Основы обеспечение безопасности сельских нестационарных электроустановок (20.09.2010)

Автор: Еремина Тамара Владимировна

Подготовка промышленного освоения и массового применения устройств защитного отключения в России обусловили проведение широкомасштабного эксперимента, по проверке эффективности и надежности электрической защиты, принятого по инициативе АлтГТУ в 1998 г. совместным решением ГУГПС МВД РФ и Главгосэнергонадзора в России (таблица 5).

Таблица 5 – Обобщение результатов широкомасштабного эксперимента по проверке эффективности и надежности УЗО

Основные выводы и результаты исследований

В диссертации обобщены теоретические и экспериментальные исследования и решена научно-техническая проблема в области обеспечения безопасности сельских нестационарных электроустановок, имеющая важное социальное и экономическое значение.

Проведенные исследования позволили сформулировать основные выводы и рекомендации:

Состояние безопасности электроустановок на объектах АПК (в том числе и нестационарных) оценивается негативно, так как уровень риска превышает нормированный в 20…30 раз. Решение проблемы электрической и пожарной безопасности от электроустановок зданий и сооружений предоставляется важным для развития не только аграрного сектора экономики, но и в целом России. Основой повышения уровня безопасности является создание научно-методической базы, включающей на концепцию приемлемого риска, математическое моделирование, обосновавшие нормативного и технического обеспечение. Реализация этих задач создает предпосылки для массового применения в сельском хозяйстве новой технологии предотвращения несчастных случаев, аварий и пожаров от электроустановок.

Разработанная концепция системного подхода применительно к анализу и прогнозированию рисков электроустановки позволяет сформировать вероятностную модель «человек – электроустановка – среда», идентифицировать и классифицировать опасности, дать функционально-морфологическое описание СБЭ и обосновать показатели технической и экономической эффективности.

Предложенный метод имитационного моделирования на основе составления графических диаграмм типа «дерево» дает возможность перейти к количественной оценки влияния параметров СБЭ на уровень безопасности нестационарных электроустановок и сопоставить его нормированным значением риска.

Разработанный имитационный метод травмоопасных ситуаций идентифицируют четыре основных вида возможных электропоражений людей, возникающих при штатном и аварийном режимах нестационарных электроустановок.

Впервые разработанные математические модели позволяют оценить вероятность электропоражения человека, приводящего к различным последствиям (летальному исходу, инвалидности и временной потери трудоспособности).

На основании проведенной вероятностной оценки эффективности средств электрической защиты установлено:

- устройство защитного отключения с уставкой тока срабатывания 6 мА предупреждает поражение человека при возникновении эффекта «неотпускания», тем самым обеспечивается безопасность при эксплуатации передвижных электроустановок и ручного электроинструмента. При этом показатель уровня электробезопасности в зависимости от времени срабатывания защиты (0,02;…1,0 с) составляет(1,34;…2,98)?10-6 что в высокой степени приближается к нормативному значению.

Перевод объектов АПК на современную систему электроснабжения(TN–S,TN–C–S) в сочетании с комбинированной системой защиты «УЗО – зануление» обеспечивает при сохранении высокой эффективности УЗО надежность его срабатывания.

Повышение надежности и безопасности системы сельского электроснабжения потребителей может быть достигнуто с помощью периодического контроля тока утечки и мониторинга состояния изоляции электроустановок.

Разработанные метод и средства контроля, основанные на измерении дифференциального тока утечки, включающего его активную и емкостную составляющую, позволяют осуществлять как периодический контроль состояния изоляции нестационарных электроустановок, предотвращая, тем самым, возникновение однофазных коротких замыканий, так и автоматическое слежение уровня электрической изоляции. Метод реализуется путем создания разработанного измерительного прибора типа ИДТУ (для периодического контроля), а также с помощью блока сигнализации, встраемого в многофункциональное устройство защитного отключения, фиксирующего предаварийное состояние электроустановки.

Полученные статистические распределения тока утечки и установленные основные факторы, влияющие на его величину, позволяют определить уровни естественного фона утечки для различных видов нестационарных электроустановок, что явилось основой для создания типоряда уставок УЗО, обеспечивающих необходимый уровень безопасности и бесперебойность электроснабжения потребителей.

Обобщенные требования на УЗО, учитывающие физиологические нормы допустимых для человека отпускающих токов и фон естественных утечек тока в сетях, позволили разработать электрическую защиту, обеспечивающую безопасность человека и животного при прямом и косвенном контакте с электроустановкой, а также защиту от возникновения пожаров из-за неисправностей сетей и дефектов электроприемников, автоматический мониторинг изоляции сети.

Обоснован типоряд модифицированных УЗО, включающий многофункциональные электронные, гибридные электромеханические и переносные защитные аппараты. Технические характеристики и параметры УЗО обеспечивают надежную, помехоустойчивую его работу при всех возможных режимах эксплуатации НЭУ с учетом отстройки от токов небаланса, переходных процессов, нелинейности нагрузки и других факторов.

Разработанные УЗО (а.с. № 1484240 и патент №88848, РФ), параметры которых не уступают зарубежными аналогам, доведены до промышленного производства. Область их применения охватывает все имеющие объекты АПК (включая быт населения) и различные по своему назначению электроустановки, оборудование и электроприборы.

Разработанные виброзащищенный электрический (ИЭ-4204В) и пневматический (КЕ-16В) инструменты (патенты №79826 и №34112, РФ) по данным экспертов Республики Бурятии позволяют существенно снизить уровень виброзаболеваемости в промышленности и сельском хозяйстве.

Обоснован обобщенный метод системной оптимизации СБЭ дает возможность решить задачу выбора наилучшего варианта при различном качестве исходной информации, а также определить область приемлемых значений риска с учетом критерия «затраты – выгоды».

Сформулированы основные постановки задачи оптимизации, где в качестве критериев и ограничений могут выступать показатели технической и экономической эффективности СБЭ.

Метод оптимизации СБЭ был реализован при выполнении расчетов на объектах АПК с помощью программных комплексов АРИАС и СКБЭоптим. Показано, что применение системы «УЗО – автоматический выключатель» позволяет получить вероятности электропоражения Р(ЭП) и пожарной опасности Р(ПО) соответственно 0,711·10-6 и 1,421·10-6, их значения практически удовлетворяют нормативным требованиям.

Рассмотренный программно-целевой подход к управлению (обеспечению) безопасности электроустановок объектов АПК, в основе которого лежит создание совокупности мер законодательного, организационного и экономического характера, реализован в АлтГТУ посредством модернизации нормативной правовой базы, устраняющей ряд противоречий и несоответствий, касающихся использования новых методов проектирования и эксплуатации СБЭ. Так, принятые в Алтайском крае «Правила использования устройств защитного отключения…» устраняют отмеченные противоречия путем внесения в главы 1.7 и 7.1 (7-е издание ПУЭ) изменений и дополнений отдельных пунктов.

Экономическое обоснование целесообразности массового использования новой технологии предупреждения аварий, травм и пожаров должно базироваться на прогнозировании социально-экономических последствий опасных ситуаций с использованием разработанной методики оценки риска электроустановки.

Обобщение результатов широкомасштабного эксперимента, проведенного в различных регионах страны, подтвердило высокую надежность и эффективность устройств защитного отключения. Материальные ресурсы, вкладываемые во внедрение новой технологии предупреждения негативных явлений от электроустановок, окупаются на четвертом году ее эксплуатации за счет предотвращенного ущерба от электротравматизма и пожаров.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ

Ерёмина Т.В. Выбор средств защиты от электротравматизма в быту сельского населения [Текст] / О.К. Никольский, А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Техника в сельском хозяйстве. – 1986. - №4. - С. 34-36.

Ерёмина Т.В. Основные направления развития комплексной системы вибробезопасности труда при использовании ручных машин ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2004. - №2. – С. 41-43.

Ерёмина Т.В. Интегральный метод оценки влияния производственных факторов на условия труда [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2005. - №3. – С. 48-50.

Ерёмина Т.В. Вероятность возникновения и развития вибротравматизма у рабочих виброопасных профессий [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2005. - №9. – С. 40-43.

Ерёмина Т.В. Повышение вибробезопасности ручных машин ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина М.С. Тимофеева // Безопасность труда в промышленности. – 2007. - №3. – С. 39-40.

Ерёмина Т.В. Снижение вибрации в пневматической ручной машине ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2007. - №5. – С. 21-23.

Ерёмина Т.В. Прогнозная оценка условий безопасности средств малой механизации [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2008. - №5. – С. 63-64.

Ерёмина Т.В. Эффективное средство виброзащиты для ручного молотка ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. – 2009. - №3. – С. 36-37.

Ерёмина Т.В. Оптимизация техногенной безопасности [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009. - №5. – С. 12-15.

Ерёмина Т.В. Оценка эффективности систем комплексной безопасности электроустановок низкого напряжения [Текст] / А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009. - №5. – С. 4-6.

Ерёмина Т.В. Обеспечение безопасности электроустановок: состояние и перспективы [Текст] / П.И. Семичевский, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009. - №5. – С. 24-25.

Ерёмина Т.В. Принципы построения системы безопасности сельских электроустановок [Текст] / Т.В. Ерёмина // Ползуновский вестник. – 2009. – №4. С. 40 – 44.


загрузка...