Розвиток методів оцінки безпеки електроустаткування ділянок вугільних шахт

Обґрунтування і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується коректним застосуванням основних теоретичних методів і методів, що базуються на експериментальних дослідженнях: теорії однорідних Марковських процесів; теорії матриць; теорії ймовірностей; моделювання явищ на ЕОМ; відповідністю обсягу даних спостережень РД 50-690-89 і ДСТУ 2864-94; гіпотезами про види розподілу досліджуваних випадкових величин, підтверджуваних з довірчою ймовірністю не нижчою ніж 0,95 і граничною відносною помилкою не вищою ніж 0,2; задовільною збіжністю результатів оцінки електробезпеки з даними галузевої статистики, позитивними результатами впровадження розробленої методики розрахунку і рекомендацій.

Наукове значення роботи полягає в розробці більш удосконаленої математичної моделі (для оцінки електробезпеки), що дозволяє прогнозувати ймовірність ураження людини електричним струмом від різних небезпечних факторів, які виникають при експлуатації гірничого електроустаткування. Вперше запропонована й обґрунтована нова структурна схема можливого формування процесу ураження людини електричним струмом. Ця схема дозволяє уявити реальну ділянку вугільної шахти у вигляді мінімальних електронебезпечних сполучень, що показують, як із окремих незалежних небезпечних станів елементів системи (небезпек) формується завершальна подія – ураження людини електричним струмом. Вперше запропоновані залежності частоти ураження людини електрострумом від частоти появи небезпечних факторів і тривалості їх існування, надійності захисного вимикання і захисного заземлення, а також термінів їх профілактики.

Практичне значення роботи полягає в удосконаленні методики розрахунку, що дозволяє оцінювати ймовірність ураження людини електричним струмом при експлуатації електроустаткування і засобів захисту. В обґрунтуванні норм надійності на захисне вимикання і захисне заземлення, при яких можна забезпечити нормований рівень електробезпеки.

Реалізація висновків і рекомендацій роботи. Запропоновані в роботі математичні моделі і формули прийняті МакНДІ  для подальших досліджень факторів, що впливають на електробезпеку при експлуатації електроустаткування на ділянках вугільних шахт. Основні наукові результати роботи використані: у державній тематиці ДонНТУ 0101U001194 “Розвиток основ теорії процесу ураження людини електричним струмом при експлуатації електрообладнання”, у нормативному документі “Методика оцінки рівнів безпеки систем електропостачання газових промислів, технологічних установок, електроустаткування і засобів захисту при їх експлуатації”, розробленому трьома організаціями: ДонНТУ, Російським ВАТ “Газпром”, російським державним університетом нафти і газу ім. І.М. Губкіна (2000р.), а також у розробленій двома організаціями ( МакНДІ і ДонНТУ) методиці: “Методика оцінки електробезпеки електроустаткування на ділянках вугільних шахт” (2002р.). Використання запропонованої в роботі методики на шахтах “Жовтневий рудник”, “Глибока”, ім. Челюскінців державної холдингової компанії “ДонВугілля” дозволило науково обґрунтувати надійність захисного вимикання і захисного заземлення, при яких забезпечується нормований рівень електробезпеки.

Особистий внесок автора полягає в розробці математичної моделі, що дозволяє прогнозувати ймовірність ураження людини електричним струмом від різних видів небезпек; у розробці нової структурної схеми (дерева відмов) можливого формування процесу ураження людини електрострумом; у встановленні залежності частоти ураження людини електричним струмом від частоти появи небезпечних факторів, тривалості їх існування, надійності захисного вимикання і захисного заземлення і термінів їх профілактики.

Апробація роботи. Результати дисертаційної роботи доповідалися на міжнародній науково-технічній конференції “Керування режимами роботи об'єктів електричних систем - 2000” (Донецьк, 2000р.), на XI міжнародній науковій школі ім. академіка С.А. Христіановича (Сімферополь, 2001р.), на науково-практичній конференції “Донбас – 2020: Наука і техніка - виробництву” (Донецьк, 2002р.), на II міжнародній науково-технічній конференції “Керування режимами роботи об'єктів електричних систем - 2002” (Донецьк, 2002р.), на розширеному засіданні кафедр “Електропостачання промислових підприємств і міст” і “Охорона праці й аерологія” ДонНТУ (03.10.2002р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 наукових статей у спеціальних наукових виданнях, затверджених ВАК України (2 одноосібно, 5 статей у збірниках наукових праць, 1 – в журналі).

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів і висновків. Вона містить 145 сторінок машинописного тексту, включаючи 32 рисунка, 11 таблиць, список використаної літератури із 75 джерел і додатків на 21 сторінці.

 

У вступі розглянута актуальність проблеми, визначена мета роботи, ідея, викладені основні наукові положення і результати, що виносяться на захист, і їх новизна.

Перший розділ роботи присвячений оцінці існуючих методів, що дозволяють оцінити рівень електробезпеки електроустаткування, що експлуатується на ділянках вугільних шахт. У  МакНДІ  вперше були побудовані і запропоновані структурні логічні схеми небезпечних ситуацій, що пояснюють причини, які приводять до ураження людини електричним струмом.

Використання логіко-ймовірних методів для оцінки електробезпеки електроустаткування дозволяє якісно визначити рівень електробезпеки, тому що в даних математичних моделях враховується тільки ймовірність появи події, але не враховується тривалість існування самої події.

Застосування теорії імпульсних потоків для опису процесу ураження людини електричним струмом, що враховує середній час перебування елементів у небезпечному стані, дає невірний результат, якщо в системі наявний хоча б один не відновлюваний ( не обслуговуваний в процесі експлуатації ) елемент. 

Математичні моделі, в яких використовуються умовні ймовірності, не дають можливості застосовувати їх на практиці, тому що одержати вихідні дані для розрахунків не  є можливим.

Застосування Марковських процесів для моделювання процесу ураження людини електричним струмом дозволить описати всі можливі випадки ураження людей електричним струмом при експлуатації електроустаткування й одержати відсутні для аналізу систем характеристики.