Розвиток методів оцінки безпеки електроустаткування ділянок вугільних шахт

Ймовірність ураження людини електричним струмом протягом часу  , за умови, що   визначається наступним способом

  ,                                                     (8)

де   - інтенсивність ураження людини електричним струмом.

У роботі показано, що при випадковому дотику людини до корпуса електроустаткування, який знаходиться під напругою при однофазних замиканнях у різних фазах і точках мережі,  неврахування  часу перебування захисного вимикання і МСЗ у відмовному не виявленому стані, а також тривалості існування замикання фази на заземлюючу мережу і тривалості торкання людини корпуса електроустаткування занижує результат розрахунків у  разів.

Якщо пристрій захисного вимикання у процесі експлуатації не обслуговується, тоді рівень електробезпеки погіршиться в 140 разів. 

На рис.3 показана зміна інтенсивності ураження людини електричним струмом  залежно від частоти  виникнення однофазних замикань у кабельній мережі   і однофазних замиканнях на корпус електроустаткування  .

Для випадкового  дотику людини до струмоведучих частин електроустаткування при його ремонті у роботі визначений середній час, протягом якого захисне вимикання повинне працювати безвідмовно, при щозмінній перевірці його  , щоб ризик ураження людини  електричним струмом був мінімальним  . Ця величина повинна складати не менше 981г.

З наведеного аналізу видно, що якщо засоби захисту не загрубляти (відключати), тоді нормований рівень електробезпеки (табл.1) на ділянках вугільних шахт  України можна забезпечити за рахунок якісного контролю працездатності засобів захисту відповідно до нормативних документів.

Таким чином, завдання підвищення електробезпеки на ділянках вугільних шахт повинне вирішуватися комплексом заходів, тобто поліпшенням характеристик усіх ланок захисту.

 

У дисертаційній роботі поставлене і вирішене актуальне для вугільної промисловості України наукове завдання, що полягає в розробці математичної моделі й аналітико-експериментальних залежностей, які  дозволяють прогнозувати рівень електробезпеки устаткування, що  експлуатується на ділянках вугільних шахт.

Основні результати виконаної роботи полягають у наступному:

1. Зроблений аналіз можливості застосування логіко-ймовірних методів для оцінки електробезпеки електроустаткування показав, що їх застосування значно завищує результати розрахунків інтенсивності ураження людини електрострумом, тому що вони не враховують час перебування елемента мережі у  невиявленому стані відмовлення, а також терміни їх профілактики.

2. Аналіз статистичних даних про випадки ураження людини електричним струмом на вугільних шахтах України за період з 1991 по 1998 рр. показав, що в галузі в середньому через кожні 3,5 місяця відбуваються випадкові ураження людини електричним струмом у дільничних мережах напругою понад 1кВ і через кожні 4 місяці – у дільничних мережах напругою до 1кВ. Ураження людини від дотику до контактного проводу відбувається в середньому через кожні 5,3 місяця, а при експлуатації комутаційних апаратів напругою до 1 кВ – через 4,8 місяця.

3. Аналіз варіаційних рядів, отриманих по статистичним даним МакНДІ за період з 1991 по 1998 рр. показав, що інтервали часу між ураженнями людини електричним струмом не суперечать гіпотезі про експонентний закон розподілу ймовірностей.

4. Розроблені і запропоновані норми на частоту появи випадків ураження людини електричним струмом (ступінь ризику) при експлуатації електроустаткування, отримані довірчі інтервали з довірчою ймовірністю 0,95. Довірчі інтервали показують, що якщо не вводити нових  кардинальних рішень для запобігання електротравм, то щорічно частота ураження людини електричним струмом у 95% випадків буде попадати в розраховані довірчі інтервали для 9 видів електроустаткування і лише в 5% - ні.

5. Вперше запропоновані для використання норми   на ступінь ризику ураження людини електричним струмом для основних видів електроустаткування, що експлуатується на ділянках вугільних шахт України.

6. На основі Марковських випадкових процесів запропонована нова математична модель, що дозволяє виявити і пояснити причину ураження людини електричним струмом при експлуатації гірничого електроустаткування. Одержані нові залежності ймовірності ураження людини електричним струмом від частоти появи однофазних замикань на землю, порушення ізоляції кабелю, подачі напруги на електроустаткування і кабель, дотику людини до  оболонок чи струмоведучих частин устаткування і тривалості існування небезпечних подій, надійності захисного вимикання, захисного заземлення і термінів їх профілактики.

7. Одержані нові логічні “дерева”, що пояснюють причини ураження людини електричним струмом при експлуатації електроустаткування і схеми мінімальних електронебезпечних сполучень.

8. Розроблена методика оцінки електробезпеки гірничого електроустаткування, що експлуатується на ділянках вугільних шахт, яка дозволяє прогнозувати рівень електробезпеки,  задавати норми надійності на захисне вимикання і захисне заземлення, при яких забезпечується нормований рівень електробезпеки.

9. Для високовольтного електроустаткування показано, що якщо не враховувати наявність у мережі А30-6, то інтенсивність ураження людини електричним струмом збільшується в середньому в 735,5 разів.

10. Якщо середній інтервал часу між відмовленнями захисного вимикання буде складати  , а терміни його профілактики   г, тоді інтенсивність ураження людини електричним струмом при випадковому дотику до струмоведучих частин електроустаткування складе   при цьому середній інтервал часу між випадковими дотиками повинен бути  г, а середній інтервал часу між випадковими подачами напруги на устаткування -  г.

11. При однофазному замиканні на корпус і випадковому дотику людини до нього інтенсивність ураження його електрострумом буде дорівнювати   при цьому середній інтервал часу