Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства
Страница 4
Итак: опрыскиватель, имеющий 18 наконечников, расход ядохимиката через которые равен 0,5 л/мин, ширину захвата 4,2 м. при норме расхода ядохимиката 300 л/га должен двигаться со скоростью, равной 4,285 км/час
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением,— является наиболее надежным средством защиты от поражения током при пробое изоляции на корпус электроустановки. Рабочее заземление — заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки — предусматривается для обеспечения ее работы. Защитное и рабочее заземления в совокупности или отдельно образуют заземляющее устройство, состоящее из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители (круглая сталь, полосы, угловая сталь и др.) прокладываются в земле, и через них происходит растекание в ней тока. Заземляющие проводники соединяют заземляемые части электроустановок с заземлителем. Магистралью заземления (зануления) является заземляющий проводник или нулевой защитный провод с двумя или более ответвлениями.
Металлические части электроустановок (корпуса электрических машин, трансформаторов, магнитных пускателей и т. п.) в нормальных условиях должны быть хорошо изолированы от токоведущих частей, и прикасаться к ним совершенно безопасно. В аварийных случаях (замыкание фазного провода на нулевой или на корпус электроустановки, а также пробой изоляции) металлические части электроустановок, не находящиеся под напряжением, оказываются под ним. Прикосновение обслуживающего персонала к их металлическим частям и связанным с ними проводящим конструкциям других машин и аппаратов становится опасным для жизни. Целью защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений прикосновения и шага, появляющихся в результате нарушения целостности изоляции токоведущих частей электроустановок. Чем меньше электрическое сопротивление заземляющего устройства, тем меньше будет напряжение на металлических частях электрооборудования и тем под меньшим напряжением в случае аварии окажутся человек или животное. Заземляющие устройства бывают простые (одиночные), выносные и контурные. Напряжения прикосновения и шага определяются из простых соотношений: Uпp=(Uз—Ub и Uш=Ua—Ub. Напряжение шага Uш зависит от тока замыкания Iз, сопротивления заземлителя, длины шага и характера распределения потенциалов. Чем больше проводимость земли, тем более пологой будет кривая распределения потенциалов и тем меньше будут значения напряжений шага и прикосновения. Ближе к заземлителю потенциалы точек земли будут выше и наоборот. Изменение потенциала оценивается коэффициентами прикосновения αпр и шага αш. Они определяются по формулам
Коэффициент прикосновения сложного контурного заземлителя равен 0,3 — 0,2, а коэффициент шага — 0,3 — 0,1 и ниже. Чем меньше значения коэффициентов αпр и αш, тем ниже будут напряжения прикосновения и шага.
Поскольку кривая распределения потенциалов представляет собой гиперболу, то максимальный потенциал относительно точки нулевого потенциала будет иметь сам заземлитель; около 70% от полного потенциала на нем будут падать на расстоянии около 1 м от заземлителя; 25% — между 1-м и 10-м; 5% — между 10-м и 20-м метрами. Точки земли, отстоящие от одиночного простого заземлителя на расстоянии 20 м и более, принято считать имеющими нулевой потенциал.
Выносное заземление делают на некотором расстоянии от заземляемых объектов. При этом производственные помещения с находящимися в них заземленными электроустановками оказываются вне зоны растекания тока в земле. Если выносное заземление удалено от заземляемых объектов на расстояние 20 м и более, то можно считать, что пол в производственном помещении имеет нулевой потенциал. Поэтому человек, стоящий на нем и касающийся металлического заземленного корпуса электроустановки, когда по заземляющему устройству проходит ток замыкания на землю, оказывается относительно нее под полным напряжением. Последнее равно полному напряжению на заземляющем устройстве, которое можно рассчитать по уравнению
где Uз – напряжение на заземляющем устройстве, В; Iз – ток замыкания на землю, проходящий через заземлитель, А; Rз – электрическое сопротивление заземляющего устройства, Ом; Uч – напряжение, под которым оказывается человек, В.
Следовательно, при выполнении заземляющего устройства, когда производственное помещение находится вне зоны растекания электрического тока в земле, величина поражающего напряжения будет зависеть от сопротивления растеканию тока заземляющего устройства Rз и величины тока замыкания на землюIз. Более эффективным и надежным по сравнению с выносным заземляющим устройством является контурное. В этом случае заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого электрооборудования. При этом производственное помещение с электроустановками оказывается размещенным внутри контура заземления. Благодаря близкому расположению заземлителей относительно друг друга (обычно на расстоянии 3 — 6 м) и наложению электрического поля одного заземлителя на поле другого потенциалы точек пола (или земли) внутри контура заземления значительно повышаются. При этом напряжение между заземленными металлическими частями и полом становится существенно ниже. Иногда для лучшего выравнивания потенциалов внутри контура заземления дополнительно прокладывают горизонтальные полосы.
Напряжением относительно земли Uз при замыкании на землю называется напряжение между заземленной частью электроустановки и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов (не ближе 20 м). Напряжение прикосновения Uпp — напряжение между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек. Напряжение шага Uш — напряжение между двумя точками цепи тока, на которых одновременно стоит человек. Свойство земли как проводника тока характеризуется величиной удельного электрического сопротивления, под которым понимается сопротивление кубика грунта с ребрами в 1 м. Эта величина может быть определена по формуле
,
где R – электрическое сопротивление некоторого объема грунта, Ом, сечением S, м2, и длиной l, м.
Величина удельного электрического сопротивления земля зависит от характера и температуры грунта, а также от содержания солей, кислот или щелочи. Удельное электрическое сопротивление уменьшается с увеличением содержания в грунте растворимых веществ, уплотнением его частиц и повышением общей влажности и температуры. Оно возрастает при пропитывании маслом, нефтью или при промерзании и высыхании грунта. Напряжение шага зависит от величины тока замыкания на землю Iз, сопротивления заземляющего устройства R и от характера распределения потенциала и длины шага. Среднее значение шага человека можно принять равным 0,8 м. Шаг сельскохозяйственных животных (крупного рогатого скота) принимается 1,6 м (расстояние между передними и задними ногами). Очевидно, что при более пологой кривой распределения потенциала, меньшем напряжении на заземляющем устройстве и коротком шаге снижается и шаговое напряжение, приложенное к человеку или сельскохозяйственному животному.
Зоной растекания тока замыканияназемлю является поверхность, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю. Радиус зоны составляет около 20 м. Это значит, что на расстоянии 20 м от одиночного заземлителя потенциалы точек земли близки к нулю.