Розвиток методів оцінки безпеки електроустаткування ділянок вугільних шахт

12. Для однофазних замикань у різних фазах і точках мережі і при випадковому торканні людини корпуса електроустаткування, що знаходиться  між  двома точками однофазного замикання на заземлюючий контур, інтенсивність ураження людини електрострумом складе   при цьому середні інтервали часу між появами однофазних замикань в електроустаткуванні і кабельній мережі повинні бути  г і  г - відповідно, середні інтервали часу між відмовленнями захисного вимикання і МТЗ  г і  г - відповідно, а середній інтервал часу між випадковими дотиками до корпуса електроустаткування -  г. У тому випадку, коли захисне вимикання в процесі експлуатації не обслуговується ( ) інтенсивність ураження людини електрострумом збільшиться в 140 разів.

13. Якщо середній інтервал часу між відмовленнями захисного вимикання буде  г, середній інтервал часу між випадковими подачами напруги на кабель -  г, середній інтервал часу між порушеннями ізоляції кабелю -  г, а середній інтервал часу між випадковими дотиками людини до оголених жил кабелю -  г, тоді інтенсивність ураження людини електрострумом складе  

14. Аналіз статистичних даних МакНДІ показав, що не був зафіксований жодний випадок ураження людини електричним струмом при справному стані захисного вимикання.

 

 

1. Журавель Е.А. Анализ электробезопасности  и степени риска поражения человека электрическим током на угольных шахтах Украины // Збірник наукових праць ДонНТУ. Серія: ”Електротехніка і енергетика ", випуск 28: Донецьк: ДонНТУ. - 2001. – С.192 – 194.

2. Журавель Е.А. О возможности поражения человека электрическим током при эксплуатации электрооборудования на участках угольных шахт // Геотехнологии на рубеже ХХI века./ Под общ. ред. С.С. Гребенкина, Ю.В. Бондаренко – Донецк: ДУНПГО. – 2001. - Т.1. – С.148 – 153.

3. Ковалев А.П., Журавель Е.А., Шевченко О.А. Об оценке степени риска поражения человека электрическим током при эксплуатации электрооборудования на участках угольных шахт // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія: “Електротехніка і енергетика”, випуск 17: Донецьк: ДонДТУ. - 2000. – С.165 – 169.

4. Ковалев А.П., Журавель Е.А., Шевченко О.А. О степени риска поражения человека электрическим током при эксплуатации электрооборудования // Збірник наукових праць Донецького державного технічного університету. Серія: “Електротехніка і енергетика”, випуск 21: Донецьк: ДонДТУ. - 2000. – С.123 – 126.

5. Ковалев А.П., Муха В.П., Шевченко О.А., Журавель Е.А. О пожарной безопасности кабельных сетей 10 – 0,4 кВ промышленных и  бытовых объектов при их эксплуатации // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія: “Електротехніка і енергетика”, випуск 17: Донецьк: ДонДТУ. - 2000. – С.176 – 177.

6. А.П. Ковалев, О.А. Шевченко, Е.А. Журавель, М.А. Нагорный. Выбор надежности коммутационного аппарата, обеспечивающего пожарную безопасность шахтной сети электроснабжения // Взрывозащищенное электрооборудование: Сб. науч. тр. УкрНИИВЭ / Под общей редакцией доктора технических наук, профессора И.Г. Ширнина. – Донецк: ООО “Юго – Восток, Лтд”. - 2002. – С.161 – 164.

7. А.П. Ковалев, Е.А. Журавель, Ю.В. Товстик. О нормировании риска поражения человека электрическим током при эксплуатации установок // Уголь Украины. – 2002. - №2 – 3. С.60 – 61.

Особистий внесок здобувача: [3] – встановлена залежність частоти ураження людини електричним струмом при ремонтах електроустаткування; [4] – розроблена методика оцінки електробезпеки електроустаткування на ділянках вугільних шахт; [5,6] – визначена надійність системи вимикання захисного комутаційного апарата; [7] – обробка статистичної інформації, визначення ступеня ризику ураження електрострумом.

 

 

Журавель О.А. Розвиток методів оцінки безпеки електроустаткування ділянок вугільних шахт. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 – “Охорона праці”. Донецький національний технічний університет, Донецьк - 2002.

Дисертація присвячена питанням розвитку методів оцінки електробезпеки гірничого електроустаткування, що експлуатується на ділянках вугільних шахт. Запропоновані для використання норми на ступінь ризику ураження людини електричним струмом для основних видів електроустаткування. Розроблена математична модель, яка дозволяє виявляти та обгрунтовувати причини ураження людини електричним струмом і яка відрізняється від відомих тим, що крім ймовірності відмовлень елементів системи враховується також ймовірність перебування елемента у стані відмовлення. Це дозволяє точніше прогнозувати рівень електробезпеки устаткування, що експлуатується на ділянках вугільних шахт і визначати середній час до ураження людини електричним струмом, дисперсію цього часу, ймовірність знаходження системи в кожному із можливих станів і ймовірність ураження людини електрострумом. Запропонована нова структурна схема можливого формування випадків ураження людини електрострумом і схеми мінімальних електронебезпечних сполучень. На підставі отриманої математичної моделі, розроблена  “Методика оцінки електробезпеки електроустаткування на ділянках вугільних шахт”. Результати роботи апробовані на шахтах “Жовтневий рудник”,  “Глибока”, ім. Челюскінців державної холдінгової компанії “ДонВугілля”.

Ключові слова: електробезпека, однофазне замикання, захисне вимикання, захисне заземлення, максимальний струмовий захист, випадкові процеси, кінцеві Марковські ланцюги, інтенсивність ураження.

 

 

Журавель Е.А. Развитие методов оценки безопасности электрооборудования участков угольных шахт. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.01 – “Охрана труда”. Донецкий национальный технический университет, Донецк – 2002.

Диссертация посвящена вопросам развития методов оценки электробезопасности горного электрооборудования, эксплуатирующегося на участках угольных шахт.

На горнодобывающих, энергетических, топливных объектах наиболее часты случаи поражения человека электрическим током. В мире от электрических травм ежегодно погибают 25 тыс.чел., в том числе на производстве – около 15 тыс.чел., т.е., почти 60%.

Анализ статистических данных МакНИИ за период с 1991 по 1998гг. показал, что на угольных шахтах Украины число поражений электрическим током в установках напряжением до 1кВ составляет более 73%, причем значительный удельный вес приходится на кабельные сети (25,5%), пусковую и коммутационную аппаратуру (18,4%), а также на сети контактной электровозной откатки (более 18%). Поэтому задача, связанная с прогнозированием и оценкой вероятности поражения человека электрическим током от различных видов электрооборудования и обоснование норм надежности на защитное отключение и защитное заземление, при которых обеспечивается нормируемый уровень электробезопасности, является весьма актуальной.

В работе дан анализ существующих методов оценки электробезопасности. Обоснована нецелесообразность применения логико – вероятностных методов для оценки электробезопасности электрооборудования, так как эти методы не учитывают время нахождения элементов системы в необнаруженном отказавшем состоянии, а также сроков их профилактики, что завышает результаты расчетов.

Применение теории импульсных потоков для описания процесса поражения человека электрическим током дает неверный результат, если в системе присутствует хотя бы один невосстанавливаемый элемент, а использование математических моделей с применением условных вероятностей практически невозможно из-за сложности получения исходных данных.

В работе впервые предложены для использования нормы   на степень риска поражения человека электрическим током для основных видов электрооборудования, эксплуатирующегося на участках угольных шахт Украины. Обеспечение предлагаемых норм в условиях эксплуатации за счет задания и обеспечения норм надежности на средства защиты позволит свести случаи поражения людей электрическим током к маловероятной величине.

На основе Марковских случайных процессов разработана новая математическая модель, позволяющая выявлять и объяснять причины поражения человека электротоком при эксплуатации горного электрооборудования. Эта модель отличается от известных тем, что кроме вероятности отказов элемента системы также учитывает и вероятность нахождения элемента в отказавшем состоянии, а также позволяет определять среднее время до первого поражения человека электротоком, дисперсию этого времени и вероятность нахождения системы в каждом из возможных состояний.

Получены системы уравнений, позволяющие определять основные характеристики электробезопасности участков угольных шахт и обосновывать нормы надежности на защитное отключение и защитное заземление, а также выбирать сроки их профилактики, при которых возможно обеспечить нормируемый уровень электробезопасности оборудования.

Предложена новая структурная схема возможного формирования процесса поражения человека электрическим током, позволяющая представить участок угольной шахты в виде минимальных электроопасных совмещений, которые показывают как из отдельных независимых опасных состояний элементов системы (опасностей) формируется завершающее событие – поражение человека электрическим током.

Предложены новые зависимости частоты поражения человека электрическим током от частоты появления замыканий на заземляющую сеть, прикосновения человека к металлическим оболочкам или токоведущим частям электрооборудования, нарушения изоляции кабеля, подачи напряжения на оборудование (при ремонтах) и длительности существования этих опасных событий, а также надежности средств защиты и сроков их профилактики.

На основании полученной математической модели разработана инженерная методика: “Методика оценки электробезопасности электрооборудования на участках угольных шахт”, которая позволяет прогнозировать и оценивать уровень электробезопасности участков угольных шахт при эксплуатации горного оборудования и разрабатывать организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности труда горнорабочих. Результаты работы апробированы на шахтах “Октябрьский рудник”, “Глубокая”, им. Челюскинцев государственной холдинговой компании “ДонУголь”, что позволило научно обосновать надежность защитного отключения и защитного заземления, при которых обеспечивается нормируемый уровень электробезопасности.

Ключевые слова: электробезопасность, однофазное замыкание, защитное отключение, защитное заземление, максимальная токовая защита, случайные процессы, конечные Марковские цепи, интенсивность поражения.

 

 

Zhuravel E.A. Development of methods of electric equipment safety rating for sites of collieries. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.26.01 “Protection of labour”. Donetsk national technical university, Donetsk 2002.

The dissertation is devoted to questions of electrical safety rating methods for mining electric equipment maintained on sites of collieries. Norms for degree of risk of defeat by electrical current from basic kinds of electrical equipment are offered for usage. The mathematical model allowing to reveal and explain the reason of a defeat by electrical current is developed. This model differs from other well known models by fact that, except for probability of system element failures, it takes into account the probability of system element being in given-up status. The offered model allows to determine the average time up to a defeat by electrical current, dispersion of this time, probability of system being in each of possible statuses and probability of defeat by electrical current. The new block diagram of defeat by electrical current probabilities replacement and schemes of minimal electrodangerous combinations are developed. On the basis of received mathematical model,  “The technique of a electrical safety rating for mining electrical equipment” is developed. Results of work are applied on such mines as: “Oktyabrskiy rudnik”, “Glubokaya”, mine named by Cheluskinzev, state holding company “Don Ugol”.

Key words: electrical safety, single-phase short circuit, protective disconnect, protective grounding, maximal current protection, casual processes, final Markov’s circuits, intensity of defeat.