автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение безопасности электроустановок агропромышленного комплекса

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. И.И. ПОЛЗУНОВА

На правах рукописи УД£62Т31Л :631.371

Г

> < О

Полонский Анатолий Владимирович

1 > 1 ~,'i.J I. }!<■■!

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ 'ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

Специальность 05.20.02 - электрификация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2000

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники

Российской федерации, доктор технических наук, профессор, академик РАТН О. К. Никольский

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент СО АН ВШ А. А. Сошников

Кандидат технических наук, доцент Ю. А. Меновщиков

Ведущее предприятие: Главное управление сельского хозяйства и

продовольствия администрации Алтайского края

Защита состоится » ФС //Ь^ 2000 года часов на

заседании диссертационного сойета Д 064.29.03 в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656099, г. Барнаул, проспект Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АлтГТУ. Автореферат разослан <'У ^ » января 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета" \ к.т.н., профессор

А.Г. Порошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Состояние электробезопасности в России в настоящее время остается неудовлетворительным. Ежегодно от электротравм погибает более 4,5 тысяч человек. Демографическая частота электротравматизма более, чем на порядок превышает аналогичный показатель среди развитых стран. Травматизм в сельских электроустановках в 1,5 раза выше, чем в промышленности.

Доля .пожаров от электроустановок по отдельным регионам России колеблется от 20 % до 40 %. Только в 1908 году произошло более 100 тысяч "электропожаров", при которых погибло около 5 тысяч человек. При этом было уничтожено более 20 тысяч строений, а потери от них превысили 10 млрд. руб. в нынешних ценах.

Сложившиеся в России социально-экономические условия привели к структурному изменению обстановки с электротравматизмом и пожарами, основная часть которых оказалась сосредоточенной в жилом секторе.. В этих условиях проблема . обеспечения электропожаробезопасности требует принципиально новых, нетрадиционных подходов к её решению.

Одним из условий благоприятного прогноза состояния электропожаробезопасности является широкое использование устройств защитного отключения. Как показал зарубежный опыт и проведенные в России исследования, при массовом внедрении УЗО возможно снижение количества пожаров от электротехнических причин в 4...1 раз. Кроме того, УЗО обеспечивают надежную защиту человека от поражения электрическим током.

Наибольшее распространение за рубежом в настоящее время получили электромеханические УЗО, имеющие ряд преимуществ по сравнению с электронными. Однако, развитие производства УЗО в России идет -по неперспективному направлению, предусматривающему освоение лишь электронных изделий или использование полуфабрикатов зарубежных изготовителей.

Основной проблемой создания электромеханического УЗО является разработка электромеханического преобразователя полезного сигнала.

Использование таких преобразователей отечественной промышленностью -позволит приступить к массовому производству и

внедрению высоконадежной, малогабаритной и дешевой аппаратуры защитного отключения в России.

Цель работы - повышение электропожаробезопасности электроустановок агропромышленного комплекса путем разработки и внедрения перспективных мероприятий информационного, технологического и технического обеспечения, предусматривающих использование современных принципов оптимального проектирования электрической защиты.

Основными задачами исследования явились:

- „ анализ статистики травм и пожаров от электроустановок, выявление основных тенденций и факторов, характеризующих электробезопасность в агропромышленном комплексе;

обоснование функциональной структуры территориальных и региональных органов государственного энергетического надзора (ГЭН) в целях совершенствования их надзорно-ирофилактической деятельности по безопасности в электроустановках;

разработка структуры автоматизированного сбора и анализа статистических данных по травматизму и пожарам;

обоснование классификации показателей уровня электропожаробезопасности и определение оптимальной области его значений;

разработка методов проектирования и оптимизации систем электрической защиты применительно к объектам АПК;

разработка, апробация и подготовка к промышленному производству устройств защитного отключения с электромеханическим преобразователем;

разработка научно обоснованных организационно-технических решений, методических и руководящих документов, регламентирующих широкомасштабное внедрение УЗО в регионе Западной Сибири.

Объект исследования - электроустановки напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью ахропромьшшенного комплекса (в том числе фермерские и приусадебные хозяйства).

Предметом исследования является обоснование структуры системы обеспечения безопасности в электроустановках, включая разработку и апробацию её компонентов.

Методы исследования. В работе применялись методы математического моделирования, системного, анализа и исследования операций (включая многокритериальную оптимизацию), теория вероятностей и математическая статистика, что отвечает специфике поставленных задач.

Научная новизна. Новыми являются:

структура автоматизированной системы учета и анализа данных по травматизму и пожарам в электроустановках;

методика оценки уровня электропожаробезопасяоста и обоснования оптимальной области его значений;

математические модели системы комплексной электробезопасности;

комплексный , критерий эффективности системы обеспечения электропожаробезопасности;

методы выбора оптимальных параметров систем электрической защиты;

устройство защитного отключения с электромеханическим преобразователем.

Практическая ценность работы. Предложенные методы и технические средства составляют основу системы комплексной электробезопасности, массовое внедрение которой может на порядок снизить электротравматизм людей и пожары от электроустановок.

Реализация результатов работы. Материалы, выводы и рекомендации проведенных исследований были использованы при подготовке руководящих и нормативных документов Главгосэнергонадзора России и Главного управления государственной противопожарной службы МВД РФ, разработке Региональной программы проведения эксперимента по применению устройств защитного отключения, при выполнении раздела 4.1.4 - "Освоение и сопровождение производства устройств защитного отключения", федеральной целевой программы "Пожарная безопасность и социальная защита", в создании нормативно-правовых актов администрации Алтайского края.

.. Основные результаты работы использованы и внедрены на объектах агропромышленного комплекса Алтайского края (автоматизированная система сбора и анализа статистических данных по

электротравмагизму и пожарам, методы проектирования комплексной электрической защиты, устройства защитного отключения).

Работа выполнялась в соответствии с государственной научно-технической программой 0.51.21 на 1986-1990 гг. и до 2000 года "Разработать и внедрить новые методы и технические средства электрификации сельского хозяйства", "Концепцией энергетического обеспечения

сельскохозяйственного производства..." РАСХН (1993г.), региональной научно-технической программой "Алтай".

Апробация работы. Результаты исследований представлены на XI Международной научно-технической конференции по электробезопасности (Вроцлав, 1997 г.); П Международном симпозиуме "Республика Алтай (Алтай-Золотые горы). Модели и механизмы устойчивого развития" (Горно-Алтайск, 1999 г.); научно-техническом совещании Российского центра по внедрению устройств защитного отключения (Москва, 1999 г.); научно-техническом семинаре кафедры "Электрификация народного хозяйства" Алтайского государственного технического университета им. И.И Ползунова (1999 г.); научно-практической конференции "Наука - городу Барнаулу (Барнаул, 1999 г.)".

На защиту выносятся:

автоматазированая система учета и анализа данных по травматизму и пожарам в электроустановках;

- методика оценки уровня электропожаробезопасности и обоснование оптимальной области его значений;

- вероятностные модели системы комплексной электробезопасности;

- комплексный критерий эффективности системы обеспечения электропожаробезопасности;

- методика проектирования и оптимизации электрической защиты в электроустановках до 1000 В;

- устройство защитного отключения с электромеханическим преобразователем.

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 14 рисунков, 17 таблиц, 6 приложений. В списке литературы - 113 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, изложены основные положения диссертации, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации основных результатов работы.

В первом разделе дан анализ современного состояния безопасности электроустановок напряжением 380/220 В. Установлено, что около 70 % травм происходит вследствие прямого контакта человека с токоведугцимл частями электроустановок, находящимися под напряжением.

В общем перечне несчастных случаев от электрического тока бытовые травмы составляют значительную часть, на их долю приходится более 40 %. Электротравмы среди сельского населения составляют 67 % от общего их числа.

Составной частью проблемы обеспечения безопасности в электроустановках является профилактика пожаров, обусловленных опасными проявлениями электрического тока

При сопоставлении пожарной обстановки России с развитыми странами, установлено, что ущерб от пожаров в России выше, чем в США и Японии соответственно в 4 и 7 раз. Затраты на системы пожарной безопасности (СПБ) в этих странах в 2,7-3,5 раза выше, чем в России, причем эти затраты сопоставимы с материальными потерями от пожаров. В России затраты на СПБ на порядок меньше потерь от пожаров.

Улучшение деятельности ' Госэнергонадзора (ГЭН) является одним из основных условий предупреждения электротравматизма в электроустановках потребителей к среди населения, а также профилактики и снижения пожаров, вызванных действием электрического тока.

В диссертации рассматриваются основные направления совершенствования надзорно-профилактической деятельности ГЭН на основе системного анализа и информационно-технического обеспечения. С этих позиций приведено обоснование функциональной структуры территориальных и региональных органов ГЭН. В качестве примера выбрано территориальное управление "Алтайгосэнергонадзор", структура которого рассматривается как система взаимосвязанных между собой компонентов (рисунок 1).

Второй раздел посвящен разработке информационного обеспечения системы электроложаробезопасности. В основу были положены следующие

Информационное обеспечение

- ■ " - ^ (разработка АССАЭ(П))

а> Технические средства

X электрозащита

о V **• (разработка и проектирование)

X <и н Моделирование и оптимизация

о средств электрозащиты. Прогнози-

- " ■ рование уровня электропожаробе-

а зопасности

Эксплуатационный контроль и ди-

- агностика электробезопасности

(измерение и;гр, иш, 1ю)

Нормативно правовое обеспечение

<о о (разработка разделов ПУЭ, ПТБ,

к я ы со СНиП, НПБ, ГОСТ Р)

8 ч Лицензирование специальных ви-

о СО - ... , дов деятельности (проектирование,

О монтаж и обслуживание УЗО)

&

О и к Система Сертификационных испы-

о я -► тании электроустановок

£ о (в том числе УЗО)

К § и Государственный надзор

О - (совместно с ГИТ и ГПС)

Рисунок 1.- Основные направления совершенствования деятельности ТУ «Алтайгосэнергонадзор»

принципы построения модели сбора и анализа данных для принятия решений по снижению электротравматизма (пожаров): создание общих методических основ комплексного изучения причинно-следственных связей' электротравматизма, с применением статистических методов анализа;' классификация и систематизация признаков электротравматизма с учетом его многоаспектное™ (технического^ организационного, социологического, экономического, медико-биологического и топографического); разработка' алгоритма функционирования системы, представляющего собой упорядоченную последовательность процедур сбора,, регистрации, обработки, хранения, анализа, передачи, поиска и использования информации.

На рисунке 2 приведена структура автоматизированной системы сбора и анализа электротравматизма (пожаров) - АССАЭ(П). •

АССАЭ(П) реализует алгоритм сбора, данных о несчастных случаях на производстве (или в быту), вызванных действием электрического тока, и пожарах от электричества, а также данных по расследованию' несчастных случаев, обусловленных иными факторами (например, падением с высоты), если им предшествовал электрический удар.

В программу анализа входит: составление и* исследование статистических распределений электрогравм по . признакам, характеризующим пострадавших, электроустановки и работы' на них, цепей тока электропоражения и т.д.; определение технических, организационных,, социальных и экономических причин и установление количественной (весовой) значимости отдельно взятой причины; обобщение информации о нарушениях (или недостатках) действующих нормативных актов и руководящих документов, конструктивных недостатках и неисправностях электроустановок, несовершенстве применяемых электрозащитных средств и мероприятий, медико-биологических факторах электропоражения.

Опасность электроустановки ^, определяется вероятностью возникновения поражения человека, находящегося в ней; или вероятностью возникновения пожара, обусловленного загоранием её элементов (конструкционных материалов или веществ), находящихся в зоне теплового излучения или действия электрической душ, при характерном пожароопасном режиме (вызванном либо током короткого замыкания, либо перегрузкой в сети, либо токами утечки, превышающими допустимое значение).

Рисунок 2. - Структура автоматизированной системы сбора и анализа электротрадмагизма (пожаров)

Под уровнем пожарной опасности Уп0 понимается вероятность возникновения пожара данного объекта, принадлежащего к определенному (однородному) множеству объектов N за время Т, принимаемое равным году. Показатель Упо является случайной величиной с неизвестным законом распределения, который может быть оценен - математическим ожиданием М(УП0). Величина М(УП0) связана с математическим ожиданием уровня пожаробезопасности М(У„Б) соотношением

М(Упо)=1-М(УпБ). (1)

Уровень пожароопасности региона, отрасли и т.д. определяется показателем М(ПО)- математическим ожиданием количества пожаров на множестве объектов С> за время Т.

Тогда математическое ожидание уровня пожарной безопасности определяется как

М(УпБ)=1-[М(ИО)]/д (2)

В работе дано обоснование обобщенного показателя пожароопасности объекта, представляющего сумму произведений вероятностей элементарных событий, обусловленных одним из пожароопасных аварийных режимов.

Поскольку нормированный уровень пожарной опасности в электроустановках составляет 1Х10"6 , допустимый уровень пожарной безопасности должен отвечать условию:

уДОП <ун С3\

7 по - ' по > V)

где У„0 - нормативный уровень пожарной опасности.

В разделе также рассмотрен метод определения экономически целесообразных затрат на систему пожарной безопасности.

В третьем разделе рассмотрены вопросы оптимизации системы обеспечения электропожаробезопасности на предприятиях АПК на основе использования математических моделей электропоражений людей и пожаров от электроустановок.

Существующими методиками моделирования электробезопасности не учитывается вероятность электропоражения человека при выносе потенциала по системе зануления, возможность обрыва защитного провода и особенности автоматического режима работы электроустановок.

В диссертации разработана система группировки "элементарных" вероятностей электропоражений людей, обусловленных прикосновением одного человека к корпусу одной электроустановки. Итоговая формула для

расчета вероятности элеюропоражения получена путем суммирования вероятностей электропоражения от трех групп электроустановок: 1) корпусов которых человек касается непосредственно; 2) соседних, связанных с рассматриваемой по системе зануления и работающих круглосуточно; 3) аналогичных второй группе,но работающих в произвольном режиме.

Соответственно, для каждой из групп может быть подсчитана "групповая" вероятность электропоражения, как сумма соответствующих "элементарных" вероятностей. Таким образом, вероятность электропоражения (¡-го) человека в ]-ой электроустановке может быть определена как сумма трех групповых вероятностей:

Р(ЭП)ц°б = Р(ЭП)у (1)+ Р(ЭП)0 (2) + Р(ЭП)у(3) , (4)

где верхние индексы слагаемых отражают номера выделенных групп.

Данный подход позволил учесть вынос потенциала по системе зануления, обрыв нулевого провода и автоматический режим работы электроустановок..

При моделировании пожарной опасности.коротких замыканий уточнена методика расчета условной вероятности загорания изоляции Р(3/К3) при дуговых коротких замыканиях. При выполнении вычислений используется формула, получаенная при допущения о равномерном характере распределения тока короткого замыкапия:

Р(3/Ю)=|а(/'ЖП<Я' , (5)

а

где' а=1к щн и Ь=1к юк - соответственно нижняя и.верхняя границы незащищенной зоны,-для которой время срабатывания защиты от к.з. меньше времени пережигания провода дуговым электрическим разрядом; ф(1к) - плотность распределения тока к.з. на участке сети.

Однако, в общем случае необходимо учитывать произвольный вид плотности распределения токов к.з. <р(1к). Для этого использованы свойства определенного интеграла и метод приближенного представления плотности распределения случайной величины, основанный на кусочной аппроксимации функции плотности распределения.

Этот интеграл может быть представлен в виде суммы Б интегралов, рассчитываемых па диапазонах изменения токов к.з. на участке сети ЛГ^

ДГ, = [ IV), 1М , А1к2 = [ 1*1, 1К2] , .... ДГ„ = [ IV. , 1\], ... , ЛГП = [IV-1, Г(0)] (Гр=Г(0))-

Такие диапазоны токов, имеющие в общем случае различную длину, образованы значениями токов к.з., рассчитанными для ((1-1) точек участка сети, делящих этот участок на Б равных частей:

При достаточно большом количестве интервалов Б закон распределения токов к.з. на каждом из диапазонов будет близок к равномерному. Рассчитав каждый из интегралов для равномерного закона распределения, получим приближенное значение искомого интеграла.

Расчетная формула для определения условной вероятности загорания на участке сети примет следующий вид:

Р(3/КЗ)^((а(П^'/АГ:) . (6)

1-1

В этой формуле пределы интеграла и Ьа вычисляются для каждого интервала на основе соотношений между ЛГа и интервалом незащищенной ЗОНЫ АГю=[1Кнзн д'юк].

Полученное выражение используется для определения вероятности пожара на объекте электроснабжения в результате коротких замыканий по известным методикам расчета.

Рассмотрены также перспективы совершенствования существующей методики расчета вероятности возникновения пожара.

При решения задачи оптимизации системы электропожаробезо-пасности в качестве показателей эффективности приняты средняя вероятность электропоражевйй людей на объекте и вероятность пожара от всех видов к.з. Обосновано использование в качестве комплексного критерия эффективности скалярного, имеющего аддитивную форму с естественным нормированием частных критериев и единичными весовыми коэффициентами: '

1'сэпбР0=Т1(Х)+ 6(Х)

(7)

Здесь f i(X) и Í2(X) - нормированные критерии, соответствующие вероятности электропоражения людей, и пожара от всех видов к.з на объекте электроснабжения.

Постановка задачи оптимизации системы

электропожаробезопасности с учетом введенного критерия примет вид: FC3ib(X) -> rain ' (8)

X с X, где X - множество допустимых вариантов системы.

Для ситуаций, когда частные критерии имеют очень большую разницу, предложено введение специального ограничения, учитывающего степень различия значений fj(X) и f2(X):

|f,(X)-f2(X)| <k„, (9) '

где kp - коэффициент допустимого различия нормированных критериев, ограничивающий значение модуля их разности.

Дополнительно может быть введено и ограничение по стоимости системы СЭПБ: С < Сзад , где С - значение стоимости варианта системы; Сзад - наибольшее допустимое значение стоимости системы.

С учетом введенного экономического показателя постановка задачи оптимизации системы электропожаробезопасности примет вид: Fc3iib (X) -> min . XczX

|f,(X)-f2(X)| <kp (10)

С(Х)<Сз„.

Для практического решения задач оптимизации разработан интегрированный программный комплекс, имеющий в своем составе блоки расчета пожарной безопасности, электробезопасцости и блок оптимизации. Использование комплекса позволяет за счет варьирования параметрами электрической защиты повысить эффективность системы обеспечения электропожаробезопасности в несколько раз, как по показателям электробезопасности, так и по. показателям пожарной безопасности. ,

Экономический эффект от внедрения рекомендаций по совершенствованию системы электрической защиты в Алтайском крае только за счет снижения прямого ущерба от пожаров, составляет около 5 млн. руб в год в современных ценах.

Четвертый раздел посвящен вопросам овершенствования технического обеспечения системы элекгропожарозащиты.

Ввод в действие с 1995г. группы стандартов России на электроустановки зданий, гармонизированных со стандартами МЭК, обусловил необходимость разработки надежной, высокоэффективной электрозащитной аппаратуры, не уступающей зарубежным аналогам.

Однако, развитие производства УЗО в России идет по неперспективному направлению, предусматривающему освоение лишь электронных изделий или использование полуфабрикатов зарубежных изготовителей. Причиной этого является то, что возможности современных российских технологий изготовления УЗО пока не позволяют реализовать используемые за рубежом принципы, положенные в основу создания электромеханических изделий, имеющих многочисленные преимущества по сравнению с электронными. Поэтому в настоящей работе была решена задача разработки электромеханического преобразователя УЗО (магнитною реле) и технологии его изготовления на основе российских материале®, а также технологичных и рациональных методов изготовления блоков и сборки единой конструкции УЗО.

Разработанный технологический , процесс изготовления электромеханического преобразователя был проверен на Дивногорском заводе низковольтной аппаратуры (Красноярский край), специализирующемся на изготовлении автоматических выключателей. После доработки технологии применительно к условиям и возможностям данного предприятия, завод начал подготовку к производству магнитного реле, используемого в качестве электромеханического преобразователя перспективного УЗО.

С учетом результатов проведенных исследований разработано однофазное двухпроводное стационарное автономное устройство защитного отключения со встроенной защитой от сверхтоков, управляемое дифференциальным током, с фиксированной величиной тока срабатывания, работающее в электрических сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220 В и током нагрузки до 63 А, типа УЗО-СНС, структурная схема которого приведа на рисунке 4.

Основные технические параметры УЗО - СНС приведенвы в таблице 1.

Техническая документация на изделие УЗО-СНС передана на

СетЯгОЛ

Рисунок 4 - Структурная схема УЗО-СНС

Дивногорский завод низковольтной аппаратуры (ДЗНВА), которым проводится подготовка производства изделия, с планируемым сроком начала выпуска в конце 1999 г. - первом квартале 2000 г.

Таблица 1 - Основные технические параметры УЗО - СНС

Наименование параметра Значение параметра

1 Номинальное напряжение, В 220-50%+20%

2 Номинальная частота, Гц (50+0,5,-1,0)

3 Рабочий ток, А, не более 63

4 „ Предельная отключающая способность, кА 6

5 Значения номинального отключающего

дифференциального тока, мА 30 или 100

6 Значения номинального неотюпочающего

дифференциального тока, мА 15 или 50

7 Время срабатывания, С, не более од

8 Потребляемая мощность, Вт, не более 2,5 .

9 Климатическое исполнение УХЛЗ

10 Температура окружающей среды, С . от -25 до +45

11 Относительная влажность воздуха при

температуре не выше 35 С, % до 98

Острота проблемы обеспечения надежной защиты в электроустановках может быть значительно снижена за счет массового применения УЗО. Однако, если национальные стандарты стран - участников МЭК, предусматривают обязательную установку УЗО в конкретных типах электроустановок, то в России действуют преимущественно рекомендательные требования, за исключением некоторых видов электроустановок.

Несовершенство существующей нормативной базы с одной стороны сдерживает развитие производства отечественной аппаратуры, а с другой -препятствует кардинальному решению проблемы обеспечения электропожаробезопасности.

Для решения этой проблемы на основании результатов анализа особенностей применения УЗО за рубежом и опыта их использования, накопленного в Алтайском крае, предложены изменения и дополнения Правил устройства электроустановок в части применения УЗО, разработанные совместно с Алтайским государственным техническим университетом.

Уточнено определение защитного отключения. Новое определение основывается на расширенной концепции защиты, предусматривающей не голько обеспечение электробезопасности людей, но й исключение пожароопасного состояния электроустановок.

Предлагаемые изменения и дополнения направлены в комиссию Главгосэкергонадзорз России по доработке Правил устройства электроустановок.

Кроме того, учитывая появление все большего количества отечественной и зарубежной электрозащитной аппаратуры при отсутствии опыта и методик проектирования установки УЗО, а также особенностей их монтажа, весьма актуальным является вопрос разработки соответствующих руководящих документов для проектных и электромонтажных организаций. Поэтому заключительной частью работы явилась разработка руководящих материалов по применению УЗО в электроустановках объектов жилищно-гражданского назначения.

Изложенные руководящие материалы приняты к использованию в 1999 г. решением администрации Алтайского края.

Основные выводы и результаты исследований

1. Повышение электропожаробезопасности электроустановок агропромышленного комплекса может быть достигнуто путем разработки и комплексного внедрения перспективных мероприятий информационного, технологического и технического обеспечения, предусматривающих использование современных принципов оптимального проектирования электрической защиты.

2. Разработанная структура автоматизированной системы сбора и анализа данных позволяет установить тенденции изменения качественных и количественных характеристик травматизма и пожаров от электроустановок с целью определения основных направлений их профилактики.

3. Предложенный метод обоснования оптимальной области значений уровня пожарной безопасности позволяет минимизировать суммарные потери, связанные с материальным ущербом от пожаров и затраты на систему пожарной безопасности.

4. Существующая методика моделирования электробезопасности не учитывает вероятность электропоражения при выносе потенциала по системе зануления, возможность обрыва защитного провода и особенности автоматического режима работы электроустановок. Разработанная система группировки "элементарных" вероятностей электропоражений расширяет возможности моделирования электробезопасности и создает предпосылки для эффективной алгоритмизации процедуры моделирования.

. 5. Для уточнения существующей методики моделирования пожаробезопасности необходимо учитывать различную вероятность возникновения коротких замыканий по участкам сети и в отдельных ее узлах, несоответствие распределения "токов к.з. равномерному закону, а также условия возникновения пожара в результате загорания изоляции электропроводки.

6. При решении задачи оптимизации системы электропожарозахциты в качестве показателей эффективности целесообразно принимать среднюю вероятность электропоражений людей на объекте и вероятность пожара от всех видов к.з. Комплексный критерий эффективности может быть построен на основе скалярного критерия, имеющего аддитивную форму с

естественным нормированием частных критериев и единичными весовыми коэффициентами.

7. Практическое решение задач оптимизации возможно на основе разработанного интегрированного программного комплекса, имеющего в своем составе блоки расчета пожарной безопасности, электробезопасности и блок оптимизации. Использование комплекса позволяет за счет варьирования параметрами электрической защиты повысить эффективность системы обеспечения электропожаробезопасности в несколько раз, как по показателям электробезопасности, так и по показателям пожарной безопасности.

8. Экономический эффект от внедрения рекомендаций по совершенствованию системы электрической защиты в Алтайском крае только за счет снижения прямого ущерба от пожаров, составляет около 5 млн. руб в год в современных ценах.

9. Развитие производства УЗО в России идет по неперспективному направлению, предусматривающему освоение лишь электронных изделий или использование полуфабрикатов зарубежных изготовителей. Причиной этого являются сложные технологии изготовления электромеханического преобразователя, требующие применения специальных материалов и высокой культуры производства.

10. В результате проведенных исследований разработан технологический процесс изготовления электромеханического преобразователя из материалов, применяемых в России. Техническая документация на разработанное УЗО типа УЗО-СНС с электромеханическим преобразователем передана Дивногорскому заводу низковольтной аппаратуры, приступившему к подготовке производства.

11. Для развития производства отечественных УЗО необходимо совершенствование нормативной базы, в том числе внесение изменений дополнений в Правила устройства электроустановок, предусматривающих расширенную концепцию защиты, включающая обеспечение не только электробезопасности, но пожарной безопасностиэлектроустановок.

12. В качестве руководящих материалов регионального уровня по применению УЗО для проектных и электромонтажных организаций могут быть использованы "Правила применения УЗО на объектах жилищно-гражданского назначения", определяющие область применения, методику выбора, требования к проектированию установки, монтажу, эксплуатации и

условиям поставки устройств защитного отключения, разработанные Алтайгосэнергонадзором совместно с Алтайским государственным техническим университетом и утвержденные администрацией Алтайского края. . - .

Список основных публикаций по теме диссертационной работы.

1. Полонский A.B. Автоматизированная система сбора и анализа электротравматизма. Статистический классификатор электротравм.: Методические указания.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999.-23 с.

2. Полонский A.B. Повышение безопасности электроустановок низкого напраяжения.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999.-39 с.

3. Никольский O.K., Полонский A.B. Безопасность в электроустановках: состояние, тенденции и прогноз // Ползуновский Альманах - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999, №3.- с.28 - 30.

4. Полонский A.B. Перспективы развития нормативных основ применения устройств защитного отключения в России // Ползуновский Альманах.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999, №3,- с.34-36.

5. Полонский A.B. Основы автоматизированного проектирования системы электрооборудования // Ученые записки Павлодарского государственного университета.- Павлодар: Изд-во ПГУ им. С. Торайгырова, 1999, №2.-с.28-30.

6. Полонский A.B. Устройство защитного отключения с электромеханическим преобразователем // Ученые записки Павлодарского государственного университета.- Павлодар: Изд-во ПГУ им. С. Торайгырова, 199?, № 3-с.31 -35.

7. Полонский A.B., Никольский O.K., Проблемы электропожаробезопасности и перспективы "региональной программы внедрения устройств защитного отключения // «Алтай - золотые горы: Модели и механизмы устойчивого развития».- Материалы 2-го международного симпозиума.: Изд-во республики Алтай.-, 2000.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ:

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПРОГНОЗ.

1.1 Анализ статистики травм и пожаров от электроустановок напряжением 380/220 В.

1.2 Основные тенденции и факторы, характеризующие безопасность в электроустановках.

1.3 Совершенствование деятельности органов госэнергонадзора по профилактике травматизма и пожаров на основе системного анализа и информационно-технического обеспечения (на примере территориального управления "Алтайгосэнергонадзор").

1.4 Цель и задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ.

2.1 Обоснование основных принципов построения и разработка структуры автоматизированного сбора и анализа данных по травмам и пожарам от электроустановок.

2.2 Обоснование и классификация показателей уровня электропожаробезопасности.

2.3 Метод обоснования оптимальной области уровня пожарной безопасности.

2.4 Выводы.

3 ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ НА

ПРЕДПРИЯТИХ АПК.

3.1 Математическое моделирование системы обеспечения электропожаробезопасности электроустановок АПК.

3.2 Разработка методов оптимизации системы обеспечения электропожаробезопасности.

3.3 Практическая реализация методов моделирования и оптимизации системы обеспечения электропожаробезопасности и оценка ее эффективности.

3.4 Выводы

4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПОЖАРОЗАЩИТЫ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК.

4.1 Анализ состояния и перспективы развития защитного отключения в России.

4.2 Исследование и разработка электромеханического преобразователя УЗО.

4.3 Разработка УЗО с электромеханическим преобразователем.

4.4 Совершенствование практического использования УЗО.

Выводы.

Состояние электробезопасности в России в настоящее время остается неудовлетворительным. На долю электротравматизма среди населения приходится [1, 2] от 30 до 70 % общего числа регистрируемых электротравм и тенденция к их снижению пока не наблюдается. Ежегодно от поражения электрическим током в электроустановках зданий в России погибает [3] более 4,5 тыс. человек. При этом следует иметь в виду, что в электроустановках напряжением 380/220 В происходит 70-80 % несчастных случаев от общего числа электротравм, Составной частью проблемы обеспечения безопасности в электроустановках является профилактика пожаров, обусловленных опасным проявлением электрического тока (короткими замыканиями, перегрузками в электрических сетях, токами утечки через изоляцию, высокими переходными сопротивлениями в электрических контактах, электрической дугой). Доля таких пожаров по отдельным регионам колеблется от 20 до 40%. По данным Главного управления Государственной противопожврной службы МВД РФ только в 1998 г. в России произошло более 100 тысяч «электропожаров», при которых погибло около 5 тысяч человек. При этом было уничтожено более 20 тысяч строений а потери от них превысили 10 млрд. руб. в современных ценах. Ежегодно темпы прироста потерь от пожаров составляет в среднем 9%, гибели людей при - 16%, уничтожаются и повреждаются 800 тыс. м" жилой площади. Особенно неблагополучное положение с пожарами сложилось в малых городах и сельской местности, на которые приходится 2/3 гибели людей и 70% материальных ущербов.

По данным Алтайского краевого управления Государственной противопожарной службы в Алтайском крае за 9 месяцев 1999 года произошло 4062 пожара ( в том числе, каждый четвертый - по электрическим причинам). В огне погибли 145 человек, получили травмы - 185. Уничтожено 5

880 строений, 155 квартир, 1367 сельскохозяйственных животных, 2347 тонн кормов, 70 единиц техники. Потери от пожаров составили более 300 млн. руб.

Более 80% гибели при пожаре людей происходит в жилом секторе. Впервые в жилом фонде потери от общего количества пожаров составили 60%. В то же время международный опыт свидетельствует, что в условиях государственного контроля и поддержки мероприятий по обеспечению охраны труда и пожарной безопасности можно добиться значительных результатов.

Так, в странах, использующих стандарты МЭК, в среднем за десятилетие происходит снижение электротравматизма в 2 раза. В 80-х годах демографическая частота электротравматизма (количество электропоражений со смертельным исходом на 1 млн. населения) составила: в Германии -1x10"6, в Испании - 0,96x10"6, в Нидерландах - 0,42x10"6. Среднее значение этого показателя в настоящее время по 20 развитым странам не превышает 1x10"6

3].

За последнее десятилетие в Алтайском крае (и в целом в ЗападноСибирском регионе) произошли структурные изменения в обстановке с пожарами, основная часть которых оказалась сосредоточенный в жилом секторе и в сфере малого бизнеса, что можно объяснить сложившимися в стране социально-экономическими условиями. В целом можно выделить ряд негативных факторов социального, экономического и технического характера, обусловивших неудовлетворительное состояние электробезопасности.

1. Кризисные процессы в экономике, возникшие в начале 90-х годов, спад производства, инфляция, неплатежи и т. д.

2. Недостаточность финансовых средств, выделяемых на технику безопасности, ликвидация института профсоюзных инспекторов охраны труда, неадекватная оценка обществом и государством реальной опасности электротравм и пожаров. 6

3. Отсутствие или несоответствие современным требованиям нормативно-технической базы в области электропожаробезопасности.

4. Игнорирование сложившейся реальной обстановки в области электробезопасности в жилом секторе, особенно в сельской местности, отказ от учета и расследования бытового электротравматизма.

5. Значительный амортизационный износ электроустановок в жилых и общественных зданиях (например, ресурс электропроводки жилья -«хрущевок», построенного в 50-60-х годах, исчерпан, а средств на ее замену не выделяются, что привело к резкому увеличению количества аварий, травм и пожаров).

6. Неэффективная работа существующих средств электрической защиты (предохранителей и автоматических выключателей) и отсутствие современной электрозащитной аппаратуры.

Нам представляется, что в зависимости от выбранной стратегии и характера применяемых мер, прогноз уровня электропожаробезопасности может развиваться по негативному или позитивному сценарию.

Негативный вариант развития наиболее вероятен при сложившихся социально-экономических условиях в стране. Если в ближайшие три года не будет создана нормативно-правовая база, регламентирующая широкомсштабное проведение мероприятий по повышению уровня электропожаробезопасности, в том числе, по обязательному применению получившего мировое признание высокоэффективного средства электрической защиты - устройств защитного отключения (УЗО) и не будет освоено их серийное производство, то можно ожидать ежегодный рост гибели людей на 10-20%, количество пожаров - на 2-7%, материальных потерь без учета влияния инфляции - на 7-11%.

Позитивный вариант развития обстановки с электротравматизмом и пожарами возможен при реализации основных положений федерального закона о пожарной безопасности, основ законодательства об охране труда и 7 федеральной целевой программы „Пожарная безопасность и социальная защита", а также принятии новых разделов Правил устройства электроустановок, Строительных норм и правил и других нормативных документов.

При позитивном варианте можно ожидать в течении 3-5 лет повышение уровня электробезопасности до значения 5-10x10"6 и сокращения материальных потерь до 0,5% от валового национального продукта, что в целом будет сопоставимо с аналогичными показателями большинства развитых стран.

Одним из условий благоприятного прогноза состояния электропожаробезопасности является широкое использование устройств защитного отключения. Ежегодно в мире устанавливается около 10 млн. УЗО различного типа [3]. Как показал зарубежный опыт и проведенные в России исследования, при массовом внедрении УЗО возможно снижение количества пожаров от электротехнических причин в 4.7 раз [63]. Кроме того, УЗО обеспечивают надежную защиту человека от поражения электрическим током.

Ввод в действие с 01.01.95г. группы стандартов России на электроустановки зданий [64-67], гармонизированных со стандартами МЭК, выдвинул требования обязательного оснащения устройствами защитного отключения жилых, общественных и инвентарных зданий, что обусловило необходимость разработки надежной, высокоэффективной электрозащитной аппаратуры, не уступающей зарубежным аналогам.

Наибольшее распространение за рубежом в настоящее время получили электромеханические УЗО, имеющие следующие преимущества по сравнению с электронными [70]:

- очень высокую (более, чем на порядок) техническую и эксплуатационную надежность; 8

- выполнение защитных функций при возникновении неполнофазных режимов, повреждении нулевого провода, сверхнормативных отклонениях напряжения;

- отсутствие потребления электроэнергии.

Однако, развитие производства УЗО в России идет по неперспективному направлению, предусматривающему освоение лишь электронных изделий или использование полуфабрикатов зарубежных изготовителей. Причиной этого является то, что возможности современных российских технологий изготовления УЗО пока не позволяют реализовать используемые за рубежом принципы, положенные в основу создания электромеханических изделий - использование высокочувствительного электромеханического преобразователя в сочетании с высокоточным кинематическим усилителем, сблокированных в одном корпусе с автоматическим выключателем. Применяется по существу единый подход -сочетание автоматического выключателя с пристыкованным электронным блоком. Очевидно, что развитие производства УЗО в России должно идти и по направлению обязательного освоения электромеханических изделий.

Основной проблемой создания электромеханического УЗО является разработка электромеханического преобразователя полезного сигнала.

Использование таких преобразователей отечественной промышленностью позволит приступить к массовому производству и внедрению высоконадежной, малогабаритной и дешевой аппаратуре защитного отключения в России.

В связи с изложенным, целью работы явилось повышение электропожаробезопасности электроустановок агропромышленного комплекса путем разработки и комплексного внедрения перспективных мероприятий информационного, технологического и технического обеспечения, предусматривающих использование современных принципов оптимального проектирования электрической защиты. 9

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:

- провести анализ статистики травм и пожаров от электроустановок, выявить основные тенденции и факторы, характеризующие электробезопасность в агропромышленном комплексе; обосновать функциональную структуру территориальных и региональных органов государственного энергетического надзора (ГЭН) в целях совершенствования их надзорно-профилактической деятельности по безопасности в электроустановках; разработать структуру автоматизированного сбора и анализа статистических данных по травматизму и пожарам; обосновать классификацию показателей уровня электропожаробезопасности и определить оптимальную область его значений; разработать методы проектирования и оптимизации систем электрической защиты применительно к объектам АПК;

- разработать, апробировать и подготовить промышленное производство устройств защитного отключения с электромеханическим преобразователем;

- разработать научно обоснованные организационно-технические решения, методические и руководящие документы, регламентирующие широкомасштабное внедрение УЗО в регионе Западной Сибири.

Материалы, выводы и рекомендации проведенных автором исследований были использованы при подготовке руководящих и нормативных документов Главгосэнергонадзора России и Главного управления государственной противопожарной службы МВД РФ, разработке Региональной программы проведения эксперимента по применению устройств защитного отключения, при выполнении раздела 4.1.4 - "Освоение и сопровождение производства устройств защитного отключения"

10 федеральной целевой программы "Пожарная безопасность и социальная защита", создании нормативно-правовых актов администрации Алтайского края.

Основные результаты работы использованы и внедрены на объектах агропромышленного комплекса Алтайского края и республики Казахстан (автоматизированная система сбора и анализа статистических данных по электротравматизму и пожарам, методы проектирования комплексной электрической защиты, устройства защитного отключения).

Результаты исследований докладывались на XI Международной научно-технической конференции по электробезопасности (Вроцлав, 1997г.); II Международном симпозиуме "Республика Алтай (Алтай-Золотые горы). Модели и механизмы устойчивого развития" (Горно-Алтайск, 1999г.); научно-техническом совещании Российского центра по внедрению устройств защитного отключения (Москва, 1999г.); научно-техническом семинаре кафедры "Электрификация народного хозяйства" Алтайского государственного технического университета им. И.И Ползунова (1999г.); научно-практической конференции "Наука - городу Барнаулу (Барнаул, 1999г.)".

На защиту выносятся:

- автоматизированая система учета и анализа данных по травматизму и пожарам в электроустановках;

- методика оценки уровня электропожаробезопасности и обоснование оптимальной области его значений;

- вероятностные модели системы комплексной электробезопасности;

- комплексный критерий эффективности системы обеспечения электропожаробезопасности;

12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненной научно-исследовательской работы разработан комплекс мероприятий, включающих информационное и нормативно-техническое обеспечение, методику проектирования оптимальных систем электропожарозащиты и перспективную аппаратуру защитного отключения, внедрение которых существенно повышает электропожаробезопасность электроустановок агропромышленного комплекса.

Обобщение полученных результатов представлено следующими основными выводами.

1. Неудовлетворительное состояние безопасности электроустановок в регионе Западной Сибири, а также структурные изменения в обстановке с пожарами, основная часть которых оказалась сосредоточенной в жилом секторе и в сфере малого предпринимательства, требует принципиально новых, нетрадиционных подходов к решению проблемы обеспечения электропожаробезопасности.

2. Повышение электропожаробезопасности электроустановок агропромышленного комплекса может быть достигнуто путем разработки и комплексного внедрения перспективных мероприятий информационного, технологического и технического обеспечения, предусматривающих использование современных принципов оптимального проектирования электрической защиты.

3. Разработанная структура автоматизированной системы сбора и анализа данных позволяет установить тенденции изменения качественных и количественных характеристик травматизма и пожаров от электроустановок с целью определения основных направлений их профилактики.

4. Для решения задач проектирования и оптимизации системы электрической защиты и оценки ее эффективности предложено введение

131 показателей уровня электропожаробезопасности и использование математической модели развития пожара. Установлено, что уровень пожарной опасности от электроустановок в Алтайском крае превышает его нормативное значение в 150 раз.

5. Предложенный метод обоснования оптимальной области значений уровня пожарной безопасности позволяет минимизировать суммарные потери, связанные с материальным ущербом от пожаров и затраты на систему пожарной безопасности.

6. Существующая методика моделирования электробезопасности не учитывает вероятность электропоражения при выносе потенциала по системе зануления, возможность обрыва защитного провода и особенности автоматического режима работы электроустановок. Разработанная система группировки "элементарных" вероятностей электропоражений расширяет возможности моделирования электробезопасности и создает предпосылки для эффективной алгоритмизации процедуры моделирования.

7. Для уточнения существующей методики моделирования пожаробезопасности необходимо учитывать различную вероятность возникновения коротких замыканий по участкам сети и в отдельных ее узлах, несоответствие распределения токов к.з. равномерному закону, а также условия возникновения пожара в результате загорания изоляции электропроводки.

8. При решении задачи оптимизации системы электропожарозащиты в качестве показателей эффективности целесообразно принимать среднюю вероятность электропоражений людей на объекте и вероятность пожара от всех видов к.з. Комплексный критерия эффективности может быть построен на основе скалярного критерия, имеющего аддитивную форму с естественным нормированием частных критериев и единичными весовыми коэффициентами.

132

9. Практическое решение задач оптимизации возможно на основе разработанного интегрированного программного комплекса, имеющего в своем составе блоки расчета пожарной безопасности, электробезопасности и блок оптимизации. Использование комплекса позволяет за счет варьирования параметрами электрической защиты повысить эффективность системы обеспечения электропожаробезопасности в несколько раз, как по показателям электробезопасности, так и по показателям пожарной безопасности.

10. Экономический эффект от внедрения рекомендаций по совершенствованию системы электрической защиты в Алтайском крае только за счет снижения прямого ущерба от пожаров, составляет около 5 млн. руб в год в современных ценах.

11. Развитие производства УЗО в России идет по неперспективному направлению, предусматривающему освоение лишь электронных изделий или использование полуфабрикатов зарубежных изготовителей. Причиной этого являются сложные технологии изготовления электромеханического преобразователя, требующие применения специальных материалов и высокой культуры производства.

12. Для создания российского электромеханического УЗО необходимы: разработка электромеханического преобразователя с кинематическим усилителем и технологий их изготовления; разработка датчика полезного сигнала применительно к параметрам преобразователя; разработка, совместно с заводом-изготовителем технологичных и рациональных методов изготовления блоков и сборки единой конструкции УЗО.

13. В результате проведенных исследований технологический процесс изготовления электромеханического преобразователя из материалов, применяемых в России и техническая документация на разработанное УЗО типа УЗО-СНС с электромеханическим преобразователем переданы

133

Дивногорскому заводу низковольтной аппаратуры, приступившему к подготовке производства.

14. Для развития производства отечественных УЗО необходимо совершенствование нормативной базы, в том числе внесение изменений дополнений в Правила устройства электроустановок, предусматривающих расширенную концепцию защиты, включающая обеспечение не только электробезопасности, но пожарной безопасностиэлектроустановок.

15. В качестве руководящих материалов регионального уровня по применению УЗО для проектных и электромонтажных организаций могут быть использованы "Правила применения УЗО на объектах жилищно-гражданского назначения", определяющие область применения, методику выбора, требования к проектированию установки, монтажу, эксплуатации и условиям поставки устройств защитного отключения, разработанные Алтайгосэнергонадзором совместно с Алтайским государственным техническим университетом и утвержденные администрацией Алтайского края.

134

1. Гордон Г.Ю., Вайнштейн Л.И. Электротравматизм и его предупреждение. - М.: Энергоиздат, 1986,-256 с.

2. Еремина Т. В. Повышение электробезопасности в быту сельского населения.: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук.-Челябинск, 1989. -20 е.- В надзаг.: Челяб. ин-т. механиз. и электриф. с. х.

3. Карякин Р.Н. Научные основы концепции электробезопасности электроустановок зданий,- Электрические станции, 1999, № 2, с.56-66.

4. Манойлов В. Е. Основы электробезопасности.- Л.: Энергия, 1985. -345 с.

5. Тульчин И. К., Нудлер Г. И. Электрические сети жилых и общественных зданий,- М.: Энергоиздат, 1983. -304 с.

6. Долин П. А. Действие электрического тока на человека и первая помощь пострадавшему.-М.: Энергия, 1972. -84 с.

7. Туркин Б.Ф. Состояние пожарной безопасности. Тенденции и прогноз изменения обстановки с пожарами. Пожарная безопасность, информатика и техника, 1997, № 1 (19).

8. Федеральный закон о пожарной безопасности. Гл. IV. Обеспечение пожарной безопасности. Ст. 24. Выполнение работ и оказание услуг в области пожарной безопасности, (принят Государственной Думой 18.11.1994г).

9. Основы законодательства Российской Федерации об охране труда. Гл. III Ст. 5 и 6 (И 5600-1,6,08.1993 г.).

10. Федеральная целевая программа "Пожарная безопасность и социальная защита на 1995 1997 годы" (принята Постановлением Правительства РФ, № 1275,26.12.1995 г.)

11. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР,- 6-е изд., перераб. и доп. Красноярск, 1998 г.- 656 с.

12. Ведомственные строительные нормы. "Электрооборудование жилых и общественных зданий". Нормы проектирования. ВСН. 59-88 Госкомархитектуры. Изд. официальное. М., 1990.135

13. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

14. Гермеймер Ю.Б. Введение в теорию исследований операций.- М.: Наука, 1971.-383 с.

15. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1969. 355 с.

16. Туркин Б.Ф. Автоматизация управления СОПБ. Системный анализ и проблемы безопасности народного хозяйства. - М.: Стройиздат, 1988, с. 323 -350.

17. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. М. :Энергоиздат, 1982. -208 с.

18. Коструба С.И. Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 166 с.

19. Якобе А.И. Коструба С.И. О нормировании уровня электробезопасности и допустимого напряжения прикосновения. Электричество, 1978, №1, с. 58- 60.

20. Найфельд М.Р. Заземление, защитные меры безопасности. М.: Энергия,. 1971.-87 с.

21. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергия, 1979.-408 с.

22. Французские электротехнические нормы NFC/15-100

23. Biegelmeier G. Effects of current passing through the human body and the electrical impedance of the human body. A guide to IEC-report 479, 20e. vde-verlag, 1987.

24. Biegelmeier G. Discriminations and nuisance tripping of residual current-operated devices in domestic and similar installations. Co-operative testing institute for electrotechnical products Ltd. Austria. Dec. 1988.

25. Нормы МЭК (СБЕ 27, IEC 1008, IEC 1009)

26. Государственный стандарт РФ. ГОСТ Р 50669-94. Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных) зданий из металла с металлическим каркасом для уличной торговли и бытового обслуживания населения.136

27. Руководящие материалы по электроснабжению индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений. Главное управление государственного энергетического надзора. Москва, 1994г.

28. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.-576 с.

29. Коструба С. И. Математическое моделирование систем электробезопасности. Электричество, 1970, №9, с. 87-89.

30. Полонский A.B. Повышение безопасности электроустановок низкого напряжения.- Барнаул, 1999.- 38 с.

31. Правила системы сертификации электроустановок зданий. (Приказ

32. Минтопэнерго РФ № 264, от 26.12.1995 г.).

33. О проведении эксперимента по применению устройств защитного отключения в Алтайском крае. Руководящий документ администрации Алтайского края № 1966 от 30.08.1999 г.137

34. О государственном энергетическом надзоре в Российской Федерации (постановление Правительства РФ № 938 от 12.08.1998 г.).

35. Гордон Г.Ю., Филиппов В.Н., Ярошенко З.А. Электротравматизм на производстве. JL: Лениздат, 1973. - 214 с.

36. Положение о расследовании и учете несчастных случаев на производстве (постановление Правительства РФ N 279, 11.03.1999 г.).

37. Якобе А.И., Королев С.Г., Коструба С.И. Оценка уровня электробезопасности и новые нормы на характеристики заземляющих устройств электроустановок с большими токами замыкания на землю. -Электричество, 1975, №2, с. 28-33.

38. Никольский O.K. Системы обеспечения электробезопасности в сельском хозяйстве. Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1977. - 192 с.

39. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. ГОСТ 12.1.004.- 85.

40. Кашолкин Б.П., Мешалкин Е.А. Тушение пожаров в электроустановках. -М.: Энергоиздат, 1985. -109 с.

41. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1976. - 576 с.

42. Инструкция по определению экономической эффективности новой пожарной техники, пожарно-профилактических мероприятий, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1980.-109 с.

43. Дробязко О.Н. Метод автоматизированного проектирования систем комплексной электробезопасности на сельскохозяйственных объектах. Автор, дисс. на соискание . канд. техн. наук.-Барнаул, АлтГТУ.-1994,-21с.138

44. Якобе А.И., Луковников A.B. Электробезопасность в сельском хозяйстве.-М.; Колос, 1981,- 239 с.

45. Якобе А.И., Шаматава В.Д. Оценка эффективности устройств защитного отключения // Электричество.-1983.-№ .-С.6-12

46. Сошников A.A. Защита систем сельского электроснабжения 0,38 кВ от аварийных режимов. Автор, дисс. на соискание . доктора техн. наук М.: 1992, -269 с.

47. Смелков Г.И. Пожарная опасность электропроводок при аварийных режимах.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-184 с.

48. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов по спец. "Автоматизированные системы управления".-М.: Высш. шк., 1958.-271 с.

49. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. ГОСТ 12.1.004-85.-М.: 1987.

50. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: Учеб. пособие для втузов 2-е изд.-М.: Высш. шк., 1986.-304 с.

51. Никольский O.K., Москаленко Г.Н., Дробязко О.Н. Оценка экономической эффективности системы обеспечения электробезопасности // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1982.-№ 6.-С.23-25.

52. Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике.-М.: Радио и связь, 1984.

53. Левин М.С., Лещинская Т.Б. Методы теории решений в задачах оптимизации систем электроснабжения: Учебное пособие.-М.: ВИПКэнерго, 1989.-130 с.139

54. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972. -552 с.

55. Ермольев Ю.М., Ляшко И.И., Михалевич B.C., Тюптя В.И. Математические методы исследования операций: Учеб. пособие для вузов.-Киев: Выща. шк., 1979.-312 с.

56. Курицкий Б .Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.О.-СПбю: BHV-Санкт-Петербург, 1997.-384 с.

57. Растригин JI.A. Современные принципы управления сложными объектами.-М.: Сов. радио, 1980.-232 с.

58. Комплексная оценка эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса. Методические рекомендации и комментарий по их применению. М.: Информэлектро, 1989.-118 с.

59. Сошников A.A. Защита систем сельского электроснабжения 0,38 кВ от аварийных режимов.: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. М., 1992. - 33 е.- В надзаг.: Моск. ин-т инж. с.-х. производства им. В.П.Горячкина.

60. Государственный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 50571.2 94 (МЭК 364 -3 - 93). Электроустановки зданий.

61. Государственный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 50571.3 94 (МЭК 364-4 -41 - 92). Электроустановки зданий.

62. Государственный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 50571.15 -97 (МЭК 364 5 - 52 - 93). Электроустановки зданий.

63. Водяницкий Ю.Г. Защитное отключение на дифференциальном (остаточном) токе: принцип реализации, краткая история, современное состояние.- Автоматизация и производство, 1997, № 1,2.140

64. Методические указания по испытаниям устройств защитного отключения при сертификации электроустановок зданий.- Промышленная энергетика, 1998, №6, с. 26-39.

65. Rotter К. Elektroschutz. Feiten & Guilleaume. Fabrik Elektrischer Apparate Aktiengesellschaft (1990), 70 s.

66. Государственный стандарт Российской Федерации.ГОСТ Р 50807-95. (МЭК 755-83). Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. Общие требования и методы испытания.

67. Душкин Н.Д., Монаков В.К. Проблемы применения устройств защитного отключения,- Автоматизация и производство, 1997, № 2.

68. Водяницкий Ю.Г. Развитие и современное состояние УЗО в СССР и России.- Автоматизация и производство, 1997, № 3,4,5.

69. Водяницкий Ю.Г. Аппаратура защитного отключения, выпускаемая серийно или подготавливаемая к производству заводами СНГ.-Автоматизация и производство, 1997, № 6,7.

70. Водяницкий Ю.Г. Практическое применение и обслуживание УЗО.-Автоматизация и производство, 1997, № 8,9.

71. Защита электрооборудования и электробезопасность/О.К. Никольский, А.Г.Порошенко, А.А.Сошников и др. В кн.: Применение электроэнергии в сельском хозяйстве Сибири. -Новосибирск: Изд-во СибИМЭ, 1976, с. 1945.

72. Король В.Ф. Защитное отключение на фермах.- Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1975, N 1, с.26-28.

73. Никольский O.K. Защитное отключение на фермах крупного рогатого скота и в жилых домах сельской местности.: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук.- М., 1969. 31 е.- В надзаг.: Всесоюзн. НИИ электрифик. с.-х.

74. Никольский O.K., Упит А.Р. Статистический метод исследования параметров электробезопасности в производственных сельских141электроустановках с учетом агрессивных сред.- Тр. Алт. политех, ин-та.-Барнаул, 1975, вып.51, с.40-43.

75. Никольский O.K. Системы обеспечения электробезопасности в сельском хозяйстве.- Барнаул.: Алт. кн. изд-во, 1977.- 192 с.

76. Упит А.Р. Планирование эксперимента для исследования электрических параметров изоляции в зависимости от величин, характеризующих микроклимат в животноводческих помещениях.- Тр. Алт. политех, ин-та.-Барнаул, 1975, вып.51, с.51-58.

77. Инструктивное письмо Главгосэнергонадзора России "О применении устройств защитного отключения" от 23.10.95 г. N 42-6/34-ЭТ.

78. Schaltgerate und Zubehör.- Katalog "Feiten & Guilleaume" AUSTRIA AG, 1996.-92 s.

79. Multi 9 system.- Katalog "Merlin Gerin" Groupe Schneider, 1994.-200 s.

80. Elektropraktiker, Berlin, 47, 9-12/93.

81. Справочник по изделиям из ферритов и магнитодиэлектриков/В.А. Злобин.- М.: Советское радио, 1972.

82. Будзко И.А., Сошников A.A. Влияние внешних факторов на защиту линий 0,38 кВ.- Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1978, N 7, с.45-46.

83. Сошников A.A. Требования к защитным устройствам линий 0,38 кВ.-Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1979, N 3, с.29-31.

84. Рогоза В.В. Влияние внешних магнитных полей на трансформаторы тока,- В кн.: Проблемы технической термодинамики, Изд-во АН УССР, вып. 26, 1970.

85. Ревякин А.И., Кашолкин Б.И. Электробезопасность и противопожарная защита в электроустановках.- М.: Энергия, 1980.-160 с.142

86. Слободкин А.Х. ЭДС небаланса трансформатора тока утечки с тороидальным магнитопроводом.- В кн.: Электробезопасность в сельскохозяйственном производстве.: Сб. науч. тр.- М.: ВИЭСХ, 1984.-т.62, с.29-39.

87. Марквардт Е.Г. Ток небаланса трансформаторов тока нулевой последовательности.- Электрические станции, 1959, N 4-5, с.53-57.

88. Трансформаторы тока. В.В.Афанасьев, Н.М.Адоньев, Л.В. Жалалис и др.-JL: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980.- 344 с.

89. A.c. 1156549 (СССР). Устройство для защиты электрической сети переменного тока от замыкания на землю/Г.К.Дашин, О.К.Никольский, А.А.Сошников и др.- 1985.

90. A.c. 792431 (СССР). Устройство для защиты электрической сети переменного тока от замыкания на землю/А.А.Сошников и др.- Опубл. 1980, БИ N 48.

91. Теория надежности радиоэлектронных схем в примерах и задачах. Под.ред. Г.В.Дружинина. М.,"Энергия", 1976.

92. Л.П.Серафинович. Расчет надежности и конструирование радиоэлектронной аппаратуры. Томск: Издательство Томского университета, 1972.

93. Временные указания по применению У30 в электроустановках жилых зданий. Утверждены Главгосэнергонадзором 17.04.1997 г.

94. DIN VDE 0100 Beiblatt 2 - Oktober 1992. Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V - Verzeichnis der einschlagigen Normen.

95. Biegelmeier G. Die Brandverhütung durch Fehlerstromschutzschalter "de" Sonderheft (1982), Seite 46-4930 Jahre Fehlerstrom-Schutzschalter.

96. Душкин Н.Д., Рязанов A.B., Монаков B.K., Смирнов B.B. Проблемы применения устройств защитного отключения в аспекте требований пожарной безопасности. Безопасность труда в промышленности, 1997, № 6, с.44-46.143

97. Душкин Н.Д., Монаков В.К. Проблемы применения устройств защитного отключения.- Автоматизация и производство, 1997, № 3.

98. Основы законодательства Российской Федерации об охране труда (от 6.08.93 г. N5600-1).

99. Федеральный закон о пожарной безопасности (принят Государственной Думой 18.11.94 г.).

100. Решение Госстандарта, Госстроя и Минтопэнерго России от 09.08.93 г. N 29.07 "О развитии нормативной базы для безопасного применения электрооборудования класса защиты I по электробезопасности в электроустановках зданий".

101. Решение Департамента электроэнергетики и Главгосэнергонадзора Минтопэнерго России от 18.02.94г. "Об изменении требований гл.7.1. "Электрооборудование жилых и общественных зданий" Правил устройства электроустановок".

102. Письмо Главгосэнергонадзора России от 16.12.94 г. N 42-6/39-ЭТ, N 6-2/11. "О прокладке защитных проводников в электросетях жилых и общественных зданий".

103. Приказ Главгосэнергонадзора России от 26.12.96 г. N 9 "О реализации региональной целевой программы обеспечения электробезопасности в Сибири на основе устройств защитного отключения".

104. Информационное письмо Востокгосэнергонадзора России "О расширении области применения устройств защитного отключения" от 07.06.96 г. N 8-78.

105. Решение управления Государственнной противопожарной службы УВД Алтайского края, территориального управления государственного1 Общие положения

106. Методические указания распространяются на территории проведения эксперимента (Алтайский и Красноярский края, Новосибирская и Томская области) и действуют на период с 1999 по 2003 гг.2 Программа анализа

107. Официальным документом при расследовании электротравмы являетсяакт о несчастном случае на производстве (форма Н-1).

108. Первичным информационным документом для анализа электротравматизма является так называемая «Картотека электротравмы»,3которая заполняется на основании акта формы Н-1 и специально разработанного статистического классификатора.

109. Статистический классификатор и указания по составлению картотеки электротравмы

110. Раздел 02. Характеристика пострадавшего. В позиции «Профессиональное образование» предусматриваются все виды профессиональной подготовки работающих в электроустановках (в том числе курсы) с выдачей соответствующего свидетельства.

111. Раздел 03. Место происшествия учитывает отрасль или определенный профиль предприятия (учреждения), в которых произошел несчастный случай.

112. Раздел 04. Характеристика электроустановки. В дескрипторе «Вид» предусмотрено сокращение до 12 позиций. Если электротравма произошла на установке, не указанной в дескрипторе, то эту установку относят к позиции «Прочие».

113. При определении конкретной позиции дескриптора «Элемент» (имея в виду элемент электроустановки) производится аналогичная процедура.

114. В дескрипторе «Неисправность» фиксируются неисправности электроустановок, возникшие до несчастного случая, а не после него.

115. Позиции дескрипторов «Тип исполнения», «Конструкция», «Изготовление», «Монтаж», «Эксплуатация», «Ремонт» отражают соответствие (или несоответствие) требованиям действующих норм и правил.

116. При определении позиции дескриптора «Напряжение» указывается номинальное напряжение электроустановки, а не напряжение прикосновения.

117. Раздел 05. Характеристика работы. В дескрипторе «Вид» позиции 1-8 должны отмечаться при травмах, связанных с обслуживанием (эксплуатацией) электроустановок.

118. Раздел 06. Технические меры безопасности. Позиции дескрипторов 21-29 отражают соответствие выполнения мероприятий требованиям ПТБ и5

119. Раздел Дескриптор Позицияп/п Наименование № п/п Наименование № п/п Наименование1 2 3 4 5 6

120. Номер карты электротравмы (номер акта ф. Н-1)

121. Общие сведения Дата происшествия несчастного случая1. Край (область) 1. Район 1. Населенный пункт 02 Характе- 1 Пол 1 Мужчинаристика 2 Женщинапострадавшего 2 Возраст 1 Начальное2 Среднее

122. Образование 3 Профессиональное4 Среднее специальное5 Незаконченное высшее6 Высшее

123. ИТР-электротех. специальностей2 ИТР-неэлектротех. -II

124. Профессия 3 Рабочий-электротех. -II

125. Рабочий--неэлектротех. -//5 Ученики5 Стаж по профессии 1 1 группа2 2 группа

126. Квалификационная 3 3 группагруппа по ТБ 4 4 группа5 5 группа6 Нет группы (0)

127. Социальная группа 1 Рабочий2 Служащий3 Предприниматель4 Фермер5 Учащийся6 Студент7 Дошкольник8 Пенсионер, домохозяйка1 Промышленность2 Энергетика3 Сельское хозяйство4 Строительство5 Транспорт1. Отрасль, 6 Связь8 Предприятие, 7 Торговля

128. Учреждение 8 Бытовое обслуживание1. Место 9 Образование03 10 Здравоохранениепроисшествия 11 Финансы12 Культура13 Прочие1 Без повышенной опасности2 С повышенной опасностью

129. Характеристика 3 Особо опасное9 помещения, Территории 4 Территория предприятия (организации)5 Стройплощадка6 Прочие

130. Характери- 1 Воздушные линиистика электропередачь

131. Электроус- 2 Кабельные линиитановки 3 Линии связи4 Контактные линии

132. Трансформаторные подстанции

133. Распределительные устройства7 Щиты, шкафы10 Вид 8 Электропроводки9 Бытовые электроприборы

134. Вычислительная и электроизмерительная техника

135. И Переносной электроинструмент

136. Электрифицированные сельскохозяйственные машины и агрегаты13 Прочие

137. Элемент 1 Провод, троллей, шина72 Заземление, спуск

138. Громозащитный или несущий трос4 Питающий кабель5 Воздушный ввод6 Генератор7 Двигатель8 Трансформатор9 Коммутационные аппараты

139. Клеммник, зажим, штепсельный разъем11 Блок питания

140. Аккумулятор, конденсатор, разрядник1 Отсутствие изоляции

141. Замыкание голых токоведущих частей на корпус3 Пробой изоляции4 Обрыв5 Ненадежное соединение6 Перегорание, оплавление

142. Неисправность 7 Провисание, сближение, схлестывание8 Самовключение

143. Повреждение механических частей10 Прочие

144. Неисправность не установлена12 Неисправности нет

145. Тип исполнения 1 Соответствовал2 Не соответствовал

146. Конструкция, 1 Соответствовалаизготовление 2 Не соответствовала15 Монтаж 1 Соответствовал2 Не соответствовал

147. Эксплуатация, 1 Соответствоваларемонт 2 Не соответствовала

148. Характери- обслуживанием05 стика электроустановкиработы 1 С полным снятием напряжения

149. С частичным снятием напряжения3 Под напряжением

150. Категория по ПТБ 4 На токоведущих частях5 Вблизи токоведущих частей

151. Вдали от токоведущих частей7 На нетоковедущих частях

152. Техничес- 21 Защитное 1 Соответствоваликие меры заземление, безопас- зануление 2 Не соответствовалиности 22 Снятие напряжения 1 Соответствовали2 Не соответствовали

153. Наложение 1 Соответствовалипереносных заземлений 2 Не соответствовали

154. Временное 1 Соответствовалиограждение 2 Не соответствовали

155. Плакаты, надписи 1 Соответствовали2 Не соответствовали

156. Блокировки, 1 Соответствовалисигнализации 2 Не соответствовали

157. Замки, ключи 1 Соответствовали2 Не соответствовали

158. Индивидуальные 1 Соответствовалисредства защиты 2 Не соответствовали

159. Инструмент 1 Соответствовалиприспособления 2 Не соответствовали30 УЗО 1 Установлено2 Не установлено31 УЗО 1 Исправно2 Не исправно

160. Оформление 1 Соответствовало

161. Физиологическое заболеваниясостояние 4 Инвалидность5 Утомленность6 Недомогание7 Опьянение1 Фибриляция сердца2 Асфикция органов дыхания

162. Механизм электропоражения 3 Ожог38 4 Механическое повреждение (вызванное электроударом)105 неизвестно1 Летальный

163. Исход электротравмы 2 Тяжелый (получение инвалидности)3 Легкий1 Производственная09 40 Группа травмы 2 Непроизводственная3 Бытовая

164. ПТЭ (учитывая при этом сам факт отсутствия требований на выполнение того или иного мероприятия) или нарушение требований указанных правил.

165. Раздел 07. Организационные мероприятия. При определении той или иной позиции дескрипторов 32-34 производится аналогичная процедура.

166. В дескрипторе «Механизм электропоражения» четвертая позиция предназначена для регистрации механических повреждений (например, падение с высоты), которым предшествовал электроудар.11

167. Раздел 09. Группа электротравматизма. Это раздел предназначен для регистрации электротравм (производственные, непроизводственные и бытовые).

168. К непроизводственным электротравмам относят случаи электрических поражений населения вне производства, но на электроустановках объектов отраслей народного хозяйства.

169. К бытовым электротравмам относят те виды электропоражения, которые происходят при пользовании электроприборов и электрооборудования в домашних условиях или личном подсобном хозяйстве (включая фермерские хозяйства).

170. Официальная статистика расследования и анализа бытового электротравматизма в настоящее время не ведется.4 Программное обеспечение

171. Рассматривается два режима:- просмотр и пополнение (формирование массива статистических данных) картотеки;- анализ данных картотеки.

172. Режимы работы задаются в меню программы (рисунок 1). Выбор нужного режима определяется с помощью манипулятора

173. Просмотр и пополнение картотеки электротравм. В режиме работы с картотекой электротравм можно создавать и заполнять новую карту, просматривать и редактировать информацию в уже имеющихся картах, а также удалять ненужные карты.

174. Все эти действия выполняются с помощью навигатора картотеки (рисунок 2).13

175. Вследствие большого объема данных, которые необходимо ввести в картотеку, она разбита на 4 информационные страницы:- общие сведения;- характеристика электроустановки;- характеристика работы;- факторы, обусловливающие тяжесть электротравмы.

176. Рисунок 4 Характеристика электроустановки15