автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Исследование электробезопасности и разработка средств модификации напряжения в электроустановках до 1000 К

и Д. 9 Д

ВСкУСЬЭЛчЙ НАУЧНО-ИСС ЛЗДОЬЛ'ШИЖИа ИНСТИТУТ ОХРА1Ш ТРУДА СВК||

На правах ц/кописи УДК: 614.ь25-06Ч:<-Л.316

(Ь'ЬйДО.-ЛСКйй Николай Львович

ИССЛЕДОВАНИИ УЛьКТРОЕЕЗОЛАСНОСТй Л РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ИНДИКАЦИЙ НАЛРЧЯШЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1000 И

Опеничльность 0-?.26.01 - Охрана трудп и покорная безопасность

АВТОРЕФЕРАТ л.н:с( | таник на соискание ученой степени кчмдидцта технических неук

Санкт-ЛетерЛург

- г -

Работ- выполнена во Всесоюзно« ордена "Знак Лочетэ" паучно-мсследовательском Институте охрани труда CBKiJ в Санкт-Петербурге.

Научный руководитель: канди.^т технических наук, старший научный сотрудник Далъмов А.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Неуков B.C. кандидат технических наук, доцент Бектобеков Г.В.

Ведущая организация: Т110 "Леноблжилкокхоз"

Запита состоится "<2/ " Cohj^ZfiX 1992г. в 10со часов на заседании специализированного совета К 021..01 во Всесоюзном научно-исследовательском институте охраны труда /ю адресу: 191187, г.Санкт-iietepOyr г, ул.Сури'ангва, д.З.

С диссертацией иожио ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института охраны труда СВКП.

Автореферат разослан " UtdpTlL 1992 г.

Учений секретарь специализированного совета

Декченко ¡¡.И.

.ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из, главных принципов государственной политики в области охраны труда является широкое использование достижений науки, техники, передового отечественного и зарубежного опыта по олране труда, стимулирование нозьи разработок и внедрение безопасной техники, технологии и средств заииты работающих.

■ Увеличение числа различных типов электрооборудования, особенно напряжение« до 1000 В, приводит к возрастанию интенсивности контактов с нин персонала и, как следствие ¿того, к увеличении вероятности возникновения электротравм. Анализ электротровкатизна-на объектах потребителей электроэнергии' /Гордон Г.В.(1983), Вышинская И.Я. (1988)/ показывает эго стабильный уровень за последнее десятилетие, причем глектротрав-матизы в электроустановках напряжением до 1000 В составляет более 6^/« всех электротравм с тяжёлым' и смертельным доходом. Отсутствие тенденции к сокращению (до приемлемого уровня)-электротравматиаиа свидетельствует о необходимости детального-исследования всех факторов, формирующих электротравмоспасные ситуации и ставит решение вопросов повышения электробезопос-ности в число наиболее важных.

Недостаточная разработка способов (моделей) оценки эффективности применяемых при эксплуатации электроустановок элекчровацитных средств не позволяет оптимизировать их состач, выявить перспективные направления развития,, а'также рационально использовать капиталовложения на обеспечение безопаг- ух условий труда. Обоснованно оценить эффективность средств и способов 391цитн от поражения током кожио только но осночо

комплексного анализа всех причинноследственнцх связей форми-руладх алектротравмы в'састеке "человек-злектроустановка-сред-ства защиты". Применение при моделировании процессов возникновения алектротрави логико-ввуятностных методов исследования позволяем количественно оценить значимость различных факторов в деле обеспечения электробезопасности.

В свази с развитие:, вероятностных подходов к вопроса к обеспечения охрани труда, в результате которых техника безопасности заменяется теорией риска, позволявшей обнаруживать наиболее рискованные звенья производственных процессов и рекомендовать оптимальные путл их реконструкции или замени, требуется исследовать суиествуьцие значения риска электротрр^матизка и определить границы приемлемого (допустимого) риска злектро-лорэл-лип с целью обоснованного нормирования предельно допустимых токов и обеспечения гарантированного уровня электробезопасности.

Одной из главных задач в области злектробезопасности является предупреждение ошибочных и.опасных действий людей, ьсаимодействукдкх с электроустановками, позтому целесообразно болз.мес внимание уделять совершенствования. такого электро-зэ'дитного способа, как предупредигзлхная сигнализация, составной частью которой явлшстся средства дистанционной индикации п.ирнлепая. Разработка и внедрение аффективных средств индикации напряжения позволит значительно сократить глектротразмз-тии: вследствие предупреждения прямых прикосновений к токо-волупнм частям электроустановок находящимся под напряжением.

Актуальность работы подтверждается такье тег:, что она ( чголчйлгел в соответствие с постановлением ГКНТ СССР от 30. 10. кЪЪЬ по. реьекпь ко у чн о-тохнической программы па 1986--¡:?;0 г г, 0.74.0с. /;••:••. -и;; • иг/.

Целью работы является снижение электротрэвяьтизиа hü объектах потребителей электроэнергии напряжением до 1000 В на основе анализа модели формирования электротравм, исследовании допустимого риска электропоражения и разработки эффектиз-ных средств дистанционной индикации напряжения. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

1. Разработана логико-вероятностная модель формирозания электротравмоопасных ситуаций для системы "человек - электроустановка - средства защиты".

2. Выполнен количественный анализ эффективности функционирования электрозакитных средств /способов/ и выявлен наибо- ; лее перспективный класс средств предупреждения электротравматизма - индикаторы напряжения.

3. Исследованы уровни риска электропорэхения, прсдлокено значение приемлемого /допустимого/ риска электропорааеиия и на его основе рассчитаны значения предельно допустимых токов для кратковременного рекима воздействия.

Разработзна конструкция высоконадёжного срэдствз дистанционной индикации напряжения.

На защиту выносятся: •

1. Л:гико-вероятностная модель форвирозания электротрави в электроустановках о заземлённой нейтралью напряженней до 1000 3.

2. Результаты исследования предельно допустимых тсксв с ■ учётом приемлемого риска электропоракёния. . ■

3.. Конструкция индикатора для дистанционного контроля напряжения, до 1000 В.

IiSI2SiLilS£5^ü2S2iIiiIi' ¿»РИ проведении исследований нспо;п'- ' "зозчлись ?лр"витм теории клдЗзности сл'огнкх тохаичесгду . тг.\ i>i^ciiTH'V<4; оттмстик;'. ;>':-• с-

\

верность научных положений и выводов основывается на исследс;.а~ мип шрокоги круга факторов, формирующих влектрочраим»!, «остаточной представительности массива исходных данных и подтав?ЕД.|~ стон полокигалышм»; результатами испытаний разработанного .устройства,

Нгучная новизна. В работе впервые выявлены количественный й.-тономарности элективного функционирования электроаавдтних (•рулета для нопряления до 1000 В в структуре иодели формирования электротревм системы "человек - электроустановка - средство

р'шеты".

Обоснована методика расчёта предельно допустимых токов >ч«том конкретного значения приемлемого риска электропораае-

КПЛ.

Р-ззработана высоконадёжная конструкция индикатора для дистанционного контроля напряжения. ■

Практическая ценность, разработанные в диссертационной работе основные положения позволили

оценить о1$фективность применяемых в электроустановках напряжением до 1000 В. с заземлённой нейтралью алектрозащитних средств /способов/;

обоснованно, с учёто:«' значения приемлемого /допустимого/ риска электропорезизния, нормировать предельно допустимые токи;

снизить уровень влехтротраагагизка 8 электроустановках путём предупреждения электротравм вследствие внедрения высоконадёжных индикаторов для дистанционного контроля нвпряьения.

Репликация результатов работы.Основные положения по расчёту предельно допустимых токов для кратковременного ре/лма воздействия с учётом приемлемого риска злектропоражения частично реализованы в новой редакции ГОСТ 12.1.036-62 СС£Т "Злектро-безопасность.Предельно допустимые значения напряжений- прикос-

новений и токов" /Иостанозленио Госстандарта СССР от ¿4.12.87 "¿4878/. Пакет дистанционного индикатора напряжения прогёл успешные испытания на предприятиях территориального производственного объединения "Леноблкилконхоз" и рекомендован для внедрения. Ожидаемая социальная эффективность использования индикатора напряжения заключается з спадении (предупрежден:!;.) ■ электротрэзкзтизна на 21/». Ожидаемый экономический эффект от внедрения индикаторов в народное хозяйство составит 214,2 тис. рублей в год.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены нз Всесоюзной научно-технической конфзрен-ции "Актуальные проблемы охраны труда в промышленности" /Ленинград, 1936 г./; на семинаре "Влияние неблагоприятных факторов на работоспособность ладей" /Пенза, 1987 г./; на научно-технической конференции "Вопроса электробезопасности : проиыклен-ности" /Иваново, 1989 г./;,на всесоюзном научно-техническо'.: семинара "Перспективные технические средства обеспечения электробезопасности в промышленности" /Севастополь, 1939 г./; на секции Учёного совета ВНй«0Т /Ленинград, 19о8,1990 гг./.

Публикации. Основнк^' результаты исследований изложены в 7 печатных работах.

Объём "эботы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и-списка литературы. Она содержит 136 страниц машинописного текста 19 рисунков, 3 таблиц и 2 приложения. Список использованных источников включает 114 наьменовг чй.

ОСНОВНОЕ СОДЕГкАНИР РАБОТЫ'

.ЕРЗАЯ уЛАЗА посвяаона анализу истодов расчёта пок'"гд-грлгй_£1Лг.ктгобеясппсности и способов чпделлров'тт пр<ч;?<;оов

^it)KT4)OT{iv%v i-.iijbi'a. ОуыествеилыВ вклад в исследование ътчл вопросов внесли работы А.И.Якобса (1978), В.П.Холосюка (I960),

И.Косарева (IS'J3), В.И.'Руцкого (193-0, А.И.Сидорова (1986) >; других. Для енелизз алзктротравкатизь'а и разработки мер по •ore л^дупреадени» настоящее время используются статвсти-чес..из и технические методы, которые позволяй! оценить уро-ьлектротрзь: атиэма при лсмощп показателей коэффициента Частоты, тяготя и др. Используя данные методы >/оаяо оценить •кмоту глектротравм, травмоопасность отдельных узло* и обо-pi до «¿кия и др. Однако устоды ке учитывай случайного харак-. гера олектрограегатка^а и ке позволит выявить простракстзеи-¡ш-времекн,,« структурную связь событий, приводящих к травмам количественно рассчитать степень важности отдел!..ых событий ? втой структуре.

В последнее гремя широкое распространение при исследова-1. .и »лектр.'безопасности получ! и методы, основанные на исполь-ооьонпи теорий вероятностей. Были «ведены такие вероятностные характеристики алектротрв'вкагигхв;кок уровень saricTpojfaaondc-иости и уровень опасности элг-ктрспорахения, отрькаюаие случайней характер возн;::'ногения глектротравм. Яа основе вероятностного подход?! предлолен ряд гетсдсз оценка Електробеэопес-ности отдельных адектроприомнияов, отраслевых улектроустано-вок и др. Однако показатели злектробезспасности, получаемые и результате расчётов характеризуют безопасность определенного i колества лвдей, гзеи«сдействуюздх с электроустановками, .• и цэлом. Лог'Тому с их понощью невозможно проанализировать и выявить отдельные факторы, оказывгвдне наибольшее влияние на процессы формирования злектротрави.

С целью анализа влияния различных факторов /ссбытий/ на процессы ъсзнккг'аеиая электротравморпасгш>. ситуаций /Г^ОС/

проведено исследование елособое ноделирозс..ия блектрсгрза.'-лтк- -уа. Изучение литературы покрало, что наиболее эффектов:-:ы7 способо- уатегатического х'оделироьания и анализа процессов фсрпцровзния электротрвз:.! является метод "дерега отказе»". Существенным недостатком «ззестьых моделей алек'.^стрил-является ноучзт ряда событии, которые на практик-? оказывают значительное влияний на возникновение ьлегтротр»'»'.'. К подобны« событияг относятся: прикосноа?н.гя че^ове-гга к токг--веа>ииу частям электрооборудозания с повреадённей изоляцией; ошибки * фазироак«, з результате которых фазное илпрялен«? появляется на корпусах электрооборудования; отсутствие пере-ностных заземлений на рабочем "есте; окибочные подучи й^прн-»"иия на участки регента электрооборудовании я др.

данные литературы еввдетелтетьукт, что пра;-°ненйе логкгг--игррятностных методой расчета нг. ложи ости слоиа'" тгз-яачеег-и систем при исследовании ь-оделгИ формировании олг-,тгро?^в» П"ййгляет количественно оцепить значимость отдвльны> «г1"»»!ггг в труктуре "одели с целью оптимального резервирования ?л«ч'«н-тгя и рационального воздействия.ир повышение уровня злеггг'4-^еяопасности.

ЬТГРАН ГЛАВА «освящена исследованию структуры модели . ОТ ОС при взаимодействии персонала с группой электро-отяновот сети напряжением 380/220 В с зазе?...1;яной нейтралью.

Анализ формирования электротравм показывает, что случаи пер" ?ечия т^ксп возникают только при условий совладей !я вреуяч и в прсс!^?яот?е трёх основных групп событий: ж."сппг-ное" электроустановок /пробой изоляции на корпус,

гтурытих тркоиедуших частей,■доступных для пр;|;:сс-■чпвеяия и др./» 2."опчсксе" состояние-человека /слупйяо" прин^еи^п-ние к н',вр*гд;!чн',?,$ корпусу рлегтро!с"пчр»»а илл "

-ю-

честя1.' пЪд яглрялензек/; ¿."опесное" состояние ьзц^^ы от лоразйная током /отказ или отсутствие элехтро-ьу^кткых способов, среден/Процесс формирования,Э1СС представлен в виде мзтсиати-чаской модели /"дерево отказов"/« структура которой показана на рио.1. > состоит из 16 элементов /событий/: - при-госнозение человека к токозедущш частя:.: электроустановок, находящиеся под напряжение:-; Х2 - прикосновение человека к ' тек о и еду вд;.: ч&счя:: алектроустановок с повреждённой изоляцией; Х3 - ошибочная подач?. напряжения на электрооборудование, на-ходлщееся в ремонте; - прикосновение человека к корпусу ."л-жтррустйновки; Х^ - прикосновение человека к повреаденнсиу проводу ¿¿Л; Х^ - отказ или отсутствие блокировок, ограждений; Хг, - отказ или отсутствие индивидуальных злектрозациткых средств, ль - отказ или отсутствие средств индикации напряьсе-. 1ыя; л,-} - отказ или отсутствие устройств азцитного отключения; л^д - повреждение изоляции тскоаеду^чх частей электроустановки; Хп - отсутствие переноа-кого заземления на рабочем месте; >.т2 - ошибка в фазировко, в результате которой фазное напряжение появляется на корпусе электроустановки; Хтз - пробой изоляции на корпус электроустановки; Х^ - отказ работы системы заиуленкя; Хт^ - обрыв фазы Г,311 с замыканием на землю; Х^ -- отказ иаксиг/ельно?. токовой защиты ЛЭЛ.

Недель построена но основании анализа актов тяжёлых и с: <:< т4;л ;шх глектротраг:^ в саектроусгановках, напряженнее до ЮСО 1: (3615 случаев) га 1966 - Т?Ь9 гг. Анализ показывает, что в подавляющем большинстве случаев (99,формирование ЭТОС происходит по щеоти различным путям /вариантам/. Каждый возможный путь рлгьитлп ЬТСС может содержать от двух до четырех логически последовательно соединённых событий /элементов/.

Рис. I. Логикэ-зсрояткомная модель электротрз.л'с-опаснкх ситуаций в злоктроуотчиоэках

няпрпябниси до IGOO 3

¿'едлпз: циа ¿ТСС проиЬходит- только при совместном и одновременной почрлон!,,; всех событий, входящих в один из возможных путей формирования ЭТОС. События, которые приводят к появлению условий для формирования ЗТОС,-представляют собой возникновение ''опасных" состояний электроу-станоЕсредств защиты и персонала.

Логический функция электроопасного состояния модели ЭТОС продставлзнная в дизъюнктивно нормальной форме ш.еет следующий вид:

Х1 Х6 а8 Х9

Х1 Х0 Х9

2(Х() -

Х2 лЮле

А3 Хи

Ч Х12 Ч Х1$ Х1Ч Ч Х15 Х16

(I)

Для расчёта вероятностной функции электроопасного сос-' тэянии модели выражение (I) преобразовано к ортогональной дизъюнктивно нормальной форме /ОДКФ/» состоящей из 16 столбцов и ¡33 строк. Каждому событию г.сдели ЗТОС - Х^ соответствует определенная вероятность "опасного" состояния - Р^. Переход от логической к вероятностной функции электроопасного состояния модели - Г(1) осуществляется при попощи теоремы сложения вероятное гей несовместных событий :

I

г<1> - г (п т^ .

(2)

С ц°лью повышения объективности исходной «(¡формации /численные значения вероятностей "опасного" состояния элементов модели - г / использовались совместно - массив стотисти-1

ческих данных о тяжёлых и смертельных электротравмах на обьек-

тех потребителей электроэнергии напряжение" 380/220 3 за 15о9 год /945 случаен/ и численны» сценки ве. оятностей возникновения ряда событий в моделях элоктрспоралений, обнаруженные в литер;туре. Количественные значения ^ находились в пределах от 0,41-1и"5 до 0,46. Подставляя эти данные в »црэкенчо (2) получаем величину вероятности возникновения ЭТОС при сбслух.ив.1-нии группы электроустановок в течение гсда равной:

Р(Ъ =ХП = 4,81-Ю-6; (3)

Для количественного анализа влияния элементов модели на условия фориирозания ЭТОС был использован !.<етод оце!1ки важности элементов структурно сложных систем, применяемый з теории нг.дойности. При отсутствии информации о значениях вероятностей "опасного" состояния элементов модели степень их важности для реализации ЭТОС количественно цоке? быть оценена при покоци критерия "опасный вес" элемента - который определяется из следующего выражения:

6: (4)

где 1,К - число элеиеатзрных конъюнкций исходной логической функции представленной в.

ОДНФ, содержащих Х( и его от^ицание-7^ соответственно;

ро.чги соответствующих элементарных конъюнкции.

"Опасный вес" элемента характеризует только местоположение элемента в структуре (/одели и представляет собой отношение числа таких критических безопасных состояний модели пр" которых переход в "опасное" состояние данного элемента приводит к роз"чкноврчию ЭТОС, к числу всех возможных состояний. ?п-.-гьг.—

\ - 14 -

\

хы рл- ¡?та "опасного веса" алеиентов. представленные на рис.2 свидетельствуют, что наибольшую значимость в формировании ЭТСС ш;екя элементы, связанные о "опасными" состояниями человека. Дзлее по степени важности, следуют элементы, определяющие "опаснее" состояния средств защити и "опасные" состояния зяп1. гроустаноьок.

Цри наличии информации о значениях вероятностей "опасны«'1 состояний элементов их влияние на процесс формирования .Л С количественно определяется при поиоща критерия "опасной значи;.:ост; " элемента - 3^. "Опасная значимость" элемента х.чрчкгеризует условную вероятность возникновения ЭТСС при условии "опасного" состояния данного элемента и численно равна приращению "опасности" всей систе:.:ы при изменении . .роятности "опасного" состояния 1-го г.ле:;ента с нулевого значения до единицы (абсолютно "опасное" состояние). "Оп&сна'я значимость" -ч-еита сг-оделяется по следу/^ей формуле:

3. ¡(0) , Х5)

где , - вероятность ''опасного" функционирования «одели при абсоль^но "опасном" и Рбсольт-но безопасном состоянии 1-го элемента сгответственно.

другим аахны!: критерием, характеризующим степень валкости злсг.ента в структуре модели ЭТСС является показатель "огесний вклад" элемента - "Опасный в тая д" элемента лпрактеризует вероятность "опасного" функционирования системы (модели) в зависимости от "опасного" состояния данного злекен-т», и определяется из следуюдгго выражения:

Результаты расчётов свидетельствуют /рис.2/, что максимальным вкладом в обеспечение безопасности обладают элементы, связанные с отказами или отсутствием редств индикации напряхения и устройств знатного отключения.

Таким образом, для наиболее эффективного снимания злектротравматизма необходимо наряду с совершенствованием организационных мероприятий, позволяющих снижать вероятность "опасных" состояний человека, большее внимание сл дует уделять разработке и совершенствовании существующих средств зациты, особенно средств индикации напряжения.

ТРДТ1Я- ГЛ'ВА посвящена исследованию и нормированию показателя риска злектропораыения ;; предельно допустимых токов. Одниы из основных понятий козого подхода к обеспечению безопасности на производстве, основанного на вероятностном анализе надёжности всех элементов системы "человек-машииа--звщитные средствз-среда" и оценке возможного материального ущерба ст травматизма, является понятие приемлемого риска воздействия вредных н опао.^х производственных факторов, т.е. риска для здоровья (жизни) людей который неразличим на фоне действия прочих природных и антропогенных опасностей. Однако до настоящего времени нет единой точки зрения на адекватные количественные ¿?етоды оценки риска в алектпобооопасности и его нормирование.

Существует множество вариантов определений Понятия риска, вввиспцих от специфики задач, стопих перед исследователями. Применительно к электробсзопасности, риск электротрпвмиропа- . нип представляет собой ?«рпптность возникновения на определён-

ной интервале времени электротравмы с человеком, принадлежа- • щим к определённому «ножеству людей. Показатель риска электротравматизма Язт является обобщающим (интегральным) количественным критерием, полностью характеризующим степень электробезопасности всей системы "человек-электроустановка-средства защиты". Риск электротравматизма исходя из данных статистики определяется по формуле:

М0 = м}Т/лг , (?)

где количество электротравк в определенной группе лкдей за данный период времени;

Я - количество людей в группе.

Поскольку наиболее объективно з стат'/отика несчастных случаев представлены данные о смертельных травмах, то в большинстве случаев показатель риска определяют по отноаению к смертельному исходу травиы (электролоражение).

Состояние полной безопасности, т.е. абсолютное исключение риска электропорзхения 0) невозможно, поскольку в системе присутствует человек и вследствие того, что реально воздействующие на человека токи превышают пороговые ощутимы?. Поэтому возникает потребность определять показатель приемлемого (допустимого) риска электропоражепия.

Допустимый риск в разных сферах деятельности колеблется от 1-10"^ до 1-Ю"7 из расчёта на один год. Показатель риска электропоражения для ряде европейских стран находится в пределах от 0.8-10~6 до 7,6-Ю"6.

На основе исследования различных подходов к нормированию показателя,приемлемого риска ч его фивтиче^ки* зрачки* предложено на ближойяие 3-5 лет ирпппть чокзуятел' приемлемого

риска электропоражения, не превышаем ото аначеиаз

определяется по отношении ко всоку населению в течение одного года. Иеаду риском электропоракения и вероятностью превышения тока при электротравме нормативного значения имеется пряная аналитическая зависимость. Поэтому практически« использованием введённого показателя приемлемого риска алектропорсжения дольем стать первскотр существующих нору па предельно допустимые токи.

Известно, что для пороговых ощутимых и неотпускащих токов характерен нормальный закон распределения, а фибрилляцзок-ные токи подчиняются логарифмически нормальному закону. Расчёт нормативных значений допустимых токов для кратковременного режима воздействия производится по выражению:

(8)

-На"10

где Ц({д1(|), & - автоматическое оаидание и среднеквадратичное отклонение логарифиа порогового .. фибрилляционного тока; . - квантиль нормального распределения для заданной надёжности ¡5 .

йа вырахения (8) следует, что на значения нориатшаных ; токов существенное влияние оказывает величина надёжности в соответствии с которой определяйся границы доверительного интервала.' Определённому значению надежности у соответствует квантиль^ нормального распределения - ) - Поскольку

физиологический критерие*) степекч опасности действия тока (гри аварийных режимах работы электроустановок производствэнного назначения) принсг пороговый фибрилллционный тон, то количественный показателей оценки элекзробезопзспсстр должна служить вероятность отсутстпаг. у чедов'кз фибрилляции при воздействие

тока, на превышающего нормированного значения. Такиц образом, данная вероятность по своему смыслу аналогична критерию надежности^. Величина, дополняющая значение надеанооти^ до единицы, при расчёте норн допустимых токов, будет представлять собой вероятность возникновения фибрилляции сердца норчируеиыа током или риск электропсраженин - Я9П I - $ .

Анализ данных риска электропоракения для существующих значений предельно допустимых токов, показывает, что значение риска злектропорэжения существенно отличавтс для разных интервалов времени воздействия, находясь в пределах от 1,1«Ю~'+ да 1,2-Ю~®. На практике, однако, о высокой степенью достоверности можно считать равновероятными воздействия на человека токов длительностью от 0,01 до I с. Поэтому выбор различных . значений показателя риска электропорааения при нормировании предельно допустимых токов является необоснованным. Для любого времени воздействия тока в интервале (0,01^1: <5 1,0 о) должно быть установлено одинаковое значение показателя риска электропоранения, равное И^д • 10"^. Исходя из этого положения 'значение квантиля Ьц нормального распределения, определённое из таблиц функций ф(х) равно 4,7 я окончательное выражение для расчета предельно допустимых токов ииеет следувдий вид: ,

ЧЕТВЁРТАЯ ГЛАВА посвящена разработка устройства индикации напряжения.

Как показывает детальный анализ электротрввмэтиэма общей фундаментальной причиной его воаникноления является отсутствие у человека каких либо рецепторов, позволяющих дистанционно распознать наличие яапрх»счвв на токоведуш^х

диотенционной индикации напряжения.

Для повышения надежности дистанционных индикаторов напряжения необходимо исключить из их конструкции усилительно--преобравователчный блок и автономный источник питания. Это

станет вовможным, если индикатор будет работать за счёт онер-

с

гйи электромагнитного поля контр!., .ируекой электроустановки. Исходя из данного положения, а такие требований правил техники безопасности, сформулированы основные технические требования к индикатору пвпринения :

чувствительность индикатора при напряжении 0,38 кВ - 0,6м; питающее напряжение (50 Гц), не более 2-3 В; потребляемая мощность, не белее 3-5 мкВт; наработка на отказ, не менее 25-ю' час.

Разработана схема и конструкция дистанционного индикатора напряжения, удовлетворяющая указанные требованиям. Индикатор сог"оит (Гио.Д^)нр трёх основных ччетей (узлов): онтеягы I, индшеаторнего элемента 2, представлявшего собой алемпитррную-ииавокристэллчческуп ячейку сигнальный рлектрод 3 которо" соединен с рнт ¡пей I, п ."ыий рлектрод 'I о корпусом 5 кнли-катора. Ки.шм*«гар работчоч пледугда»' гбрпзем. При нэлп'ми пп-нрявеямч на ко'чролчруе^ой йлектрпуппиояке п антенне (иирос- . тиоР летчик) «плодится нзирч^гкие, ирг-ногиио^^льное не(<гпяРн-цооти метрического попя в кеитролируечой точке пространства. Сперптор, об},«чт«вря руксР корпус вядивчтррп, еду:,т.мр одно-, вр*ч"° рукояткой, обеспечкпп'ч, тркич г*г :ом, цепь г,чкрстяп-ге тока от питеичч через жидкокрко-гпллическуг ячейку к "орлуоу и дчгез-к вс»'по; ^йй 8япчгчи«' иявелёнпого на антенне кпнря-яоягя превысит порог ерабатчвяния глцкпкрютялвячпек'ф ячейки, г'ЧОИ'М.р срлбртчвчвт (иячеяяотгч кся.тг^ет *зо<5рак?иил

частях электроустановок. отот факт свидетельствует о сукествова-нии закономерности, леяащей в основе разработки технических средств предупреждения злектротранматизыа. Данная закономерность заключается в необходимости создания эффективных средств информации о наличии напряжения на электроустановках с целью предупреждения прикосновений к ним человека. В качестве средства информации о наличии напряжения моьет быть использована такая мера гацихы ст поражения тском, как предупредительная сигнализация, соста.чной часть» которой являйся индикаторы (сигнализаторы) напряжения.

Известные индикаторы для дистанционного контроля напряжения работают на основе воспрятня и преобразования переменного электромагнитного поля, сугдести.. кщего в<. круг токоведумх часто?! электроустановок под напряжением, в сигнал оптической или акустической информации. Конструкции индикаторов содержат, как правило, антенну, усилительно-преобразовательные блоки,' блок питания и индикаторный элемент. Вследствии слохной конструк-" ции суцесувукдае индикаторы-обладают низкой надёжностью. Боль- . шинство подобных индикаторов предназначены длй,работы в электро- ~ установках выше ЮОО В и при напряжении до 1000 В обладают нияной чувствительность»).

Вследствие того, что тип индикаторного элемента во многом определяет особенности конструкции индикатора, был проведён анализ известных физико-химических зффегтов в веществах под действием электрического поля, используемых в средствах отображения информации (вакуумные лвканеснентпые, вакуумные накаливания, газоразрядные, полупроводниковые, слектрохромнне, электролитические, жидкокристаллические и др.). Анализ покаэчл, что жидкскристалличе с«ие андакчторяне глс-:еиты в наиболк-ей ст9пТни"удолд;?творя»т трвЛова';ип4, продычзлн«5--на к средс-ваи

Рис. 3. Конструкция дистанционного индикатора напряжения'

■ 2 •-.' ^идтокрдетвллическяй элемент ЖКЗ ; . -

3 - сигнальный электрод КЭ {

4 - оСчций электрод .ТО ;

5 - корпус /рукоятка/ индикатора.

Гио. <». Электрическая схема индикатора напряжения

формы электрода по отношению к фоку ячейки), сигнализируя о приближении яа опасное расстояние к электроустановке', находящейся под напряжением.

Поскольку в конструкции разработанного индикатора отсутствуют усилительно-преобразовательный блок и автономный источник питания, то надёжность его целиком определяется параметрами жидкокристаллического элемента (для ЦИл-9 средняя ■ наработка на отказ равна 25000 час.). Подставляя значение . вероятности отказа средств индикации иапрял иия (Гд) в выражение (3) получаем величину вероятности возникновения этос при обслуживании группы электроустановок при условии внедрения разработанных индикаторов напряжения, разной - ГИНд({.) я =» 3,79'ю"6. Таким образом, внедрение средств индикации в практику эксплуатации влектроустансвок напряжением до 1000 в позволит снизить показатель риска 5лектротрав;/.ировакия но величину ДЕзТ, равную:

¿'И1" (10).

заключений и основные вивода

1. Установлено, что наиболее эффентивци'>-< способом иате-иэтического моделирования процессов возникновения электро-травн является метод "дерева отказов" с применение« логако--вероятностного способа расчёта сложных технических систем, позволяющий количественно оценить значимость отдельных элементов'в структуре модели с цэлыо оптимального резервирования элементов к рационального воздействия на повышен'«* уровня элентроСеэопаскооти.-

2. Построена логико-вероятностная модель формирования

- Z¡i -

электротравм в электроустановках напряжением до 1000 В о заземлённой нейтраль», состоящая из 16 основных элементов (со-

•

бытий), которые образуют честь наиболее распростанённых вариантов реализации электротравм. Элементы, входящие в модель, определяют собой события, связанные с "опасными" состояниями электроустановок, обслушвающего персонала и средств заииты. Анализ модели показал, что вероятность электротравмироваяия в течение года на объектах потребителей электроэнергии оценивается в настоящее время значением 4,81"

3; Проведён количественный анвлиз характеристик структурной значимости электрозащктпых способов и средств, входящих в модель злектротравиатизиа,'в результате которого выявлен один из наиболее эффективных способов предупреждения олектро-травм - индикаторы напряжения.;

Установлено, что основным показателем, характеризующий электробезопасность системы "электроустановка - человек- средства защиты" в целом, может быть принят показатель риска электрстторажекия. Приемлемым (допустимым) риском электро-поражеиия на ближайшие 3-5 лет следует считать значение, не превышающее 1*10"^. ■

5. Проведён расчёт предельно допустимых токов (50 Гц) для кратковременного режима воздействия с учётом показателя приемлемого риска влектропорагегия.

6. Разработана конструкция высоконадёгкого индикатора для дистанционного контроля напряжения до IC00 В с использованием жидкокристаллического элемента отображения информации. На устройство индикатора напряжения подана заявка Ь.5СОШ71/Л с приоритетов от. 0d.07.91. В результате' внедрения рК'гпботяннсго 'индикатора напрнз.зния одялаекое снитениг («PMJKPC ern е) ? j: г у т р о т р " ? v1;¡ т? i • * сг^чвп т ? i г.

7. Результаты проведённых исследовании по расчёту предельно допустимых токов использованы при разработке новой редакции ГОСТ 12.I.038-82 ССБТ "Электробезопаеность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновений и токов" /Постановление Госстандарта СССР от 24,12.87 )iWh./. Конструкция разработанного дистанционного индикатора напряжения прочла успешные испытания из предприятиях ТЛО "Леновлгилком^оа" и рекомендована для внедрения. Ожидаемый экономический э^кт от внедрения индикаторов в народное хозяйство составит 214,2 тыс.рублей в год.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ" ДИССЕРТАЦИИ

1. Дозный подход к нормировании предельно допустимых токов через человека / А.С.далыюв, Н.Л.Неведомский, С.В.Тимо-хов // Промьшленлая энергетика. - 1937. -

2. Дальнее A.C., НеведоаскиЯ Н.Л. к-.мтствбниай оценка безопасности технологических процессов // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по пробляиак охраны труда в условиях научно-технического прогресс?// ВЦНИИОТ ВЦСЛС. - ii. ,1938. ДСП.

3. Злектробезопясность на производстве: Охрана труда. Овзорнзя информация. Выпуск 6 / Составители: Л.С.Дальнее»

Н.Я.Внкинсьтя, В.Н.Старунова, Н.Л.Иеведомсккй - Л.: ВЦдниОТ ВЦСПС, 19 ¡38.

4. Неведолсквй Н.Л. Структура подели плектропорахепия в электроустановках напряглн,:ем до IO00 В // Т:,:".и.1! докладов научно-технической кон}орр.ч«.'.ч "йояро-;« эл«кгролсгопоскооти з яре-ынлвняоети" // ВНЙЛОТ ß^CÜC. - Яваиом, 1?39.

5. ГОСТ I2.I.öJli-b2 (lioBoe иэдон.;:-, 1Г...О г.) ОС КГ

"Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов" / А.С.Дальнов, И.1..Дрро*кин, Н.Л.Неведомский, Г.П.Са-верский. - И, Госстандарт, 1989.

6. Кеведокский Н.Л. Перспективы создания средств индикации напряжения до 1С00 В // Тези;.и докладов к Вс^соызноиу

нгучно-текническому семинару "Перспективные технические среде

ства обеспечения электробеаопасности в промышленности" // Л., 1989.

7. Неведоуский Н.Л. Совершенствование средств индикации напряжения до 1000 Б // Тезисы Болгарской научно-т( тичеекой конференции с международным участием, "Электробезопасность-90", НРБ, Варна, 1990.

У Подп. к печати 2Я.С/.Э2, Сор^ат 60 х 84/16

Объем I к.л. Тира* IGO зкз. Ёаказ 12 Бесплатно

&гг!г'гптвио нв ротапринте ДИТЛП им.С.Н.Кироло.