Роль та рівень надійності системи захисного вимкнення напруги у зниженні ризику електротравмування людей

Abstract

UK: Постановка проблеми.Захисне вимкнення електроенергії застосовується як засіб безпеки в електроустановках. Завдяки вимкненню напруги за достатньо короткийчас людина, що випадково попала під напругу, знеструмлюється і, як показує досвід, залишається живою, не отримуючи небезпечних ушкоджень [1]. Захисне вимкнення здійснюється апаратурою захисту від витоків струму, яка регламентується Правилами безпеки вугільних шахт та правилами безпеки інших галузей, що ведуть підземні роботи і застосовують систему електропостачання з ізольованою нейтраллю. Але апаратура може не діяти у результаті відмови її конструктивнихелементів, особливо елементів електричної схеми, тобто недостатньої надійності приладів. Практичний досвід свідчить, що всі смертельні випадки ураження струмом , які щорічно відбуваються у шахтах, виникають за недіючої системи захисного вимкнення, але в літературних джерелах ці питання та роль надійності висвітлені недостатньо. Мета статтіполягає в розкритті умов зменшення ризику електроураження шляхом застосування системи захисного вимкнення напруги в системі електропостачання та в обгрунтуванні рекомендації щодо припустимого рівня її надійності для зниження ризику ураження струмом. Висновок.Доцільнорозглянути логікоматематичну схему формування електротравми як «дерева відмов» електрозахисних засобів у системі електропостачання споживачів з ізольованою нейтраллю живильного трансформатора; обгрунтувати математичну модель електротравми та встановити зв'язок імовірності ураження струмом з імовірністю безвідмовної роботи системи захисного вимкнення напруги; розкрити значення надійності захисного вимкнення напруги у зниженні ймовірності ураження електрострумом та обгрунтувати формулу для визначення необхідного рівня надійності апаратури захисного вимкнення залежно від припустимого ризику електротравмування.

RU: Постановка проблемы.Защитное отключение электроэнергии применяется как средство безопасности в электроустановках. Благодаря отключению напряжения за достаточно короткое время человек, который случайно попал под напряжение, обесточивается и, как показывает опыт, остается живым, не получая опасных повреждений [1]. Защитное отключение осуществляется аппаратурой защиты от утечек тока, которая регламентируется Правилами безопасности угольных шахт и правилами безопасности других отраслей, ведущих подземные работы и применяющих систему электроснабжения с изолированной нейтралью. Но аппаратура может не действовать в результате отказов ее конструктивных элементов, особенно элементов электрической схемы, т. е. недостаточной надежности приборов. Практический опыт свидетельствует, что все смертельные случаи поражения током, которые происходят в шахтах, возникают при недействующей системе защитного отключения, но в литературных источниках эти вопросы и роль надежности освещены недостаточно. Цель статьи состоит в раскрытии условий снижения риска электротравмирования путем применения защитного отключения напряжения в системе электроснабжения и в обосновании рекомендации относительно допустимого уровня ее надежности для снижения риска электротравмирования. Вывод. Целесообразно рассмотреть логико-математическую схему формирования электротравмы как «дерева отказов» электрозащитных средств в системе электроснабжения потребителей с изолированной нейтралью питающего трансформатора; обосновать математическую модель электротравмы и установить связь вероятности безотказной работы системы защитного отключения напряжения; раскрыть значение надежности защитного отключения напряжения в снижении вероятности поражения и обосновать формулу для определения необходимого уровня надежности аппаратуры защитного отключения в зависимости от допустимого риска электротравмирования.

EN: Formulation of the problem. Protective blackout is used as a means of electrical safety in electrical installations. By disconnecting the voltage for a sufficiently short time, a person who accidentally comes under voltage is de-energized and, as experience shows, remains alive without receiving dangerous injuries [1]. Protective shutdown is carried out by current leakage protection equipment, which is regulated by the Coal Mine Safety Rules and the safety rules of other galleys that conduct underground work and use an electrical power supply system with isolated neutral. But the equipment may not operate as a result of failures of its structural elements, especially elements of the electrical circuit, i.e. insufficient reliability of the equipment. Practical experience suggests that all deaths from electric shocks that occur annually in mines arise with an inactive protective shutdown system, but in literature these issues and the role of reliability are not adequately addressed. The purpose of the article is to disclose the conditions for reducing the risk of electrical injuries by applying protective voltage isolation in the power supply system and to justify recommendations on the acceptable level of its reliability to reduce the risk of electrical injuries. Conclusion. It is advisable to consider the logical-mathematical diagram of the formation of electrical injury as a “tree” of failures of electrical protective equipment in the power supply system of consumers with an isolated neutral of the supply transformer. To substantiate the mathematical model of electric trauma and to establish a relationship between the probability of failure-free operation of the system of protective shutdown Reveal the value of the reliability of protective shutdown of voltage in reducing the likelihood of damage and substantiate the formula for determining the necessary level of reliability of protective shutdown equipment, depending on the permissible risk of electrical injury.