Сельское хозяйство является интенсивно развивающейся отраслью народного хозяйства. Развитие сопровождается увеличивающимся потреблением энергии, в общем балансе которой значительную и быстро растущую долю занимает электрическая энергия. Из всех видов энергии она наиболее легко транспортируется, преобразовывается и используется. С каждым годом появляется все больше способов и технологий ее применения. Электровооруженность труда приобретает все более распространенный характер. Новые машины, механизмы и технологии, порожденные научно-техническим прогрессом, требуют для своего осуществления электроэнергию. Развитие сельской электрификации обусловливает восприимчивость сельскохозяйственного производства к достижениям научно- технического прогресса. Электроэнергия дала жизнь (или изменила их содержание) многим сельским профессиям. Отходит в прошлое профессия доярки - благодаря механизации и электрификации ее заменил оператор машинного доения. Обработка и очистка зерна сегодня просто немыслимы без электроагрегатов, а такой анахронизм, как профессия пастуха, вполне разрешим с помощью электроизгороди. Без электроэнергии немыслимы сушка, электромелиорация и многие другие виды работ.
В этих условиях решающую роль играют кадры сельских электриков, осуществляющих обслуживание, ремонт, наладку и монтаж электрических сетей и электрооборудования. Их квалификация и профессионализм обусловливают нормальную работу и качество продукции практически всех систем машин в сельском хозяйстве. Фигура электрика становится одной из главных на селе. Сама работа на селе - прекрасная возможность для человека проявить себя, свои способности. Здесь широкое поле для новаторской работы, всемерного развития мастерства и учебы, большие социальные возможности. Все это делает сельскую электрификацию настолько интересной и привлекательной, что может стать делом всей жизни.
Описаны эксплуатация, обслуживание, ремонт, наладка и монтаж электрооборудования до 1 кВ, поскольку именно таким оборудованием приходится заниматься сельскому электрику на агропромышленных предприятиях, в совхозах и колхозах. Воздушные же линии 0,4-10 кВ и трансформаторные подстанции эксплуатируют в основном организации Министерства энергетики и электрификации.
Трудно отыскать на селе участок, где бы не использовалась электроэнергия. С ее помощью готовят корма для животных и птиц, сушат зерно и сено, создают микроклимат в помещениях и хранилищах, орошают поля и луга, перерабатывают продукты, ее используют для культурно-бытовых целей. Широкое внедрение электроэнергии в сельскохозяйственное производство и быт сельских жителей сопровождается ростом числа людей, связанных со строительством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом и наладкой электрических сетей и оборудования. В связи с электрификацией сельского хозяйства, совершенствованием электрооборудования и развитием электрических сетей глубокие технические знания, высокая общеобразовательная и специальная подготовка требуются не только от работников, обслуживающих их непосредственно, но и от прочих специалистов сельскохозяйственного производства. Полная электрификация приведет к росту производительности труда, повышению технического оснащения сельского хозяйства, что даст возможность превратить сельскохозяйственный труд в разновидность индустриального и послужит одним из средств преодоление существенных различий между городом и деревней. Результатом полной электрификации будет неуклонное повышение уровня квалификации работников сельского хозяйства. Для обслуживания элеткрифицированных машин потребуются люди новых профессий, и большинство людей, занятых в сельском хозяйстве, в той или иной мере будут связаны с использованием электроэнергии. Электрификация является основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и представляет собой важнейший этап индустриализации сельскохозяйственного производства. Значение же механизации и автоматизации объяснять не приходится, оно общеизвестно.
Область применения электроэнергии в сельском хозяйстве обширна. Наиболее распространенные и традиционные способы применения, а также некоторые перспективные даны ниже.
Упомянем лишь те, которые используются в настоящее время, использовались ранее, намечены к использованию в ближайшем будущем.
Электричество является единственным видом энергии для электрификации птицеводства и растениеводства, электромеханизации животноводства. С его помощью осуществляются водоснабжение, кормоприготовление и раздача кормов, уборка помещений, обогрев и создание микроклимата в помещениях, сушка и переработка зерна и других сельскохозяйственных продуктов, сев и уборка, орошение и мелиорация земель, инкубация и выращивание молодняка, содержание взрослого поголовья. Интенсивно используется электроэнергия в электротепловых установках и установках для создания микроклимата - устройства для обогрева полов помещений, водонагреватели, калориферы и кондиционеры, холодильники, компрессоры, системы вентиляции. Прогрессивные виды технологии также используют электроэнергию, где с ее помощью работают электрофильтры, в электрических полях окрашиваются различные изделия, осуществляется сепарирование и предпосевная обработка семян, проводятся опыты по электроактивации жидкостей и воды. Сушка, нагрев, дезинсекция, металлизация изделий распылением, осуществляемые с помощью токов высокой частоты и ультразвуком, немыслимы без электроэнергии, как немыслима без нее работа ремонтных и перерабатывающих предприятий, на которых установлено большое количество технологических линий и машин, станков и агрегатов, с помощью которых осуществляется переработка овощей и фруктов, молока, мяса и другой сельскохозяйственной продукции. Обрабатываются металлы, изготавливаются и ремонтируются узлы, детали, машины. Электричество прочно вошло в жизнь и просто немыслимо его отсутствие в быту, в оборудовании предприятий бытового обслуживания и общественного питания, где с помощью электроиспользующих установок приготовляют пищу, стирают, обогревают жилища, здания и сооружения и т.д. Очевидно, не нужно пояснять, что единственным источником энергии для искусственного освещения является электричество, с помощью которого осуществляются общее, местное и другие специальные виды электроосвещения, создается искусственная световая среда и облучение (ультрафиолетовое и инфракрасное) в теплицах для повышения урожайности, в птице- и животноводческих помещениях для повышения продуктивности. Эти виды облучения используются также как бактерицидные, для дезинфекции и дезинсекции, сушки и нагрева.
На этих и других способах применения электроэнергии остановимся ниже.
Почти половина всей электроэнергии, используемой в сельском хозяйстве, расходуется на освещение и облучение. Для освещения используются лампы накаливания и газоразрядные лампы, устанавливаемые в светильники различного исполнения в зависимости от конкретных условий применения. Светильники используются для общего и местного освещения производственных зданий и сооружений, помещений содержания животных и птицы, жилья, культурных, спортивных, бытовых и многих других помещений, а также открытых пространств - улиц и площадей, кормовых и выгульных площадок, стоянок и мест ремонта техники при полевых работах и т.д. Облучательные установки применяют в зависимости от конкретных целей для: дополнительного облучения рассады овощей в теплицах для ускорения роста и развития растений; облучения растений при выращивании их в помещениях без естественного света; дополнительного облучения растений в теплицах для продления короткого естественного дня; облучения проростков зерновых и бобовых культур при беспочвенном выращивании зеленого корма из семян (гидропоника); облучения семян и клубней перед посевом; уничтожения вредных насекомых с помощью ультрафиолетового облучения (УФО); повышения продуктивности животных и птицы с помощью УФО; обогрева молодняка с помощью инфракрасного обогрева (ИКО); сушки и дезинсекции зерна ИКО, а также овощей и фруктов. Как видим, одно только простое перечисление основных способов использования освещения и облучения заняло достаточно места, при этом за каждым из перечисленных пунктов стоит соответствующая техника и технология, оборудование и теоретическая база. Для нормальной эксплуатации необходимы соответствующие знания и навыки.
Большинство машин и агрегатов, электродвигателей и другого электрооборудования, обслуживающего и ремонтного персонала, специалистов-электриков связаны с так называемыми силовыми стационарными процессами, потребляющими основную часть используемой в сельском хозяйстве электроэнергии. К ним относят процессы по обслуживанию животных на фермах (водоподъем и водоснабжение, заготовка, приготовление и раздача кормов, вентиляция помещений и искусственный микроклимат, уборка навоза и двоение коров и многое другое), процессы земледелия и растениеводства (машинное орошение и обводнение сельскохозяйственных угодий, послекомбайновая очистка и переработка зерна, электрификация процессов на закрытом грунте).
Значительное количество электроэнергии потребляют тепловые процессы на животноводческих фермах, птицефабриках, где электроэнергия используется для приготовления горячей воды, производства пара, тепловой обработки кормов, технологического оборудования и посуды, создания микроклимата, а также на предприятиях закрытого грунта, в теплицах, при сушке зерна, кормов и другой сельскохозяйственной продукции, для хранения сельхозпродуктов и др. К силовым стационарным относят новые процессы, основанные на новых способах применения электроэнергии и особых видов энергии, получаемой в результате преобразования электроэнергии, - УФО, ИКО и другие виды облучения животных и растений для повышения их продуктивности, электроискровую обработку почвы, электрическую и электромагнитную обработку воды, посевного материала, электронно-ионную технологию, а также привод технологического оборудования.
Большое значение имеет электрификация быта в сельской местности, поскольку дает огромный социальный эффект. Это использование электроприборов культурного и хозяйственного назначения, применение электроэнергии для приготовления пищи, горячей воды, отопления зданий, электрооборудование предприятий сферы обслуживания населения (общественное питание, прачечные, другие коммунальные, торговые и общественные предприятия).
Совершенно новыми областями использования электроэнергии в сельском хозяйстве являются такие достижения научно- технического прогресса, как сельскохозяйственная робототехника и электроника, содержащие различные электроприводы, электроаппараты, электрические схемы управления и регулирования и имеющие огромные области применения. Практически в настоящее время созданы лишь автоматизированные установки для поточного доения коров. Интенсивно развивающаяся вычислительная техника может быть с большим эффектом использована в работе сельского электрика. Весьма интенсивно в сельском хозяйстве используются различные электронные регуляторы и измерительные приборы самых различных технологических процессов, машин и установок. И, хотя они относятся к электронике, сельскому электрику приходится обслуживать и их. При этом следует отметить, что электроника и робототехника представляют собой еще мало разработанные области совершенствования сельскохозяйственного производства, где имеется широкий простор для творчества и инициативы.
Основными потребителями электроэнергии в сельском хозяйстве в настоящее время являются электроприводы различных механизмов, машин и поточных линий, а также систем вентиляции и микроклимата. Так, в процессе кормоприготовления на животноводческих фермах используется целая гамма различных машин, осуществляющих свои функции исключительно благодаря применению в них электроприводов. Очистка концентрированных кормов ведется на зерноочистительных машинах. Для измельчения этих кормов применяют молотковые дробилки разных конструкций, жерновые и вальцовые мельницы. В последнее время наибольшее распространение получили универсальные дробилки, имеющие молотковый барабан с шарнирно навешенными молотками и ножевой орган для предварительного измельчения таких кормов, как кукурузные початки, зеленая масса, корнеклубнеплоды, сено (например, дробилки ДКУ-1,0, КДУ-2, КДМ-2 агрегаты ОКЦ-15, ОКЦ-30). Для обработки сочных и грубых кормов применяют соломосилосорезки РСС-6, измельчители "Волгарь-5", ИГК-30А, корнерезки КПИ-4, мойки-корнерезки МРК-5, а для приготовления кормов - агрегаты КН-3, смесители кормов серии С и АПС, варочные котлы ВК-1, ВКС-ЗМ и др. Широко используются агрегаты для приготовления заменителя цельного молока АЗМ-0,8. Эти и другие машины и механизмы применяются как отдельно, так и в составе кормоцехов, где также используются различные транспортеры и питатели кормов, котлы-парообразователи. Все они снабжены электроприводами и системами управления. Например, широко распространенный кормоцех "Маяк-6" имеет установленную мощность электрооборудования 58 кВт, освещения - 4,5 кВт. Для раздачи кормов животным применяются стационарные и мобильные кормораздающие устройства. В качестве рабочих органов в них используют шнеки, ленты, скребки. Так, транспортер-раздатчик кормов внутри кормушек ТВК-80А снабжен приводным устройством с электродвигателем мощностью 4,5 кВт, платформенный раздатчик РКС-3000 имеет электрооборудование мощностью 8,2 кВт с довольно развитой системой управления, а пневмотранспортер кормов снабжен электрооборудованием мощностью 56 кВт. Такие процессы, как загрузка и выгрузка хранилищ, также осуществляются с помощью электрифицированных механизмов как механических, так и использующих сжатый воздух, например ПК-6,0, ТК-3, ТС-40С, ТПП-30 и многие другие. Их мощности находятся в диапазоне от 1,1 до 30 кВт. Аппараты для первичной обработки и хранения молока на месте дойки и последующей его переработки включают множество насосов различных типов, доильных установок, охладителей и холодильных установок, пастеризаторов, сепараторов и т.д.
Огромную область применения электроэнергии представляет собой электромеханизация процессов предпосевной и послеуборочной обработки, хранения и переработки зерна. Сюда входят универсальные и специализированные пункты для обработки и хранения семенного, продовольственного и фуражного зерна, заводы для обработки и хранения семян элиты и первой репродукции, цехи и заводы для производства комбикормов. Перечисленные производства оборудованы разнообразными машинами. Это зерноочистительные, сушильные, сортировальные, обеззараживающие, вентилирующие, транспортирующие и другие агрегаты, потребляющие электроэнергию. Количество электроприводов в них достигает нескольких сотен. Единичные мощности достигают сотни киловатт.
Электромеханизация водоснабжения и мелиорации включает электроснабжение и электрооборудование насосных станций, установок для орошения грунта — как открытого, так и в теплицах и парниках. В систему машин входят различные насосы, нагнетатели, оросители, увлажнители, гидропонные установки и т.п., в которых использованы электродвигатели, электроклапаны и распределители, испарители и другое электрооборудование.
Вентиляционные установки и установки микроклимата во всех отраслях агропромышленного комплекса насчитывают большое количество электрифицированного оборудования и систем управления. Сюда относят как отдельно устанавливаемые вентиляторы, так и целые комплексы для приготовления воздуха, общеобменной вентиляции и воздушного отопления.
Перспективную и стремительно развивающуюся сферу интенсивного использования электроэнергии представляет электронагрев. В настоящее время он включает электрический подогрев воды - прямой и косвенный, т.е. с помощью пропускания тока через воду или электронагревателями, электрическое парообразование, осуществляемые с помощью электроводонагревателей, электрокотлов и парообразователей. Электровентиляцию с подогревом воздуха и микроклимат (нагрев воздуха) осуществляют с помощью электронагревателей в электрокалориферах и теплогенераторах. С помощью электронагрева осуществляют обогрев животных и птицы элементными нагревателями, ИКО-нагревателями. Электрообогрев и воздушное электроотопление применяют в инкубаторах для инкубации яиц. Широко используют электрообогреваемые полы и стены в животноводческих помещениях, парниках и теплицах, где для электронагрева используют предварительно заложенные в обогреваемые поверхности нагревательные провода, например марок ПОСХВ, ПОСХП. С помощью электрических калориферов сушат зерно и сено в колхозах, совхозах, на вышеупомянутых зерноперерабатывающих предприятиях.
Электроэнергия используется для получения с помощью генераторов токов высокой частоты и ультразвука, используемых в сельском хозяйстве для тепловой обработки не проводящих ток материалов: сушки и дезинсекции зерна, семян трав, фруктов и овощей, сена, чая, табака, бобов какао, хлопка, шелковичных коконов. На ремонтных предприятиях и в цехах применяют токи высокой частоты для закалки и сварки металлов, плавки стали, цветных металлов и сплавов, заливки биметаллических втулок подшипников, пайки режущих инструментов и деталей, восстановления деталей способом наплавки металла, сушки электрических машин после пропитки их лаками, металлизации изношенных поверхностей рабочих органов машин путем распыления металла. Ультразвук используют для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур для повышения их всхожести, ускорения прорастания и повышения урожайности, для интенсификации мойки овощей, фруктов и тары на перерабатывающих предприятиях, для обеззараживания воды, пастеризации, стерилизации и гомогенизации молока и других продуктов и для многих других целей.
Совершенно немыслимо без электричества ремонтное производство, где электроэнергия используется для привода различных станков, например токарных, токарно-винторезных, сверлильных и шлифовальных, заточных, фрезерных и притирочных, трубогибных и резьбонарезных, различных линий, сварочных агрегатов и машин, деревообрабатывающих станков, сушильных и окрасочных камер и т.п. То же самое можно сказать и о подсобных предприятиях колхозов и совхозов, осуществляющих переработку сельскохозяйственной продукции, изготовление строительных материалов и изделий промыслового характера: в них электрификация позволяет значительно уменьшить долю ручного труда и интенсифицировать производство. На предприятиях агропромышленного комплекса электричество является единственным видом энергии, позволяющей механизировать и автоматизировать производство, поддерживать высокую производительность труда при наименьших затратах.
Даже беглое перечисление использования электроэнергии в сельском хозяйстве показывает, что благодаря электричеству существует и может функционировать большинство машин, механизмов и агрегатов. Электроэнергия - основа индустриализации и научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве.
Сельскохозяйственные потребители получают электроэнергию из государственной электрической сети, где электроэнергия вырабатывается тепловыми, гидравлическими и атомными электростанциями. На местах, в основном в качестве резервных источников, применяются передвижные и стационарные дизельные электростанции, расширяется применение ветроэлектрических установок и микрогидроэлектростанций, устанавливаемых на малых реках с быстрым потоком воды - в рассредоточенных сельскохозяйственных районах, особенно в высокогорных. Для передачи, преобразования и распределения электроэнергии предназначены воздушные линии электропередачи (BЛ) и трансформаторные подстанции. Все больше применяют кабельные линии. Трансформаторные подстанции строят как закрытые, так и открытые (напряжение - до 35 кВ, преимущественно 6-10 кВ, низковольтной распределительной сети - 380/220 В).
Как видно из изложенного, в сельском хозяйстве работает огромное количество разнообразного электрооборудования.
Преимущественную часть составляют электроприводы, электрические аппараты и комплектные устройства для распределения и преобразования электроэнергии целевого назначения - шкафы, устройства и пульты для управления агрегатами, поточными линиями, цехами, фермами, предприятиями. Как правило, в эти современные средства заложено большое количество различной электроаппаратуры и средств автоматизации. Работа на них, их обслуживание, наладка и ремонт требуют немалых знаний, опыта и любви к своему делу. Одновременно следует отметить, что именно электрооборудование диктует темп работы технологических машин, ее качество и уровень. Именно через электрификацию приходят в сельское хозяйство новинки научно-технического прогресса.
Однако в этом мире техники главным все же является человек, специалист-электрик. Без него трудно представить нормальную работу электрооборудования. Правильная эксплуатация, наблюдение за работой, при необходимости наладка или ремонт - вот залог успешной работы. В этих условиях сельский электрик - незаменимый специалист, а его труд - основа производства.
По книге: Шварцман А.З., Моя профессия - сельский электрик. - Москва: Энергоатомиздат, 1991.
