₁, в нейтральном проводнике) вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается.

Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки "Тест" искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом исправно.