Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по разное  

На правах рукописи 

Еремина Тамара Владимировна

ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СЕЛЬСКИХ

НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Специальность 05. 20. 02 - Электротехнологии

и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени доктора

технических наук

Барнаул 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО ВосточноЦСибирский государственный технологический университет и ГОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова

Научный консультант:  Заслуженный деятель науки и техники РФ, 

доктор технических наук, профессор

О. К. Никольский (ГОУ ВПО Алтайский

государственный технический университет

им. И. И. Ползунова)

Официальные оппоненты:  доктор технических наук, профессор

И. В. Наумов (ФГОУ ВПО Иркутская 

государственная сельскохозяйственная

  академия);

  доктор технических наук, профессор

Ю. А. Судник (ФГОУ ВПО Московский

государственный агроинженерный университет

  им. В. П. Горячкина);

  доктор технических наук, профессор

А. М. Худоногов (ГОУ ВПО Иркутский

государственный университет путей

  сообщения)

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Бурятская государственная

сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова

       Защита диссертации состоится л15 декабря 2010 года в 900  на заседании диссертационного совета Д 212.004.02 при ГОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, факс (8Ц3852) 36Ц71Ц29,  e-mail:elnis@inbox.ru

       С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова.

       Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

       Автореферат разослан л___ ноября  2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д. т. н., профессор Л. В. Куликова

 

 

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Основным направлением развития аграрного сектора экономики является решение современных социально-экономических проблем. В основе этих проблем лежит перестройка сельского хозяйства, ускорение научно-технического прогресса, переход к ресурсно-энергосберегающей политике, активизация человеческого фактора - развитие предпринимательства и создание на селе среднего класса - фермерства. Это в свою очередь требует расширенное применение электроэнергии, создание нового парка высокоэффективных электрифицированных машин и механизмов, внедрение эффективных электротехнологий как в производство, так и в быт сельского населения. Сформированный в настоящее время перспективный комплекс средств малой механизации  (СММ) состоит почти из ста видов различных бытовых приборов и устройств, электроинструмента, мобильных, передвижных и переносных электрифицированных машин с кабельной или автономной системой электропитания. Совокупный парк этой техники на селе достигает 100 млн. единиц. Развитие электровооруженности села, специфические условия эксплуатации и обслуживания электропотребителей, выдвигают серьезную проблему обеспечения непрерывно возрастающих требований сельскохозяйственного производства и инфраструктуры села к надежности и безопасности способов и средств электрификации и автоматизации. Нарушения надежности функционирования электрохозяйства аграрного сектора экономики приводят к гибели людей и животных, значительным материальным потерям, обусловленными многочисленными авариями электрооборудования и пожарам, вызванным электротехническими причинами, ухудшению экологической обстановки.

По мнению экспертов состояние электробезопасности окружающей среды нельзя признать удовлетворительным. Ежегодно только в электроустановках зданий гибнет более 4500 человек, около 30 тысяч - получают увечия и инвалидность, при этом на долю сельской местности приходится порядка 70% от общего числа электротравм. При эксплуатации электрифицированных передвижных машин, переносных приборов и ручного электроинструмента происходит свыше 60% от общего числа электропоражений в сельских электроустановках напряжением 380/220 В.

       Необходимо отметить, что применение электрифицированных СММ, в частности, ручных машин, связано не только с опасным воздействием на человека электрического тока, но и такого вредного фактора как вибрация. Анализ использования вибрационной техники показал, что до 90 % ручных машин являются опасными, приводящими к возникновению различных патологий и вибротравматизму.

Неблагоприятной также является пожарная обстановка: значительную часть (до 30%) составляют пожары, вызванные действием электрического тока. Так, в сельской местности в 2009 году было зарегистрировано около 200тысяч пожаров, погибло 13933 человека прямой материальный ущерб причинен в размере 10929,7млн.руб. В целом на село пришлось37,8% от общего количества пожаров, 35,6% - материального ущерба, 47,2% от погибших при пожарах людей. К этому следует добавить значительный (более 60%) износ основных фондов в электрохозяйстве АПК при их интенсивной эксплуатации. В настоящее время более половины электрооборудования в сельском хозяйстве подлежит списанию и замене на новое.

Сложившаяся ситуация как в сельском хозяйстве, так и в целом по России, представляет угрозу национальной безопасности. Это вызвало необходимость включения проблемы техногенной безопасности в перечень критических технологий, утвержденных Президентом РФ 30 марта 2002 г.

Проблемой повышения надежности и безопасности в энергетической отрасли (в том числе сельской электроэнергетики) посвящено большое количество исследований, проводимых как в нашей стране, так и за рубежом.

Проведенные исследования в основном касались стационарных электроустановок, находящихся в зданиях и вне их, в том числе на открытых площадках подстанций. Однако получившие в последние годы широкое распространение электрифицированные СММ характеризуются рядом специфических особенностей, к числу которых следует отнести мобильность, автономность электропитания, их работа зачастую проводится вне помещений и поэтому они подвержены негативным воздействиям внешней среды. Опыт эксплуатации показывает низкую эффективность применения традиционных мер (зануления, защитного заземления, в т.ч. предохранителей и автоматических выключателей) для защиты нестационарных электроустановок.

В результате многолетней недооценки и игнорирования проблемы безопасности нестационарных электроустановок (НЭУ) сложилась кризисная ситуация: действующая система организационных мероприятий  и технических средств электрической защиты не удовлетворяет современным требованиям устойчивого и надежного функционирования электрифицированных средств малой механизации; как результат этого - массовые поломки и аварии, приводящие к гибели людей, пожарам и т.д. Социальная значимость проблемы электробезопасности особенно возрастает в условиях создания и развития частного аграрного сектора, в котором  принимает участие практически все сельское население страны. Изложенное выдвигает требования, с одной стороны, создание научно-методических основ безопасной эксплуатации нестационарных электроустановок, а с другой, решение ряда прикладных задач, направленных на разработку новой системы безопасности электроустановок (СБЭ), которая должна иметь высокую электрозащитную эффективность и надежность, обоснованную структуру и необходимое нормативно-техническое обеспечение. Причем отсутствие необходимых для этой цели материальных ресурсов, по нашему мнению, может быть преодолено путем создания стратегии оптимизации СБЭ, в основе которой лежала бы минимизация затрат при допустимом (нормируемом) риске опасности электроустановки.

Работа выполнялась в соответствии с государственной научно-технической программой 0.51.21 на 1986 - 1990 гг. и до 2000 г. Разработать и внедрить новые методы и технические средства электрификации сельского хозяйства, Концепцией энергетического обеспечения сельскохозяйственного производства в условиях многоукладной экономики, Федеральной целевой программы Пожарная безопасность и социальная защита на 1995 - 1997 годы и решением совместного заседания Совета Безопасности Российской Федерации и Президиума Государственного совета Российской Федерации от 13 ноября 2003 г. о развертывании фундаментальных, поисковых и прикладных исследований в области безопасности объектов и населения. 

Гипотеза. Безопасность сельских нестационарных электроустановок в условиях ресурсных ограничений может быть обеспечена путем  комплексного рассмотрения системы человек - электроустановка - среда (Ч-Э-С) и установления взаимосвязей между ее компонентами и параметрами с учетом требований первичных критериев электробезопасности и нормативных значений рисков.

Цель работы - создание системы безопасности нестационарных электроустановок, обеспечивающей допустимый уровень риска и удовлетворяющей критериям электробезопасности, при этом минимизирующей финансовые затраты на СБЭ и материальные потери от электротравм и пожаров.

       Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Провести анализ современного состояния проблемы безопасности нестационарных электроустановок, эксплуатирующихся в условиях сельскохозяйственного производства (в т.ч. фермерских и личных подсобных хозяйствах) и быта населения, систематизировать факторы, характеризующие опасные условия обслуживания передвижного и переносного электрооборудования, бытовых электроприборов и ручного электроинструмента.
2. Разработать методологию вероятностного анализа системы (ЧЦЭЦС), выявить основные взаимосвязи ее компонентов и травмоопасные ситуации, построить имитационные модели типа дерево, дать математическое описание риска.
3. Построить математические модели, описывающие электропоражения людей с летальным исходом, инвалидизации и временной потерей трудоспособности. Обосновать показатели эффективности СБЭ и дать их количественную оценку.
4. Провести экспериментальные исследования фона утечки тока нестационарных электроустановок, разработать методы и технические средства периодического контроля и мониторинга состояния изоляции, построить вероятностные модели оценки и прогнозирования параметров изоляции НЭУ.
5. Обобщить требования к устройствам защитного отключения многофункционального действия, обеспечивающих безопасность людей в штатных и аварийных режимах электроустановки (в том числе защиту от электрического тока, вызывающего эффект неотпускания), защиту от пожаров и мониторинг состояния изоляции сети, а также надежность функционирования электрической защиты путем отстройки ее от дестабилизирующих факторов.
6. Разработать типоряд модернизированных устройств защитного отключения электронного и электромеханического исполнения для различных видов НЭУ и подготовить их к промышленному производству.
7. Разработать обобщенный метод системной оптимизации СБЭ и определить область приемлемых значений рисков с учетом критерия  затраты - выгоды.

  8. Обосновать и принять участие в создании трехуровневой нормативной правовой базы, регламентирующей массовое оснащение жилых, общественных и производственных зданий и сооружений АПК устройствами защитного отключения.

9. Обобщить результаты крупномасштабного эксперимента России веденного регионах, по определению эффективности и надежности устройств защитного отключения.

Объектом исследования являются сельские нестационарные электроустановки производственных животноводческих помещений, фермерских и личных подсобных хозяйств, объектов инфраструктуры села.

Предмет исследования - установление закономерностей, связывающих параметры и показатели технической и экономической эффективности СБЭ, с помощью которых представляется возможным дать оценку и прогноз риска в условиях ограниченных затрат, сопоставив его с нормативным значением.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, идентификации, имитационного моделирования с помощью диаграмм типа дерево, математические методы оптимизации, теория вероятностей и математическая статистика, методика проведения натурных экспериментов.

Научную новизну представляют:

- метод вероятностного анализа системы человек - электроустановка - среда, позволяющий получить закономерности возникновения травмоопасных ситуаций при обслуживании НЭУ, математическое описание риска и показателей, характеризующих техническую и экономическую эффективность СБЭ;

- математические модели электропоражения человека с летальным исходом, инвалидизации и временной потери трудоспособности при использовании средств электрозащиты, регламентируемых Правилами устройства электроустановок;

- методы количественной оценки эффективности основных технических средств электрозащиты;

- вероятностные оценки и распределения фона утечки тока передвижного и переносного электрооборудования, ручного электроинструмента и бытовых электроприборов;

- математические модели, устанавливающие закономерности изменения токов утечки в нестационарных электроустановках;

- обобщенный метод системной оптимизации СБЭ, позволяющий решать задачу выбора наилучшего варианта при различном качестве исходной информации, а также определять область приемлемых значений рисков с учетом критерия затраты-выгоды;

- теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение новой технологии предупреждения электротравматизма и пожаров, основанной на использовании модернизированных средств электрической защиты, методического и программного комплекса для количественной оценки уровня безопасности, определения оптимальной структуры и параметров СБЭ в условиях заданных экономических ограничений.

Практическая значимость работы состоит:

- в разработке различных конструкций модернизированных УЗО электронного, электромеханического и переносного исполнения с диапазонами номинальных токов (125-10А) и уставками тока срабатывания (500-6 мА), область применения которых охватывает производственные объекты и инфраструктуру АПК и различные по своему назначению электроустановки, оборудование и электроприборы;

- в создании методов и средств периодического контроля и мониторинга состояния изоляции, позволяющих при массовом оснащении объектов устройствами защитного отключения обеспечивать необходимый уровень безопасности и бесперебойное электроснабжение потребителей;

- в разработке виброзащищенного электрического (ИЭ-4204В) и пневматического (КЕ-16В) инструмента, позволяющего существенно снизить уровень виброзаболеваемости среди работников сельского хозяйства;

- во внедрении в проектную и эксплуатационную практику новых принципов построения и модернизации систем безопасности электроустановок для производственных, общественных и жилых зданий агропромышленного комплекса;

- в экспериментальном подтверждении высокой эффективности массового применения УЗО по результатам проведения широкомасштабных натурных испытаний в различных регионах России (установлено, что массовое применение УЗО позволит уже в ближайшие годы снизить электротравматизм более чем на порядок (2Е3х10-6), сократить число пожаров от электроустановок в 5-7 раз и снизить материальные потери от них в сельском хозяйстве примерно 1 млрд. руб. в год).

       Реализация и внедрение результатов работы.

Научные положения, выводы и рекомендации были использованы при обосновании современной нормативной базы в области безопасности электроустановок, а также  подготовке законодательных и нормативных актов федерального, регионального и муниципального уровня (18 документов), в том числе:

-  Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008г. №123 - ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (Статьи 82, 142 и 143);

-  Норм пожарной безопасности - НПБ 243-97. Устройства защитного отключения. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний;

-  Программы Минобразования России на 2004-2007 годы Безопасность образовательного учреждения;

-  Плана мероприятий по обеспечению безопасности электроустановок в городах и районах Алтайского края на 2004-2008 годы;

-  Краевой целевой программы Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Алтайском крае на 2005-2010 годы;

-  Решения Главного управления государственной противопожарной службы МВД России и Главгосэнергонадзора России от 30.07.1998 г. О проведении широкомасштабного эксперимента по применению УЗО для предотвращения пожаров от электроустановок и электротравматизма населения.

В соответствии с Разделом 4.1.4 Освоение и сопровождение производства устройств защитного отключения ФЦП Пожарная безопасность и социальная защита на 1995-1997 гг. и до 2000 г. было налажено промышленное производства УЗО различных модификаций на ОАО Барнаульский геофизический завод, ОАО Дивногорский завод низковольтной аппаратуры и ОАО Красноярский радиозавод Искра общим объемом до 100 тыс. шт. в год.

       Проведение исследовательских и опытно-конструкторских работ для подготовки промышленного производства осуществлялось на Алтайском электромеханическом заводе Ротор, Барнаульском радиозаводе, Опытно-конструкторском бюро автоматики, Бийском заводе Спецавтоматика в период с 1982 по 2000 гг.

       Разработанные Методические рекомендации по проведению анализа риска электроустановок зданий и сооружений одобрены Южно-Сибирским управлением Ростехнадзора и Главным управлением МЧС по Алтайскому краю и приняты для практического использования.

       Апробация работы. Основные материалы и результаты работ обсуждались на II Международном симпозиуме Республика Алтай (Алтай - Золотые горы) (Горно-Алтайск, 1999г.); Первом Всероссийском научно-практическом совещании Проблемы и перспективы массового применения устройств защитного отключения в России (Барнаул, 2000 г.); 6-ой Международной научно-практической конференции Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-6-2000) (Томск, 2000 г.); 1-ой региональной научно-практической Интернет-конференции Энерго-и ресурсосбережение - XXI век (Орел, 2001г.); заседании Научно-технического совета Федерального центра науки и высоких технологий Всероссийского научно-исследовательского института по проблемам гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций МЧС России (Москва, 2002г.); IX Международной научно-практической конференции Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Улан-Удэ, 2003г.); 2-ой Международной научно-технической конференции Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт (Тобольск, 2004г.);  на Международных научно-практических конференциях Региональные аспекты обеспечения социальной безопасности населения Юго-Западной Сибири - проблемы снижения рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (Барнаул, 2003, 2004, 2006 гг.); Международной научно-практической конференции СО РАСХН  Электроэнергетика  в сельском  хозяйстве (Новосибирск, 2009 г.); X Международной научно-технической конференции Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых (Донецк, 2010г.); 7-ой Международной научно-технической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве (18-19 мая 2010 г., ВИЭСХ).

       На защиту выносятся:

1. Концепция вероятностного анализа безопасности нестационарных электроустановок, основанная на системном подходе, использовании математических, инструментальных и натурных методах исследования, и учитывающая в совокупности основные связи системы человек-электроустановка-среда.

2. Метод, основанный на функционально-морфологическом описании системы безопасности электроустановок, идентификации и систематизации опасных факторов, обосновании показателей технической и экономической эффективности и определении их количественных оценок.

3. Математические модели электропоражения людей, приводящие к различным исходам (летальному, инвалидизации и временной потери трудоспособности), учитывающие штатные и аварийные режимы электроустановки и структурно-параметрические характеристики СБЭ.

4. Математические модели состояния изоляции передвижных и переносных электроустановок, ручного инструмента, позволяющие обосновать чувствительность УЗО, обеспечивающую защиту человека от неотпускающих токов, а также прогнозировать значения тока утечки при проектировании СБЭ.

       5. Обобщенный метод системной оптимизации, позволяющий при различном качестве исходной информации произвести выбор структуры СЭБ, обеспечивающий нормативное значение риска в условиях ресурсных ограничений.

       Достоверность теоретических положений и выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований и многолетними натурными испытаниями разработанных средств электрической защиты.

       Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано 64 печатных работ, из них: 22 статьи в журналах по перечню ВАК, 4 патента РФ на изображения, 1 монография и 1 учебник для вузов с грифом Минобрнауки РФ.

       Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 170 наименований и приложений. Общий объем диссертации составляет 368 стр., включая 63 рисунка и 23 таблицы.

Содержание работы

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

       В первой главе дан анализ современного состояния проблемы безопасности нестационарных электроустановок. Рассмотрены перспективы развития сельской энергетики и электрификации объектов агропромышленного комплекса, включая фермерские и приусадебные хозяйства, быт сельского населения. Приведена классификация средств малой механизации и нестационарных электроустановок в инфраструктуре села. Подробно рассмотрены и систематизированы факторы, характеризующие опасные условия эксплуатации нестационарных электроустановок. Приведены характеристика и анализ электротравматизма в сельском хозяйстве. Дан обзор научно-исследовательских и прикладных работ в области обеспечения безопасности сельских электроустановок.

       В контексте сформулированных в диссертации задач выделены электрифицированные СММ и в соответствии с ПУЭ эти средства рассматриваются как нестационарные электроустановки, условно разделяя их на три группы: передвижные, переносные и ручной электроинструмент.

       К передвижным электроустановкам отнесем электроагрегаты, которые могут использоваться в качестве автономных источников электроэнергии или рабочих машин и механизмов с кабельной системой электропитания. В эту группу входят различные дизель-электрические машины мощностью до 30 кВт и автоматизированные передвижные электростанции мощностью до 100 кВт. Последние, широко используемые в районах, где отсутствует централизованное электроснабжение, автоматически поддерживают номинальный режим при непрерывной работе в течение 24 часов без обслуживания. Электрические  схемы передвижных источников электроэнергии содержат синхронные генераторы, системы возбуждения и регулирования напряжения, измерительную и защитно-коммутационную аппаратуру. Для электропитания передвижных электроустановок - рабочих машин (например, кормораздатчика) применяются переносные кабельные сети длиной 25-50 м из гибкого шлангового кабеля с резиновой изоляцией.

       В качестве переносных электроустановок рассматривается электрооборудование и электрифицированные приборы, используемые на фермерских и личных подсобных хозяйствах и в быту населения. Сюда относятся приборы для приготовления пищи, нагрева воды, отопительные и санитарно-гигиенические приборы и др.

       Ручной электроинструмент представляет собой рабочий механизм для выполнения различных технологических операций со встроенным электродвигателем. На долю ручного электроинструмента в настоящее время приходится 60-70 % общего объема выпускаемых промышленностью машин и механизмов с различными приводами.

        В основу обеспечения безопасности человека при обслуживании НЭУ должно быть положено изучение механизма совокупного влияния вредных и опасных факторов среды обитания (в т. ч. производственной), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. Проведенный нами анализ показал, что из множества факторов, негативно воздействующих на организм человека при эксплуатации нестационарных электроустановок, наиболее опасными являются электрический ток и вибрации. (Известно, что каждая шестая электротравма приводит к летальному исходу, а из всех видов профзаболеваний наиболее распространенное среди работников сельскохозяйственных  профессий является вибрационная болезнь, приводящая к инвалидности).

       Эффективность разрабатываемых мероприятий по охране труда и электробезопасности существенно зависят от  того, насколько правильно вскрываются причины несчастных случаев. Поэтому анализ электротравм представляет собой одно из основных направлений, способствующих повышению уровня безопасности при эксплуатации производственных  и бытовых электроустановок.

       Выполненный в диссертации анализ показывает, что сельский электротравматизм составляет около 60 % от общего их числа. Причем наибольшую опасность представляют передвижные и переносные электроустановки и электроинструмент, на долю которых  приходится 52,3 % всех несчастных случаев, тогда как на стационарное электрооборудование - 2,4 %. Передвижные и переносные электроустановки эксплуатируются в более тяжелых условиях, чем стационарные. Мобильный характер обслуживания и эксплуатация в различных по степени опасности помещениях приводит к тому, что изоляция токоведущих частей постоянно подвергается механическим, химическим и другим воздействиям. Соединительные линии (например, кабельная система питания) имеют значительно большее число контактных соединений, штепсельных муфт и разъемов, чем в стационарных электроустановках. Кроме того, из-за мобильного характера работы корпуса электроустановок зануляют через одну из жил питающего кабеля. Зануление снижает, но не устраняет опасность электропоражения при замыкании на корпус. При этом опасность значительно увеличивается при обрыве зануляющей жилы кабеля, зачастую имеющей меньшее сечение, чем фазные провода. Все это существенно снижает безопасность передвижных и переносных электроустановок. Одновременно следует подчеркнуть, что эксплуатация мобильной электрифицированной техники требует использование достаточно квалифицированного труда, что в условиях сельского быта становится весьма проблематичным.

       Электропроводки в сельских жилых домах выполняются в основном незащищенными, изолированными установочными проводами с алюминиевыми жилами. Такие электропроводки эксплуатируются многие десятилетия, не ремонтируются и не подвергаются периодическим испытаниям. Их ресурс уже исчерпан, а электрические нагрузки превышают нормативные в 2-3 раза. Поэтому электропроводка зачастую становится источником электропоражений и пожаров.

       Нами установлено, что около 70 % травм происходит вследствие прямого контакта человека с токоведущими частями, находящимися под напряжением. Это группа электротравм является не только самой многочисленной, но и наиболее опасной из-за отсутствия эффективных мер электрозащиты. Травмы, вызванные появлением напряжения на нетоковедущих металлических частях оборудования, составляют треть всех случаев. Основная причина здесь - несовершенство применяемых мер безопасности.

       На основании проведенного анализа статистических данных о несчастных случаях, собранных с помощью Региональной системы учета бытового и непроизводственного электротравматизма (РСУБЭТ) выявлены специфические особенности применения электроэнергии в быту сельского населения, которые, по существу, и обуславливают столь высокий уровень электротравматизма. К основным из них следует отнести низкую эффективность традиционных защитных средств (зануления и защитного заземления) и практически отсутствие современной меры - защитного отключения, несоответствие отечественной нормативной базы требованиям стандартов МЭК и др. Все это привело к тому, что электротравматизм  в России в течение тридцати лет (после 1970-х годах) монотонно (близко к экспоненциальному закону) возрастал и к 2000 году увеличился более чем в три раза, в то время как показатель демографической частоты электротравматизма (Дч.эт) в странах Евросоюза за этот период снизился в 3, Японии - в 3,5 и США - в 1,4 раза.

       Анализ статистических данных за неполное десятилетие (2000 - 2008 гг.) свидетельствует о том, что темпы роста общего электротравматизма относительно стабилизировались. Однако, следует отметить, что в структуре интегрального показателя Дч.эт среди населения (городского и сельского) как минимум в два раза при аналогичном снижении в количественном отношении этого показателя  в сфере государственного и общественного производства.

       Решению важной проблемы повышения надежности и безопасности систем электроснабжения общепромышленного и сельскохозяйственного назначения внесли И. А. Будзко, И. Ф. Бородин, Р. Н. Карякин, Т. Б. Лещинская, И. В. Наумов, О. К. Никольский, А. И. Сидоров, А. А. Сошников, Ю. А. Судник, Н. Н. Сырых, А. М. Худоногов, А. И. Якобс и др. В результате выполненных работ были разработаны теоретические основы оптимальных систем электроснабжения и безопасной эксплуатации электроустановок потребителей. Значительная часть выполненных работ получило  дальнейшее развитие в математической теории оптимизации, теории надежности и принятия решения, создания методов расчета и проектирования сложных систем, а также в создании современной научно-обоснованной нормативной базы.

       Проведенный аналитический обзор исследований по сформулированной в диссертации проблеме показал, что в большинстве своем они касаются стационарных систем электроснабжения сельских потребителей. Вместе с тем отсутствуют единые методологические основы построения системы безопасности нестационарных электроустановок, не разработана теория вероятностного анализа электробезопасности на основе концепции приемлемого риска. В сельском хозяйстве не решены многие важные научно-технические задачи, связанные с созданием и широким внедрением устройств защитного отключения, методами диагностики и прогнозирования эффективности мер электрозащиты и т. д.

 

Рисунок 1 - Основные направления исследований

На рисунке 1 изложены основные направления исследований, из которых следует, что создание системы обеспечения безопасности сельских нестационарных электроустановок является комплексной проблемой и должна решаться совместно на стадиях ее проектирования, создания и применения. Поэтому развитие научных основ и решение прикладных задач этой проблемы предопределило рассмотрение основных направлений исследований.

       Изложенное обосновывает цель, поставленную в работе, и задачи подлежащие решению.

       Вторая глава посвящена методологическим основам системного анализа безопасности сельских электроустановок. Приведено функционально-морфологическое описание  системы человекЦэлектроустановкаЦсреда (ЧЦЭЦС). Изложены вероятностно-детерминистическая концепция индивидуального риска электротравмы и основы выбора его приемлемого уровня. Разработаны показатели эффективности функционирования системы безопасности электроустановок и методы вероятностного анализа оценки и прогнозирования риска, обоснована структура информационного обеспечения СБЭ.

       Безопасность электроустановки (электрическая и пожарная) рассматривается как интегральная оценка результата взаимодействия компонентов системы ЧЦЭЦС (рисунок 2).

Под системой безопасности электроустановки (СБЭ) условимся понимать совокупность взаимосвязанных организационно-технических мероприятий и защитных средств (блоки А, Б, В и Г), обеспечивающих безопасное взаимодействие человека с электроустановкой в процессе его трудовой деятельности.

Свойства компонентов системы (ЧЦЭЦС) определяют состояние электробезопасности и учитываются определенной совокупностью параметров (факторов). Электротравма рассматривается как сложное случайное событие, которое в свою очередь

Рисунок 2 - Функционально-морфологическое описание системы

человек - электроустановка - среда (ЧЦЭЦС)

зависит от множества случайных элементарных событий, и поэтому обладает большой степенью неопределенности. В этом случае анализ причинно-следственных связей должен опираться на теорию вероятностей и математическую статистику, включая этапы: определение потенциальной опасности электроустановки и неправильного ошибочного действия оператора, разработку логико-математический процедур формирования электротравмы, обоснование комплекса электрозащитный мер и выбора из них наиболее предпочтительного варианта. В основе построения системы электробезопасности должен лежать принцип, базирующийся как  на признании  существующих опасностей как объективной реальности, так и на понимании в обществе о необходимости выделения соответствующих финансовых средств и ресурсов, направленных на предупреждение этих опасностей. Поэтому основной задачей здесь является обоснование объема инвестиции как для отдельных регионов, так и для агропромышленной отрасли в целом, необходимого и достаточного для получения устойчивого и приемлемого уровня безопасности электроустановок. Причем в качестве интегрального показателя этого уровня рекомендуется использовать понятие риска, как некоторый количественной характеристики, отражающей как вероятность возникновения травмоопасной ситуации (ТС), т.е попадание человека под напряжение, и последствия ТС (исхода, приводящего человека к определенному виду травмы), экономические потери от которой могут быть выражены в виде материального ущерба в денежном эквиваленте. Таким образом, риск R может быть представлен как

  Р = РУ ,  (1) 

где Р - вероятность травмоопасной ситуации, У - ожидаемый ущерб.

       Если имеет место n опасных ситуаций i с различными вероятностями рi и соответствующим им ущербом уi в течение 1 года, тогда

R= (2)

В диссертации рассматривается аналитическое, графическое, сценарное и эмпирическое описание модели риска и его оценки. Процедура определения риска сводится к выполнению двух последовательных этапов: определения вероятности электротравматических ситуаций рi и расчет ущерба уi при этих событиях.

       Тогда определение годового годового риска R(t) можно рассматривать в виде суммы

 

  R(t)=Ум(t)+Учел(t),  (3)

где Ум(t) - суммарный ежегодный материальный ущерб (руб.), вызванный авариями электроустановок, перерывами электроснабжения, недоотпуском товарной продукции и т.д.;

Учел(t) - суммарный ежегодный ущерб (руб.), обусловленный потерей здоровья или гибелью человека в результате электротравмы при аварии электроустановки или штатного ее функционирования.

Введем следующие допущения:

- Электротравма возникает при непосредственном прикосновении человека токоведущей части электоустановки, находящейся под напряжением, либо при прикосновении токопроводящей части, оказавшейся под напряжением в результате пробоя изоляции или заноса электрического потенциала по сети зануления с других объектов;

- величина Ум(t) применительно к нестационарным электроустановкам достаточна мала по сравнению с Учел(t) и ею можно пренебречь. 

       Тогда, 

  , (4)

где Nij(t)- вероятность (частота) возникновения j-го вида поражения человека от  i-го поражающего фактора (1/год);

Уij- величина ущербов, обусловленных  j-ом видом поражения человека от i-го фактора (руб.).

       Разработанный в диссертации сценарный подход к оценке риска позволил выделить три основных последствия (исхода) электротравмы:

- тяжелая степень - летальный исход (У);

- средняя степень - полная потеря трудоспособности, инвалидизация (У);

- легкая степень - временная потеря трудоспособности (У).

Представляя показатели R, Р и У в виде некоторых безразмерных векторов, где  =[] и =(0Е1), материальный ущерб, обусловленный тяжестью электротравмы, и затраты на создание СБЭ можно выразить в виде векторной матрицы в координатах x, y и z с фиксированным значением базового риска R0, полученного до использования затрат на внедрение СБЗ. При введении показателя затрат ЗСБЭ и определенных сочетаниях величин Р, У и ЗСБЭ в процессе оптимизации можно получить остаточное значение риска Rост, которое можно рассматривать как приемлемый индивидуальный (применительно к человеку) риск. Вектор изменяется дискретно и принимает три значения материальных ущербов, вызванных тяжелой, средней и легкой степенью электротравмы. В соответствии с апостериорной оценкой, приняв общее количество регистрируемых травм в течение 1 года за единицу, можно оценить долю каждого вида электротравмы: тяжелая 0,16, средняя 0,28 и легкая степень 0,56.

Оценка и прогнозирование индивидуального риска электротравмы связана с решением таких задач, как:

- выявления слабых мест, т.е. наиболее значимых в формировании недопустимого риска, вызванного дефектами конструкции и эксплуатации электроустановки, ошибки оператора и т.д.;

- выбор предположительных (по критерию затраты- выгоды) вариантов снижения индивидуального рисков путем проведения оптимизации системы электробезопасности;

- оценка соответствия объекта в целом требованиям электрической, пожарной и экологической безопасности, охраны труда;

- принятие решения о необходимости дополнительных мер по обеспечению безопасности эксплуатации электроустановок.

       Решение этих задач в диссертации осуществлялось путем:

- идентификации источников и признаков проявления техногенного риска, определение параметров предпосылок к происшествиям, сценариев их развития с помощью построения диаграммы причинно-следственных связей (дерева событий и исходов) и получения достоверных статистических данных относительно аварийности и травматизма на объектах;

- оценки достаточности мероприятий, для снижения техногенного риска методами системного анализа указанных выше деревьев.

       С помощью рассмотренной концепции была разработана методика оценки индивидуального риска. Однако одним из проблемных вопросов остается недостаточность статистических данных. В этом случае расчет показателей, характеризующих вероятность события и меру последствий этого события, можно проверить методом экспертных оценок с использованием универсальных шкал базовых  балльных, описательных и численных оценок. В диссертации предложена эмпирическая шкала в упрощенном варианте.

       Проблема установления нормативных рисков для нашей страны представляются весьма важной. Техническим регламентом о требовании пожарной безопасности впервые введено нормируемое значение риска пожара, равное 110-6, что соответствует международным стандартам. Очевидно такое же значение следует принять и для оценки риска электроустановки, тем более, что, по нашим данным, риск электротравмы с летальным исходом применительно к сельскохозяйственной отрасли составляет (30Е50)10-6. Разработанная в диссертации концепция (рисунок 3) позволила обосновать приемлемое по социально-экономическим соображением значение риска  электроустановки, которое при оптимизации СБЭ может рассматриваться одним из его критериев.

       При решении задач моделирования и оптимизации СБЭ необходимо оценивать эффективность комплекса организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение электробезопасности. Причем, приоритет здесь должен быть отдан количественным, а не качественным показателям,

Рисунок 3 - концепция приемлемого риска

поскольку предназначением качественного анализа является изучение общих закономерностей, связанных с функционированием моделируемого объекта (в нашем случае подсистемы человек - электроустановка). Цель же количественного анализа достигается решением задач априрорной оценки эффективности СБЭ и прогнозирования соответствующих характеристик моделируемой системы.

       В диссертации разработана система показателей, определяющие техническую и экономическую эффективность СБЭ. Причем, в качестве базового показателя предложен приемлемый уровень риска электроустановки Rчел(t), физический смысл которого можно интерпретировать как объективную меру, гарантирующую минимизацию количества электротравм и связанного с ним ущерба.

       Показатель технической эффективности Пт.э. представляет собой количественную оценку степени выполнения поставленной цели - создание безопасных электроустановок. В качестве показателя Пт.э.  предложено использовать критерии уровня электробезопасности и уровня опасности электропоражения. Эти уровни оценивались соответствующими вероятностями электропоражения Р(ЭП) и электробезопасности Р(ЭБ), связанных между собой соотношением Р(ЭП) = 1 - Р(ЭБ).

       В основе оценки экономической эффективности СБЭ должен лежать расчет предотвращенного материального ущерба от электротравм и учет предотвращенных затрат, обусловленных возможными последствиями этих травм (выплата пенсии, пособий и т.д.).

Тогда

,  (5)  ,  (6)

где М(ЭП)предi и М(ЭП)остi - математические ожидания числа предотвращенных и остаточных электротравм на множестве электроустановок (объектов) N за время Т; Уi - средний ущерб от электротравмы одного человека.

       В качестве показателя, характеризующего уровень электробезопасности региона (отрасли), можно принять ожидаемое количество электротравм людей, имеющих место за определенный период времени Т.

       Пусть в каком-либо регионе имеются  Q объектов, каждый из которых характеризуется своими значениями М(ЭП)к, (К=1,Q). Тогда математическое ожидание числа электротравм на множестве Q за рассматриваемое время Т определяется в виде

  . (7)

       Введение показателя М(ЭП) позволяет выполнить прогноз эффективности СБЭ в регионе и дать апостериорную оценку внедренной системы электробезопасности.

       В диссертации дано теоретическое обоснование метода вероятностного анализа безопасности сельских электроустановок. Для изучения возникающих в системе (Ч-Э-С) травмоопасных ситуаций необходимо использовать методы моделирования, в общем виде включающие следующие этапы:

- учет наиболее существенных факторов, определяющих возникновение травмоопасной  ситуации и ее последствий;

- составление смысловых (описательных) моделей;

- формализация ТС и оценка количественных характеристик.

При этом необходимо выбрать такие языки и алгоритмы, которые были бы достаточны для семантического представления реальных процессов, протекающих в системе (Ч-Э-С).

Наиболее полно рассматриваемой модели удовлетворяет формализованное представление системы в виде графических диаграмм причинно-следственных связей. На наш взгляд, предпочтительным являются диаграммы типа дерева происшествий, которые обладают высокой информативностью представления и описания изучаемых явлений, хорошей наглядностью и декомпозируемостью, возможностью применения формализованных процедур системного анализа этих моделей и системного синтеза мероприятий, направленных на реализацию заданных целей системы.

Основным этапом системного анализа является построение семантической модели возникновения происшествия и причиненного им ущерба. Сложность данного этапа обусловлена отсутствием в настоящее время строгих формализованных процедур его реализации, что не удается обеспечить абсолютную идентичность моделей одного и того же происшествия, построенных различными исследователями. С учетом изложенного сформулируем основные требования к построению диаграмм типа дерева.

Разработанный алгоритм построения графических диаграмм позволяет представить головное событие (электротравму) в виде совокупности дерева событий (возникновение ТС) и дерева исходов (последствия ТС). Затем проводится качественный и количественный анализ диаграмм. Целью качественного анализа является установление закономерностей возникновения электротравмы и снижения ее последствий, т.е. выявление в соответствующем дереве (ДС и ДИ) тех предпосылок и логических цепочек, реализация которых приводит к появлению либо к не появлению головного события.

Установлено, что использование алгоритма построения и проведения качественного анализа исследуемых здесь деревьев событий и исходов дает определенную степень гарантии адекватности реальным моделируемым опасным процессам, протекающим в электроустановках и установлении на качественном уровне закономерностей проявления и предупреждения несчастных случаев, аварий и пожаров. Это в свою очередь обеспечивает точность количественной оценки эффективности мер по снижению индивидуального риска и требуемую достоверность его прогноза.

Целью количественного анализа диаграмм типа дерево является априорная оценка числовых характеристик опасных процессов в электроустановках. Как правило, она связана с определением вероятности появления конкретных несчастных случаев, аварий и т.д., в том числе и математического ожидания их количества на заданном интервале времени. Здесь же рассчитываются размеры ущерба и затрат, связанных с возникновением и предупреждением опасных ситуаций в электроустановках. Конечной целью моделирования является получение результатов количественного анализа для обоснования мероприятий, направленных на предупреждение травматизма.

Разработанный в диссертации метод реализован при выполнении технико-экономических расчетов различных вариантов СБЭ при работе с ручным электроинструментом.

Первый вариант предлагаемых мер состоит в предположении о том, что сопротивление изоляции электроинструмента будет гарантировано измеряться периодически через 6 месяцев, а также перед каждым его применением. При выполнении этого условия вероятность использования ручного инструмента с поврежденной изоляцией, уменьшится. Однако, полностью не исключается  возможность повреждения изоляции во время работы.

Второй вариант защитных мер состоит в том, что применение диэлектрических перчаток снизит вероятность травмирования человека при работе с электроинструментом за счет уменьшения тока, проходящего через тело, до значения, меньше порогового ощутимого.

Третий вариант заключается в том, что применение комбинированного устройства защитного отключения значительно повысит эффективность защиты путем практически мгновенного отключения электроинструмента от сети. 

Данные расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение вариантов СЭБ по показателям К1 и К2

(К1=затраты/прибыль; К2=затраты/остаточный ущерб)

№ п/п	Затраты (долл. США)	Исходная вероятность головного события	Новая вероятность головного события	Исходный ущерб (долл. США)	Остаточный ущерб после внедрения СЭБ (долл. США)	Прибыль (долл. США)	К1	К2
1	1	21⋅10-6	12,6⋅10-6	4,2	0,84	1,68	0,59	1,19
2	2	21⋅10-6	1,3⋅10-6	4,2	1,05	2,94	0,68	1,90
3	2,5	21⋅10-6	4,2⋅10-6	4,2	0,24	4,36	0,57	10,41

Сравнение расчетных данных показывает, что, в соответствии с известным принципом оптимизации затраты-выгоды, наиболее целесообразно затрачивать средства на третий и первый варианты, имеющие практически одинаковое значение коэффициента К1. Однако реализация первого варианта потребует жесткого выполнения сроков профилактических испытаний электрической изоляции ручного электроинструмента и сертифицированной лаборатории, производящей необходимые измерения, что в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств  является весьма проблематичным. Сравнительная оценка вариантов по дополнительному показателю К2 ,учитывающему степень снижения материального ущерба от электротравматизма, убедительно показывает высокую эффективность применения устройств защитного отключения при работе с ручным электроинструментом.

В диссертации приведено обоснование структуры информационного обеспечения системы электробезопасности, в основе которой лежит статистический классификатор, позволяющий автоматизировать сбор и анализ бытового и непроизводственного электротравматизма. Это дает возможность выявить основные факторы, влияющие на показатели электротравматизма, оценить эффективность системы безопасности электроустановок и дать прогноз показателей частоты и тяжести электротравматизма в агропромышленном комплексе.

В третьей главе представлены основные результаты математического моделирования системы безопасности НЭУ. Рассмотрен вероятностно-статистический метод формирования травмоопасных ситуаций как в штатном, так и в аварийном режиме электроустановки. Дано математическое описание электротравмы с различными исходами: летальным, инвалидности и временной потери трудоспособности. Приведена количественная оценка эффективности основных технических средств электрической защиты (зануления, защитного заземления, защитного отключения).

При определенных допущениях система (Ч-Э-С) может рассматриваться как вероятностная модель с некоторыми дискретными ее состояниями Аj, Вj, Сj, Е Тогда возникновение электротравмы выражается стохастической моделью 

  ,  (8)

где Р12, Р23,Р 34Е вероятности перехода рассматриваемой системы из одного состояния в другое.

  Событие ЭПj - возникновение электропоражения человека в j-ой электроустановке, принадлежащей к однородному множеству электроустановок N за время Т - представлено

в виде суммы четырех несовместных событий:

ЭПj=ЭП1+ЭП2+ЭП3+ЭП4,  (9)

где ЭП1 - электротравма, вызванная прикосновением к токоведущему элементу электроустановки (прямой контакт);

ЭП2 - электротравма, вызванная одновременным прикосновение к двум фазным проводам или к фазному и нулевому проводам;

ЭП3 - то же из-за прикосновения к токопроводящему корпусу электрооборудования с поврежденной изоляцией токоведущих частей (косвенный контакт);

ЭП4 - то же, вызванная одновременным прикосновение к двум нетоковедущим металлическим частям, одна из которых оказалась под напряжением вследствие заноса электрического потенциала по цепям зануления с другого объекта.

Первые два события происходят в штатном режиме работы электроустановки, события ЭП3  и ЭП4  - в аварийном.

В диссертации введены допущения о том, что:

- электротравма может возникнуть только при появлении  одного из четырех событий (ЭП1, ЭП2, ЭП3 и ЭП4);

-возможен один из трех исходов электротравмы: летальный, инвалидность и временная потеря трудоспособности, причем летальный исход возникает из-за фибрилляции желудочков сердца;

  -в электроустановке отсутствует устройство защитного отключения;

  -контакт человека с металлической частью оборудования или конструкции, оказавшейся под напряжением, принимается полным, т.е. переходное сопротивление в месте контакта равно нулю;

Событие электропоражение ЭП1 может произойти при одновременном совпадении следующих событий:

А1 - прикосновение человека к токоведущему контакту электроустановки;

В1 - возникновение эффекта неотпускания, проявляющегося в невозможности самостоятельно разжать ладонь, охватывающую токоведущую часть; 

С1 - длительность воздействия тока на человека меньше 1 с.

Электротравма ЭП1 приводит к летальному исходу.

Тогда

ЭП1=А1В1С1 или Р(ЭП1)=Р(А1)Р(В1)Р(С1),  (10)

где Р (ЭП1), Р(А1), Р(В1), Р(С1) - вероятности соответственно событий ЭП1, А1, В1 и С1.

       Электропоражение ЭП2 может произойти при совместном совпадении четырех независимых событий:

А2 - прикосновение к фазному проводу;

В2 - прикосновение к нулевому или другому фазному поводу;

С2 - то же, что и событие В1;

Д2 - то же, что и событие С1.

       Электротравма ЭП2 приводит к летальному исходу:

ЭП2=А2В2С2Д2 или Р(ЭП2)=Р(А2)Р(В2)Р(С2)Р(Д2).  (11)

  Электропоражение ЭП3 может произойти при совместном совпадении следующих событий:

А3 - пробой изоляции на токопроводящие части электрооборудования;

В3 - прикосновение человека к корпусу электрооборудования.

  Далее возможны следующие сценарии события С3:

С3' - ток, протекающий через тело человека, превышает пороговый УнеотпускающийФ, но ниже фибрилляционного (при сопротивлении цепи тока через тело человека порядка 10 кОм, когда имеется частичная изоляция ног человека от токопроводящего пола);

С3" - ток, протекающий через тело человека, меньше порогового значения УнеотпускающегоФ тока (человек самостоятельно разрывает цепь тока).

Если совершается сценарий С3', то исход электротравмы в зависимости от физиологического состояния человека может привести либо к серьезному расстройству здоровья (инвалидности), либо к более легкому исходу - временной потери трудоспособности.

При возникновении сценария С3", ущерб здоровью не наносится (электрический удар).

Событие ЭП3 можно представить как:

  ЭП3=А3В3С3 или Р(ЭП3)=Р(А3)Р(В3)Р(С3).  (12)

       Не трудно видеть, что событие ЭП4 развивается по сценарию события ЭП3.

Поэтому

ЭП4=А4В4С4 или Р(ЭП4)=Р(А4)Р(В4)Р(С4). (13) 

Тогда полную вероятность возникновения электропоражения человека в j-ой электроустановке:

 

Р(ЭП)j=Р(А1)Р(В1)Р(С1)+Р(А2)Р(В2)Р(С2)Р(Д2)+Р(А3)Р(В3)Р(С3)+Р(А4)Р(В4)Р(С4). (14)

Вероятности электропоражения на объекте, содержащим N электроустановок, время Т:

Разработаны математические модели электропоражения человека в основе которых лежит положение о том, что вероятность электропоражения в j-ой электроустановке есть произведение вероятностей двух событий: попадание человека под напряжение и такого его состояния, при котором ток через тело iчел  (при заданной длительности tвоз) является поражающим, т.е.

Р(ЭП)ij=Р(Uпр)ijР'(Пор)j, (16)

где Р(Uпр)ij - вероятность попадания человека под напряжение i-го человека в j-ой электроустановке; Р'(Пор)j - условная вероятность электропоражения в j-ой электро-установке.

Причем,

Р'(Пор)j=(iчел tвоз)         (17)

Для определения условных вероятностей использовались данные МЭК, определяющие области возможных исходов воздействия электрического тока на организм человека.

Рисунок 4 - Области возможных исходов 

воздействия переменного электрического тока на

организм человека (по данным МЭК)

1 - область допустимых (безопасных) токов,

tвоз .

2 - область благополучных исходов

(электрический удар),

Р(Iчел, tвоз), tвоз 5 с.

3 - область опасных исходов

(временная потеря трудоспособности),

Р(Iчел, tвоз), tвоз 5 с.

4 - область опасных исходов (инвалидность),

Р(Iчел, tвоз), tвоз 5 с.

5 - область летальных исходов,

Р(Iчел, tвоз), tвоз 1 с.

       

Рисунок 5 - Совмещенные интегральные функции распределения F(iчел) при различных исходах электротравмы с плотностью распределения f(iчел)

При принятых допущениях математические модели электропоражения человека могут представлены в виде:

с летальным исходом Ц

  (18)

с исходом инвалидности -

 

с временной потерей трудоспособности -

Здесь, и - нижнее пороговое значение неотпускающего тока и возможные наибольшие токи, протекающие через человека в рассматриваемых исходах электротравмы.

       В диссертации приведен метод расчета эффективности основных средств электрической защиты. Для оценки эффективности УЗО используется выражение

,  (21)

где Р(ЭБ)б - вероятность электробезопасности человека в электроустановке при отсутствии УЗО (базовый вариант); Р(ЭБ)УЗО - то же, при оснащении электроустановки УЗО.

       Эффективность УЗО оценивается применительно к событиям ЭП1 и ЭП2, вызванным прикосновением человека к токоведущей части электроустановки.

В диссертации рассмотрены возможные сценарии последствия события ЭПj (при tсрУЗО = const):

1. Ток через тело человека меньше порогового значения УнеотпускающегоФ тока, т.е. Iчел<Iнеот. В этом случае человек самостоятельно разрывает электрическую цепь и электропоражение не происходит: событие с благополучным исходом - ЭП'.

2. Ток через человека равен или больше тока уставки УЗО, т.е. IчелIуст. Тогда УЗО срабатывает за весьма короткое время (0,05 с), эффект УнеотпусканияФ не успевает развиться: событие ЭП'' опасности не представляет.

3. Ток через человека меньше тока уставки УЗО, т.е. Iчел<Iуст. В этом случае УЗО не срабатывает, что можно интерпретировать как возникшую опасную ситуацию нахождения человека в незащищенной зоне и появление эффекта УнеотпусканияФ. При времени воздействия тока, меньшем 1 с, смертельную опасность представляет ток, равный пороговому фибрилляционному току: событие ЭП приводит к летальному исходу.

  4. Ток через человека равен или больше уставки, но УЗО не сработало по причине его отказа, что соответствует модельной ситуации попадания человека под напряжение в электроустановке, неоснащенной УЗО: событие ЭП приводит к летальному исходу.

 

  В соответствии с теоремой сложения вероятностей находим

  (22)

.  (23)

Тогда вероятности электропоражения человека в электроустановке (при условии Р(Uпр.оп)=1), оснащенной УЗО, соответственно равны:

В диссертации произведен расчет вероятностей , , , а так же показателя электрозащитной эффективности УЗО Пэузо применительно к случаям возникновения электротравмы с летальным исходом, инвалидностью и временной потери трудоспособности. Показано, что при уставке тока срабатывания УЗО, равной 6мА, обеспечивается минимальное значение Р(ЭП)j=2,98 и максимальное значение Пэузо=16,72. Если Iуст превышает пороговое значение лотпускающего тока (например,  10мА), то показатель Р(ЭП)j увеличивается в 4,1, а показатель Пэузоj соответственно уменьшается в 4,3 раза. Уставки тока срабатывания 100 и 300 мА (рекомендуемые стандартами) практически не защищают человека от электропоражений.

Полученные расчетные значения Р(ЭП)j и ПЭУЗОj позволили не только количественно оценить эффективность электрической защиты, но и легли в основу требований к параметрам устройства защитного отключения при эксплуатации нестационарных электроустановок. Так, чтобы обеспечить нормативный уровень электробезопасности (1Е2)10-6 при пользовании, например, ручным электроинструментом, ток уставки УЗО должен быть 6 мА, а время срабатывания - не более 0,5 с.

       В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований изоляции сельских электроустановок. Изложена методика сбора экспериментальных данных по токам утечки основных видов нестационарных электроустановок: передвижные агрегаты, переносные приборы и ручной электроинструмент. Получены числовые оценки и законы распределения токов утечки. Построены математические модели токов утечки и определены параметрические зависимости прогноза этих утечек для обеспечения безопасной эксплуатации НЭУ.

       Разработаны методы и средства инструментального контроля состояния изоляции по току утечки, включающие периодический ее контроль и автоматический мониторинг.

       Установлено, что неудовлетворительное техническое состояние внутренних электрических сетей зданий и сооружений в сельском хозяйстве является одной из основных причин аварий, электропоражений людей и пожаров. Существующий метод измерения изоляции с помощью мегаомметра, основанный на принципе наложения постоянного тока на переменный ток сети не позволяет определить фактическую проводимость. Поскольку физические процессы в изоляции при постоянном и переменном напряжении имеют различный характер, то, очевидно, и результаты измерения мегаомметром будут отличаться от действительных величин сопротивлений изоляции в реальных условиях переменного напряжения в сети.

       В диссертации рассмотрен способ контроля, основанный на выделении с помощью дифференциального трансформатора тока (ДТТ) тока утечки Iут, представляющего собой геометрическую сумму полных токов утечки фазных проводов, включаю активную и емкостную составляющую (рисунок 6).

Рисунок 6 - Принцип выделения (регистрации) тока утечки в сети

Достоинство данного метода состоит в том, что измерение  тока утечки проводится в рабочем режиме с учетом номинального напряжения сети и реальной нагрузки. Контроль тока утечки, являясь более безопасным в отличии от измерения сопротивления изоляции, не требует применения повышенного напряжения, тем самым, при производстве измерений не происходит ухудшение состояния контролируемой сети.

В работе показано, что для проведения регламентных работ по обслуживанию электроустановок необходимы простые в эксплуатации и надежные средства периодического контроля состояния изоляции.

В АлтГТУ при непосредственном участии автора разработан и в настоящее время используется измеритель тока утечки типа ИДТУ, функциональная схема которого представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Функциональная схема ИДТУ

1. Дифференциальный трансформатор тока; 2. Входной фильтр и делитель напряжения;

3. Аналого-цифровой преобразователь; 4. Блок выбора пределов измерения;

5. Цифровой индикатор; 6. Источник питания с выпрямителем

Обоснованы требования к конструкции и параметрам прибора и метрологическим характеристикам. Для повышения надежности измерителя предусмотрена отстройка от

дестабилизирующих факторов, вызванных влиянием взаимоиндуктивности между силовой и измерительной обмотками ДТТ, остаточной намагниченностью и высшими гармониками.

Прибор ИДТУ, выполненный в виде токоизмерительных клещей, осуществляет поиск и локализацию поврежденного участка сети, вызвавшего срабатывание УЗО. Измерение тока утечки производится на отходящей питающей линии, контролируемой датчиком ДТТ, и нагрузкой. На рисунке 8 и в таблице 2 приведены процедуры выполнения необходимых мероприятий.

 

 

Рисунок 8 - Алгоритм поиска и локализации

места повреждения изоляции электрической сети

Сформулированы основные требования к мониторингу состояния изоляции в части обеспечения результатов измерения в дискретной или непрерывной форме регистрации физических величин, а также сигнализации о достижении параметров изоляции критического значения.

Из известных способов постоянного контроля изоляции (мониторинга) наиболее перспективным представляется схема измерения тока утечки с использованием дифференциального трансформатора тока. При заземленной нейтрали электроустановки ток во вторичной обмотке ДТТ определяется выражением

(27)

где Uф- фазное напряжение сети,  YA , YB , YC -  комплексные проводимости фазных проводов относительно земли;  RO - сопротивление заземления нейтрали; w1 и w2 - количество витков в первичной и вторичной обмотках ДТТ.

Таблица 2 - Мероприятия по реализации метода поиска повреждения изоляции сети

         

 

Рисунок 9 - Схема автоматического мониторинга состояния изоляции:

1-функция измерения; 2- функция отключения

В соответствии с разработанной в диссертации методикой в Республике Бурятия были проведены экспериментальные исследования по изучению механизма изменения состояния изоляции сельских нестационарных электроустановок с целью установления наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на электрические параметры изоляции, выбора чувствительности (порога срабатывания) устройств защитного отключения и прогнозирование величины токов утечки для обоснования нормативного значения и установления пределов непрерывного контроля (мониторинга) состояния изоляции.

       В качестве объектов обследования были выбраны производственные и фермерские хозяйства с различными строениями (деревянными, кирпичными, бетонными). Было обследовано около 200 питающих нестационарные электроустановки линий. Проведено обследование личных хозяйств с давностью монтажа электропроводок 12-15 лет. Измерению подвергались наиболее используемые в сельском хозяйстве электропроводки марки АПВ, АППВС, АПН, АПР скрытого и наружного исполнения.

       Измеряемый прибором ИДТУ ток утечки в электроустановке определяется как

, (27) 

где - напряжение сети; и - активная и емкостная составляющие тока утечки.

Измерения показали ,что доминирующим является емкостная составляющая тока утечки, которая более чем на порядок превышает активную составляющую. В этом случае угол сдвига фаз между вектором полного тока утечки и вектором будет менее 5. Тогда, пренебрегая этим углом, можно рассматривать (с погрешностью не более 5%)  суммарный ток утечки на вводе объекта как арифметическую сумму токов утечки в электропроводке и на отходящих линиях электроприемников, т. е.

  n

i=(1, Е,n);

i=1

  m

j=(1, Е,m).

i=1

       Дано обоснование построения математической модели изоляции нестационарных электроустановок вида:

M[Iут (l, p, )]= (l, p, , a, a1, a2, a3), (29)

где  M[Iут (l, p, )] - математическое ожидание параметра Iут при соответствующих значениях контролируемых переменах;

l - длина питающей линии (кабель, электропровод и т.д.), м;

p - установленная мощность электроприемника, кВт;

- относительная влажность, %;

a0, a1, a2, a3 - коэффициенты, определение которых составляет цель измерения.

Измерения токов утечки проводились по четырем основным линиям, питающим электроприемники фермерских и личных подсобных хозяйств, включая жилые дома:

- первая линия (Iут1) - включенные наружные передвижные электроустановки (НПЭ) на приусадебном участке с наружной электропроводкой;

- вторая линия (Iут2) - включенные переносные электроприборы (ПЭП) в жилых и подсобных помещениях;

-  третья линия (Iут3) - включенный парк ручного электроинструмента (РЭИ);

- четвертая линия (Iут4) - электрический ввод с полностью включенной нагрузкой (ЭВН).

       В результате обработки полученных статистических данных найдены числовые оценки распределения тока утечки (математическое ожидание mx и среднеквадратическое отклонение х) (таблица 3).

       

Таблица 3 - статистики (параметры) распределения тока утечки

Переменные Статистики	НПЭ Iут1  (мА)	ПЭП Iут2 (мА)	РЭИ Iут3 (мА)	ЭВН Iут4 (мА)
mx	4,35	1,15	1,73	5,29
x	0,803	0,825	0,815	0,884

       

Подтверждена гипотеза распределения опытных данных нормальному закону, построены гистограммы, плотности вероятностей и функции накопления вероятностей тока утечки Iут1, Iут2, Iут3 и Iут4. Основываясь на гауссовском распределении (30), с помощью

    (30)

       

правила трех сигм (mx3m), установлены интервалы токов утечки (31) и  получены линейные уравнения регрессии (32):

  (31)  (32)

       При определении факторных признаков, влияющих на величину тока утечки, был проведен корреляционный анализ, результатом которого явилось получение коэффициентов корреляции, устанавливающих тесные положительные связи между токами утечки и длиной электропроводки или кабеля, питающих электроустановки. Существенное влияние на величину тока утечки оказывает установленная мощность электроприемника. Влияние фактора на величину Iут. прослеживается на линиях, подверженных отрицательному воздействию влажности (наружные электропроводки, передвижные электроустановки на приусадебном участке и т.д.).

       С помощью полученных математических моделей выявлены уровни естественного фона токов утечки, что позволило обосновать типоразмер уставок устройств защитного отключения, обеспечивающий необходимый уровень электробезопасности и бесперебойность электроснабжения потребителей.

       Пятая глава посвящена разработке технических средств обеспечения комплексной защиты при эксплуатации нестационарных электроустановок. Обобщены требования на устройства защитного отключения и разработан типоряд модифицированных защитных аппаратов, включающих многофункциональные УЗО электронного исполнения, гибридные защитные аппараты электромеханического исполнения и переносные - типа УЗО-вилка и УЗО-розетка. В диссертации изложены материалы и технические решения по подготовке промышленного производства устройств защитного отключения. Сформулированы основные направления совершенствования системы защитного отключения и даны нормативно-методические рекомендации по массовому применению УЗО в сельском хозяйстве.

       Переход в России к системам электроснабжения с разделительными рабочими и защитными нулевыми проводниками (TNЦCЦS и TNЦS) создали технические предпосылки массового применения устройств защитного отключения. Многолетний опыт использования PENЦPEЦпроводников показал их достоинства, заключающиеся, с одной стороны, в снижении напряжения на открытых проводящих частях (ОПЧ) электроустановки, (а, следовательно, и напряжения прикосновения) при пробое изоляции, а с другой - в создании условий надежного срабатывания защиты от сверхтока при возникновении замыкания на ОПЧ. Однако  нормативное требование о необходимости применения систем TNЦCЦS и TNЦS привело к появлению ряда серьезных проблем, таких как: повышение опасности обрыва совмещенного PENЦпроводника питающей сети вызывает появление напряжения 220 В на всех ОПЧ, подключенных к нулевому защитному проводнику; кроме того, при обрыве PEЦпроводника и прикосновении к ОПЧ электроустановки ток, протекающий через человека на землю, будет определяться качеством изоляции уже не одного, а группы электроприборов, и может иметь опасное для жизни значение. Все это приводит к повышению вероятности электропоражения, а также возникновению пожара из-за повреждения изоляции в электроприборах с заземленными проводящими частями. В этом случае величина протекающего на землю тока может быть недостаточна для срабатывания защиты от сверхтока, но достаточна для возникновения пожара.

Изложенное подтверждает неочевидность пользы присоединения электроустановки к сетям TN-C-S и TN-S, регламентируемых ПУЭ. Поэтому для того, чтобы обеспечить безопасность электроустановок зданий необходимо повсеместно применять устройство защитного отключения. Так, например, использование УЗО с уставкой не более 30 мА, обеспечивает электробезопасность и при обрыве нулевого защитного проводника, когда на ОПЧ может появиться опасное для жизни человека напряжение. Вместе с тем, традиционная система защитного отключения не способна обеспечить безопасность при обрыве PEN-проводника. Кроме того, новая система электробезопасности с применением защитных нулевых проводников реализуется только во вновь сооружаемых зданиях, которые с учетом возможных объемов строительства в настоящее время составляют не более трех процентов от общего фонда ранее построенных зданий. Абсолютное же большинство электропоражений происходит в зданиях и жилых домах, электрические сети которых не имеют защитных проводников и УЗО. Сюда следует отнести электроустановки, эксплуатируемые вне помещений, фермерские хозяйства и т.д., включая, передвижные электроагрегаты и ручной электроинструмент. Отсюда очевидно, что снижение уровня электротравматизма на селе невозможно без принятия мер по совершенствованию системы электробезопасности в ранее построенных зданиях и сооружениях.

В диссертации обоснована новая концепция повышения эффективности системы защитного отключения (СЗО), суть которой сводится к: а) переводу УЗО из дополнительной защиты в категорию основной защиты, б) кардинальной переработке и обобщению требований к устройствам защитного отключения применительно к сельскому хозяйству, в)  разработке соответствующего нормативно-технического обеспечения, г) обоснованию основных вариантов исполнения СЗО.

Проведенный анализ показал, что наиболее перспективным является использование УЗО в системе электроснабжения с раздельными нулевыми и защитными проводниками. Такая система электробезопасности обеспечивает максимальную электрозащитную эффективность, позволяющую снизить опасность электропоражения в десятки раз. В большинстве случаев система электроснабжения объектов может быть построена либо по типу TN-C, либо по типу TN-C-S. Использование системы TNЦS в сельском хозяйстве неоправданно из-за излишних дополнительных расходов, вызванных прокладкой PEЦпроводника, сечение которого должно быть равным сечению фазных проводников, и высокой трудоемкости проверки сопротивления заземления.

В диссертации дано теоретическое обоснование и обобщение требований на устройства защитного отключения для объектов АПК. Несмотря на то, что в настоящее время меры электрической защиты регламентируются основополагающими документами (ПУЭ, 7-е изд. и комплектом стандартов ГОСТ Р 50571), которые легли в основу норма-тивной базы, предписывающей применение УЗО, они не учитывают ряд особенностей их применения сельскими электропотребителями, касающихся систем электроснабжения, условий эксплуатации нестационарных электроустановок, характеристик электроприемников и т. д. Изложенные требования к устройствам защитного отключения для объектов инфраструктуры села (таблица 4) явились обобщением накопленного автором опыта по созданию типоряда модифицированных УЗО, первые образцы которых (АЦ84) были разработаны в 1980-х годах и подготовлены к промышленному производству.

Разработанные требования на устройства защитного отключения для обеспечения безопасного обслуживания нестационарных электроустановок (переносные электроприборы, ручной электроинструмент и др.) учитывают физиологические нормы допустимых для человека значений лотпускающих и нефибрилляционных токов и фон естественных токов утечки в электропроводках и приемниках сельских электропотребителей.

Основными функциями защитного отключения должны быть обеспечение безопасности человека (и животного) при прямом и косвенном контактах с электроустановкой, защита от возникновения пожаров из-за неисправности сетей и дефектов электроприемников, автоматический мониторинг изоляции сети.

Технические характеристики и параметры УЗО должны обеспечить надежную помехоустойчивую его работу при всех возможных режимах эксплуатации НЭУ, с учетом отстройки от токов небаланса, переходных процессов, перенапряжений, нелинейности нагрузки, несинусоидальных токов, температуры окружающей среды и других дестабилизирующих факторов.

Обоснованный типоряд модифицированных устройств защитного отключения включает многофункциональные электронные, гибридные электромеханического исполнения и переносные защитные аппараты. Разработанные при непосредственном участии автора серии УЗО, не уступают по своим техническим и экономическим характеристикам отечественным и зарубежным аналогам, в частности, диапазоном номинальных рабочих токов (10-125 А) и отключающих дифференциальных токов (6-500 мА). Электрозащитная аппаратура доведена до промышленного производства. Область ее применения охватывает все имеющиеся объекты АПК (включая быт сельского населения) и различные по своему назначению электроустановки, оборудование и электроприборы.  

Дивногорский завод низковольтной  Радиозавод Искра (г. Красноярск)

  аппаратуры (Красноярский край)

 

Алтайский приборостроительный завод Завод геофизической аппаратуры (г. Барнаул)

Ротор (г. Барнаул)

Рисунок 10 - Промышленные образцы устройств защитного отключения

В диссертации дано теоретическое обоснование методов и средств снижения уровня вредного воздействия на человека локальной вибрации при эксплуатации ручного электро-пневмоинструмента. Разработаны высокоэффективные средства виброзащиты, позволяющие уменьшить воздействие динамических нагрузок на человека за счет эффекта вибропонижения.

Показано, что одной из основных причин сложившегося в стране негативного положения в области электробезопасности является несоответствие требований Правил устройства электроустановок (7-е издание) стандартам МЭК Электроустановки зданий. Действующая нормативная база (ПУЭ, СНиП и т.д.) не в полной мере отражает современную концепцию электробезопасности в части отсутствия требований, регламентирующих обязательное применение защитного отключения, предупреждающего электропоражения и пожары в электроустановках. Замедленные темпы обновления и развития необходимой нормативной базы, и, в частности, Правил устройства электроустановок (последняя редакция которая не пересматривалась с 2003 года), привели к появлению большого количества временных документов, затрагивающих весьма ограниченный круг вопросов и содержащих частные, часто противоречивые, и быстро устаревающие требования.

Разработанные в диссертации отдельные положения концепции электробезопасности, вступили в противоречие с разделами глав 1.7 и 7.1 ПУЭ (7-е издание), касающихся основных технических решений по устройству безопасных электроустановок в части реализации новых принципов расчета, проектирования, модернизации и эксплуатации систем обеспечения электробезопасности и обоснования массового внедрения новой технологи предупреждения травматизма людей на основе устройств защитного отключения. Для устранения сложившихся противоречий в диссертации внесены предложения по изменению и дополнению отмеченных выше глав с целью приведения ПУЭ к требованиям, содержащимся в стандартах МЭК Электроустановки зданий.

Таблица 4 - Обобщенные требования к устройствам защитного отключения для объектов АПК

       На основании изложенного и с учетом опыта использования устройств защитного отключения в России автором разработаны методические рекомендации по массовому их применению в электроустановках 0,4 кВ. Эти рекомендации прошли соответствующую апробацию в Алтайском крае в виде Правил использования устройств защитного отключения для обеспечения электропожаробезопасности объектов жилищно-гражданского назначения.

В шестой главе изложены материалы теоретических и экспериментальных исследований, приведена практическая реализация их результатов.

       Рассмотрен обобщенный метод системной оптимизации СБЭ, позволяющий в зависимости от качества исходной информации выделить три основных класса задач: однокритериальные при вероятностно - детерминированных факторах, характеризующих систему (ЧЦЭЦС); многокритериальные, когда СБЭ рассматривается как многоцелевая сложная система; N-критериальные с неопределенными параметрами системы (ЧЦЭЦС).

       Приведены результаты расчета и проектирования СБЭ применительно к реальному объекту. Обоснован принцип построения нормативно-правовых и программно-целевых механизмов обеспечения (управления) безопасности электроустановок. Обобщены результаты натурных испытаний УЗО при проведении широкомасштабного эксперимента по оценке эффективности и надежности электрической защиты. Определена область оптимальных значений рисков методом анализа затраты - выгоды и дана обобщенная оценка социально-экономической эффективности разработанной системы безопасности сельских нестационарных электроустановок.

       В основе инженерных методов проектирования системы электробезопасности должна лежать оптимизация приемлемого уровня риска для здоровья и жизни людей и выбор оптимального варианта СБЭ. Отсутствие рациональных методов расчета вынуждает проектировщиков зачастую принимать интуитивные решения, что снижает эффективность значительных материальных ресурсов, вкладываемых в охрану труда. Поэтому, чтобы оптимизировать СБЭ необходимо опираться на методологию комплексного решения проблемы в целом, однако, методы ее реализации должны быть практически просты и доступны. Учесть указанные взаимопротиворечащие требования возможно с помощью системного анализа, когда при исследовании сложных систем на первое место ставят характеристику системы в целом, а все частные факторы рассматривают только с точки зрения их влияния на эту характеристику. Такой метод позволяет отобрать лишь существенные из многих взаимодействующих факторов и исключить второстепенные.

       Поскольку системный подход предлагает только модель поиска, но не имеет готовых универсальных решений для каждой конкретной задачи представляется целесообразным определить свой набор методических и иных способов и средств для отыскания оптимального решения.

       В диссертации рассмотрен один из способов решения проблемы оптимизации СБЭ с учетом специфических особенностей сельских электроустановок при различном качестве исходной информации. Принцип предлагаемого решения состоит в следующем:

1. Критериями оптимизации и ограничениями в зависимости от постановок задачи могут выступать показатели технической и экономической эффективности СБЭ: математическое ожидание уровня электробезопасности М[Р(ЭБ)]; полные средние затраты Зполн на обеспечение безопасности, включая остаточный (неустраненный) ущерб от электротравматизма; среднегодовой экономический эффект, учитывающий предотвращенный материальный ущерб Э1. Эти показатели всесторонне характеризуют исследуемую систему, их эквивалентом, в известном смысле, является риск социально-экономического ущерба от аварий, электротравм и пожаров, происходящих в электроустановках.
2. Качество функционирования СБЭ следует оценивать по нескольким критериям, характеризующим электрическую, пожарную и экологическую (электромагнитную) безопасность. Сложность задачи оптимизации повышается неоднородностью исходной информации о параметрах  системы (ЧЦЭЦС), которые, в свою очередь, подразделяются на детерминированные, стохастические и неопределенные.

С учетом изложенного содержательная постановка задачи оптимизации может быть сформулирована как максимизация уровня безопасности при заданных ресурсах или минимизация затрат, требующихся для создания системы безопасности электроустановок, при заданном значении этого уровня. Тогда математическая формулировка задачи выбора оптимального решения может быть представлена следующим образом:

определить экстремальное (максимальное или минимальное) значение некоторой функции f (x1, x2,Е, xn) при условии, что переменные x1, x2,Е, xn, удовлетворяют ограничениям в виде

pi(x1, x2,Е, xn)=0, i=1, 2,Е, s. (34)

Функция f(х), называемая целевой, характеризует критерии оптимальности (цель, эффективность и т.д.). Ограничения р(х) задают область существования переменных хi. Решение рассматриваемой задачи состоит в нахождении такой совокупности переменных , при которой целевая функция f(х) достигает экстремального значения.

В диссертации рассмотрены следующие однокритериальные задачи:

1. Найти  max{М[P(ЭБ)]}(x),  xX при условии, что Зполн(х) , (35)

  где - заданные затраты.

2. Найти  min Зполн(х),  xX  при условии, что {М[P(ЭБ)]}(x)М[P(ЭБ)]0 (36)

где М[P(ЭБ)]0 - заданный уровень электробезопасности.

       Здесь x одна из возможных реализаций (варианта построения СБЭ) из множества допустимых реализаций X.

       Отмечая равнозначность обоих задач, укажем, что использование в качестве критерия оптимизации показателей технической эффективности представляется предпочтительным в связи с введением нормированного значения приемлемого риска. Использование же экономических показателей в качестве критериев оптимизации возможно, но не всегда оправдано из-за сложности проведения априорной оценки экономического ущерба, связанного с гибелью человека.

        Если в качестве критерия оптимизации принимается риск опасности электроустановки, то математическая постановка задачи оптимизации может быть представлена как минимизация функции

при ограничении приведенных затрат или капитальных вложений на создание СБЭ.

       Проведенная в диссертации многокритериальная оптимизация учитывает две основные функции СБЭ - обеспечение электрической и пожарной безопасности. Такая задача в рамках исследования операций представляет собой векторную оптимизацию с двумя несводимыми друг к другу частными критериями. Процедура построения векторного критерия проведена путем свертки частных критериев в один скалярный критерий. В качестве частных критериев приняты средние значения вероятностей Р(ЭП)ср  и Р(ПО)ср, считая их равнозначными. Нормирование частных критериев сводится к операции

(fnj - fnmin) / ( fnmax - fmin)=,  (38)

где fnj - значение n-го критерия для одного из j-х рассматриваемых решений.

       Преобразование векторного критерия в скалярный осуществлялось путем формирования аддитивного критерия оптимизации (сложением нормированных частных критериев) или мультипликативного критерия (их умножением), т.е.

где F - скалярный критерий.

На основании введенных нормированных критериев строится аддитивный скалярный критерий оптимальности:

 

  FСБЭ(Х)=f1(X)+f2(X). (41)

       Тогда постановка задачи оптимизации системы электропожаробезопасности с учетом введенного критерия примет вид

FСБЭ(Х)min, хX,  (42)

где Х - множество допустимых вариантов системы.

       Применение скалярного критерия позволяет решить задачу оптимизации СБЭ по двум его составляющим, отражающим электрическую и пожарную безопасность исследуемых объектов. При детерминированных заданных факторах решение однозначно определяется путем применения обычных методов поиска экстремума скалярного критерия. В случае стохастических данных задача решается поиском математического ожидания критерия FСБЭ. Если же в задаче присутствуют неопределенные факторы, то оптимизация может проведена с помощью специальных методов (теории нечетких множеств).

       Показано, что задача многокритериальной оптимизации сводится к решению одного из двух вариантов.

1. Критерий оптимизации - техническая эффективность СБЭ:

FСБЭ(Х)min,  хX, (43)

2. Критерий оптимизации - экономическая эффективность СБЭ.

FСБЭ(Х)min, хX, Зполн(Х) Здоп.  (44)

Здесь   - коэффициент допустимого различия нормированных критериев, ограничивающий значение модуля их разности; Здоп - наибольшее допустимое значение полных затрат (включая затраты на создание СБЭ и непредотвращенный  ущерб от электротравматизма и пожаров).

       Метод системной оптимизации СБЭ были реализованы при выполнении серии расчетов безопасности электроустановок на объектах АПК с помощью программных комплексов АРИАС и СКБЭоптим. 1

Установлено, что вероятности Р(ЭП) и Р(ПО) базового (исходного) варианта СБЭ более чем на два порядка превышают аналогичные показатели предлагаемых вариантов системы электропожаробезопасности. Показано, что применение системы УЗО - автоматический выключатель позволяет получить вероятности электропоражения Р(ЭП) и пожарной опасности Р(ПО) соответственно 0,71110-6 и 1,42110-6, что соответствует нормативным и значениям.

       Системный характер назревших проблем безопасности электроустановок обуславливает необходимость создания структуры управления профессиональными рисками в условиях производства и опасными рисками, подвергающими практически все население страны при обслуживании бытовых электроприемников. В диссертации рассмотрен программно-целевой подход к управлению безопасности электроустановок  объектов АПК, в основе которого лежит создание совокупности мер законодательного, организационного и экономического характера, базирующихся на принципах приоритета безопасности жизни и здоровья людей, оптимизации СБЭ, интегральной оценки и прогнозирования риска, соотносимые с нормативным его назначением. Эти принципы реализованы автором путем теоретического обоснования модернизации нормативной правовой базы и участия в создании законодательного обеспечения безопасности  федерального, регионального и муниципального уровня.

Нормирование риска безопасности электроустановок требует экономического обоснования и установления приемлемых его значений. Действующая отечественная и международная практика выбора приемлемого уровня безопасности не имеет строгого научного обоснования и строится на умозрительном представлении, сущность которого сводится к тому, что общество готово (или не готово) платить за издержки технологического прогресса. Здесь выгода общества определяется соотношением между затратами на обеспечение безопасности и ценой ущерба от предполагаемых опасностей. На наш взгляд, использование при нормировании безопасности эмпирических подходов и общественного мнения, которые могут формироваться и интерпретироваться в зависимости от существующей или навязываемой людям точек зрения, не всегда оправданы.

Предложенный автором подход к обоснованию оптимальных рисков электроустановок базируется на прогнозировании социально-экономических последствий опасных техногенных ситуаций с использованием разработанной в диссертации методики оценки и прогнозирования риска. В качестве критерия оптимизации рассматриваются суммарные издержки, связанные как с предупреждением возможных опасностей, так и с ожидаемым ущербом людских, материальных и природных ресурсов за некоторый период времени эксплуатации электроустановок на объекте. Тогда риск можно представить в виде некоторых средних потерь, вызванных авариями, электротравмами и пожарами, которые возможны в электроустановке:

где а=1Еn - количество возможных аварий в электроустановках; b=1Еm - количество возможных электротравм человека; с=1Еq - количество возможных пожаров в электроустановках; d=1Еk - количество предполагаемых опасных ситуаций; вероятности возникновения опасных ситуаций  (авария, электро-травма, пожар) за время и размер обусловленного ими полного ущерба.

       На рисунке 11 приведены кривая 1 изменения показателя риска от затрат на СБЭ и кривая 2, характеризующая зависимость риска от ущерба. Пусть величина этого ущерба зависит от вариации некоторого показателя К, пропорционального вероятности электробезопасности Р(ЭБ). Отмеченное на оси абсцисс значение показателя К1 рассматривается как базовое состояние электроустановок некоторого объекта.

Рисунок 11 - Иллюстрация метода анализа затраты-выгоды

Кривая З показывает изменение величины суммарных социально-экономических издержек, обусловленных затратами на предупреждение опасности, и компенсацию их нежелательных последствий, т.е. ущербов

  R(З+У)=R(З) +R(У) (46)

На кривой З существует некоторая область, принадлежащая отрезку [K0, K2], на котором мог быть принят приемлемый уровень риска, удовлетворяющий требованиям не только производства, но и общества в целом. Очевидно смещение уровня риска в направление от точки К0 влево проявится в повышении рентабельности конкретного предприятия, хотя при этом может сопровождаться ростом материального и морального ущерба. И наоборот, по мере приближения уровня риска к другому граничному значению К2 будет наблюдаться снижение рентабельности данного производства (вследствие повышения себестоимости его продукции) и повышение безопасности персонала, обслуживающего электроустановки.

Рассмотренный метод является иллюстрацией одного из  основных экономических механизмов, применяемых для регулирования техногенным риском, суть которых состоит в проведении анализа затраты-выгоды  и направлен на оптимизацию риска.

       Подготовка промышленного освоения и массового применения устройств защитного отключения в России обусловили проведение широкомасштабного эксперимента,  по проверке эффективности и надежности электрической защиты, принятого по инициативе АлтГТУ в 1998 г. совместным решением ГУГПС МВД РФ и Главгосэнергонадзора в России (таблица 5).

Таблица 5 - Обобщение результатов широкомасштабного эксперимента по проверке эффективности и надежности УЗО

Основные выводы  и результаты исследований

В диссертации обобщены теоретические и экспериментальные исследования и решена научно-техническая проблема в области обеспечения безопасности сельских нестационарных электроустановок, имеющая важное социальное и экономическое значение.

Проведенные исследования позволили сформулировать основные выводы и рекомендации:

1. Состояние безопасности электроустановок на объектах АПК (в том числе и нестационарных) оценивается негативно, так как уровень риска превышает нормированный в 20Е30 раз. Решение проблемы электрической и пожарной безопасности от электроустановок зданий и сооружений предоставляется важным для развития не только аграрного сектора экономики, но и в целом России. Основой повышения уровня безопасности  является создание научно-методической базы, включающей на концепцию приемлемого риска, математическое моделирование, обосновавшие нормативного и технического обеспечение. Реализация этих задач создает предпосылки для массового применения в сельском хозяйстве новой технологии предотвращения несчастных случаев, аварий и пожаров от электроустановок. 
2. Разработанная концепция системного подхода применительно к анализу и прогнозированию рисков электроустановки позволяет сформировать вероятностную модель человек - электроустановка - среда, идентифицировать и классифицировать опасности, дать функционально-морфологическое описание СБЭ и обосновать показатели технической и экономической эффективности.

Предложенный метод имитационного моделирования на основе составления графических диаграмм типа дерево дает возможность перейти к количественной оценки влияния параметров СБЭ на уровень безопасности нестационарных электроустановок и сопоставить его нормированным значением риска.

3. Разработанный имитационный метод травмоопасных ситуаций идентифицируют четыре основных вида возможных электропоражений людей, возникающих при штатном и аварийном режимах нестационарных электроустановок.

Впервые разработанные математические модели позволяют оценить вероятность электропоражения человека, приводящего к различным последствиям (летальному исходу, инвалидности и временной потери трудоспособности).

4. На основании проведенной вероятностной оценки эффективности средств электрической защиты установлено:

- устройство защитного отключения с уставкой тока срабатывания 6 мА предупреждает поражение человека при возникновении эффекта неотпускания, тем самым обеспечивается безопасность при эксплуатации передвижных  электроустановок и ручного электроинструмента. При этом показатель уровня электробезопасности в зависимости от времени срабатывания защиты (0,02;Е1,0 с) составляет(1,34;Е2,98)10-6 что в высокой степени приближается к нормативному значению.

5. Перевод объектов АПК на современную систему электроснабжения(TNЦS,TNЦCЦS) в сочетании с комбинированной системой защиты УЗО - зануление обеспечивает при сохранении высокой эффективности УЗО надежность его срабатывания.
6. Повышение надежности и безопасности системы сельского электроснабжения потребителей может быть достигнуто с помощью периодического контроля тока утечки и мониторинга состояния изоляции электроустановок.

Разработанные метод и средства контроля, основанные на измерении дифференциального тока утечки, включающего его активную и емкостную составляющую, позволяют осуществлять как периодический контроль состояния изоляции нестационарных электроустановок, предотвращая, тем самым, возникновение однофазных коротких замыканий, так и автоматическое слежение уровня электрической изоляции. Метод реализуется путем создания разработанного измерительного прибора типа ИДТУ (для периодического контроля), а также с помощью блока сигнализации, встраемого в многофункциональное устройство защитного отключения, фиксирующего предаварийное состояние электроустановки.

7. Полученные статистические распределения тока утечки и установленные основные факторы, влияющие на его величину, позволяют определить уровни естественного фона утечки для различных видов нестационарных электроустановок, что явилось основой для создания типоряда уставок УЗО, обеспечивающих необходимый уровень безопасности и бесперебойность электроснабжения потребителей.
8. Обобщенные требования на УЗО, учитывающие  физиологические нормы допустимых для человека отпускающих токов и фон естественных утечек тока в сетях, позволили разработать электрическую защиту, обеспечивающую безопасность человека и животного при прямом и косвенном контакте с электроустановкой, а также защиту от возникновения пожаров из-за неисправностей сетей и дефектов электроприемников, автоматический мониторинг изоляции сети.
9. Обоснован типоряд модифицированных УЗО, включающий многофункциональные электронные, гибридные электромеханические и переносные защитные аппараты. Технические характеристики и параметры УЗО обеспечивают надежную, помехоустойчивую его работу при всех возможных режимах эксплуатации НЭУ с учетом отстройки от токов небаланса, переходных процессов, нелинейности нагрузки и других факторов.

Разработанные УЗО (а.с. № 1484240 и патент №88848, РФ), параметры которых не уступают зарубежными аналогам, доведены до промышленного производства. Область их применения охватывает все имеющие объекты АПК (включая быт населения) и различные по своему назначению электроустановки, оборудование и электроприборы.

10. Разработанные виброзащищенный электрический (ИЭ-4204В) и пневматический (КЕ-16В) инструменты (патенты №79826 и №34112, РФ) по данным экспертов Республики Бурятии позволяют существенно снизить уровень виброзаболеваемости в промышленности и сельском хозяйстве.
11. Обоснован обобщенный метод системной оптимизации СБЭ дает возможность решить задачу выбора наилучшего варианта при различном качестве исходной информации, а также определить область приемлемых значений риска  с учетом критерия затраты - выгоды.

Сформулированы основные постановки задачи оптимизации, где в качестве критериев и ограничений могут выступать показатели технической и экономической эффективности СБЭ.

12. Метод оптимизации СБЭ был реализован при выполнении расчетов на объектах АПК с помощью программных комплексов АРИАС и СКБЭоптим. Показано, что применение  системы УЗО - автоматический выключатель позволяет получить вероятности электропоражения Р(ЭП) и пожарной опасности Р(ПО) соответственно 0,71110-6 и 1,42110-6, их значения практически удовлетворяют нормативным требованиям.
13. Рассмотренный программно-целевой подход к управлению (обеспечению) безопасности электроустановок объектов АПК, в основе которого лежит создание совокупности мер законодательного, организационного и экономического характера, реализован в АлтГТУ посредством модернизации нормативной правовой базы, устраняющей ряд противоречий и несоответствий, касающихся использования новых методов проектирования и эксплуатации СБЭ. Так, принятые в Алтайском крае Правила использования устройств защитного отключенияЕ устраняют отмеченные противоречия путем внесения в главы 1.7 и 7.1 (7-е издание ПУЭ) изменений и дополнений отдельных пунктов.
14. Экономическое обоснование целесообразности массового использования новой технологии предупреждения аварий, травм и пожаров должно базироваться на прогнозировании социально-экономических последствий опасных ситуаций с использованием разработанной методики оценки риска электроустановки.
15. Обобщение результатов широкомасштабного эксперимента, проведенного в различных регионах страны, подтвердило высокую надежность и эффективность устройств защитного отключения. Материальные ресурсы, вкладываемые во внедрение новой технологии предупреждения негативных явлений от электроустановок, окупаются на четвертом году ее эксплуатации за счет предотвращенного ущерба от электротравматизма и пожаров.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ

1. Ерёмина Т.В. Выбор средств защиты от электротравматизма в быту сельского населения [Текст] / О.К. Никольский, А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Техника в сельском хозяйстве. - 1986. - №4. - С. 34-36.
2. Ерёмина Т.В. Основные направления развития комплексной системы вибробезопасности труда при использовании ручных машин ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2004. - №2. - С. 41-43.
3. Ерёмина Т.В. Интегральный метод оценки влияния производственных факторов на условия труда [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2005. - №3. - С. 48-50.
4. Ерёмина Т.В. Вероятность возникновения и развития вибротравматизма у рабочих виброопасных профессий [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2005. - №9. - С. 40-43.
5. Ерёмина Т.В. Повышение вибробезопасности ручных машин ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина М.С. Тимофеева // Безопасность труда в промышленности. - 2007. - №3. - С. 39-40.
6. Ерёмина Т.В. Снижение вибрации в пневматической ручной машине ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2007. - №5. - С. 21-23.
7. Ерёмина Т.В. Прогнозная оценка условий безопасности средств малой механизации [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2008. - №5. - С. 63-64.
8. Ерёмина Т.В. Эффективное средство виброзащиты для ручного молотка ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Безопасность труда в промышленности. - 2009. - №3. - С. 36-37.
9. Ерёмина Т.В. Оптимизация техногенной безопасности [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - №5. - С. 12-15.
10. Ерёмина Т.В. Оценка эффективности систем комплексной безопасности электроустановок низкого напряжения [Текст] / А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - №5. - С. 4-6.
11. Ерёмина Т.В. Обеспечение безопасности электроустановок: состояние и перспективы [Текст] / П.И. Семичевский, Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - №5. - С. 24-25.
12.   Ерёмина Т.В. Принципы построения системы безопасности сельских электроустановок [Текст] / Т.В. Ерёмина // Ползуновский вестник. - 2009. - №4. С. 40 - 44.
13.   Ерёмина Т.В. Проблемы и основные направления совершенствования системы защитного отключения в электроустановках зданий [Текст] / П.И. Семичевский,  Т.В. Ерёмина // Ползуновский вестник. - 2009. - №4. С. 45 - 50. 
14.   Ерёмина Т.В. Новый взгляд на техногенную безопасность в контексте теорий оптимизации и риска [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина, П.И. Семичевский // Ползуновский вестник. - 2009. - №4. С. 20 - 25. 
15. Ерёмина Т.В. Анализ электротравматизма в быту сельского населения [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.К. Никольский // Ползуновский вестник. - 2009. - №1 - 2. С. 238 - 241.
16. Ерёмина Т.В. Математическая модель электропоражения человека [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина // Вестник КрасГАУ. - 2010. - Вып.4. - С. 250-255.
17. Ерёмина Т.В. Требования к устройствам защитного отключения для электрических сетей до 1000 В с глухозаземленной нейтралью [Текст] / Т.В. Ерёмина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - №6. С. 11 - 14.
18. Ерёмина Т.В. Уровень электробезопасности ручной мобильной техники [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Е. Тыскинеева // Вестник ВСГТУ. - 2010. - Вып.2. - С. 117-120.
19. Ерёмина Т.В. Обеспечение эффективной защиты нестационарных электроустановок [Текст] / Т.В. Ерёмина, // Вестник ВСГТУ. - 2010. - Вып.3. - С. 121-124.
20. Ерёмина Т.В. Метод оптимизации системы безопасности сельских электроустановок [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.К. Никольский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Ц2010.-№ 9.СЕ
21. Ерёмина Т.В. Совершенствование безопасности средств малой механизации, используемых на объектах АПК [Текст] / Т.В. Ерёмина // Международный научный журнал. - 2010.-№ 4.СЕ
22. Ерёмина Т.В. Принципы оценки риска и остаточного ресурса электропроводки зданий и сооружений АПК [Текст] / О.К. Никольский, П.И. Семичевский,  Т.В. Ерёмина // Международный научный журнал. Ц2010.-№ 4.СЕ

Авторские свидетельства, патенты

23.  А. с. 1484240 СССР. Устройство для защитного отключения в сети переменного тока [Текст] / Дашин Г.К., Цыганков С.И., Недосеков В.Н., Порошенко А.Г., Панфилов С.Ф., Ерёмина Т.В.; заявитель Барнаул. - АлтПИ им. И.И. Ползунова. - 1989.

24. Пат. 34112 Российская Федерация. Пневматический инструмент ударного действия [Текст] / Ожогин А.П., Тимофеева И.Г., Ерёмина Т.В.; заявитель и патентообладатель Улан-Удэ. ВСГТУ. - 2003. - Бюл. № 33.

25. Пат. 79826 Российская Федерация. Электрический ручной молоток ударного действия [Текст] / Ерёмина Т.В., Тимофеева И.Г.; заявитель и патентообладатель Улан-Удэ. ВСГТУ. - 2009. - Бюл. № 2.

26. Пат. 88848 Российская Федерация. Трёхфазное переносное устройство защитного отключения [Текст] / Ерёмина Т.В.; заявитель и патентообладатель Улан-Удэ. ВСГТУ. - 2009. - Бюл. № 32.

Публикации в других изданиях

27. Ерёмина Т.В. Электробезопасность в быту сельского населения [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.К. Никольский // Пути и задачи электрификации сельского хозяйства: сб. материалов Всесоюзной науч. - практ. конф. - Барнаул: Изд-во АлтПИ, 1983. - С. 133-134.

28. Ерёмина Т.В. Устройство защиты бытовых потребителей в сельской местности [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.К. Никольский // Пути и задачи электрификации сельского хозяйства: сб. материалов Всесоюзной науч. - практ. конф. - Барнаул: Изд-во АлтПИ, 1983. - С. 106.

29. Ерёмина Т.В. Основные направления развития научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по электрификации сельского хозяйства в Алтайском крае [Текст] / О.К. Никольский, А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Сб. материалов региональной науч. - практ. конф. - Барнаул: Изд-во АлтПИ, 1985. - С. 24-25.

30. Ерёмина Т.В. К вопросу о выборе уставок тока срабатывания аппаратов защитного отключения для сельских бытовых потребителей [Текст] / Т.В. Ерёмина // Науч. - техн. бюл. СибИМЭ СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск: Изд-во СибИМЭ СО ВАСХНИЛ. 1988. - С. 40-44.

31. Ерёмина Т.В. Электропожарозащита [Текст] / А.А. Сошников, Т.В. Ерёмина // Сельский механизатор. - 1988. - № 10. - С. 18.

32. Ерёмина Т.В. Развитие теории и практики безопасности жизнедеятельности [Текст] / М.П. Маликов, Т.В. Ерёмина // Тезисы ХХХI науч. -  практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСТИ, 1992. - С. 179-182.

33. Ерёмина Т.В. Системный анализ безопасности жизнедеятельности [Текст] / М.П. Маликов, Т.В. Ерёмина // Тезисы ХХХI науч. -  практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСТИ, 1992. - С. 183-185.

34. Ерёмина Т.В. Обеспечение экологической безопасности в транспортном комплексе [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. Т.1; под ред. А.Б. Иметхенова. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1997. - С. 163-164.

35. Ерёмина Т.В. Оценка воздействия на окружающую среду промышленных предприятий [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.А. Перевалова // Сб. науч. тр. Т.1; под ред. А.Б. Иметхенова. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1997. - С. 168-170.

36. Ерёмина Т.В. Проблемы обеспечения безопасности жизнедеятельности в современном городе [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева // Сб. науч. тр.Вып.1; под ред. А.Б. Иметхенова. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 196-197.

37. Ерёмина Т.В. Проблемы устойчивого развития безопасности жизнедеятельности [Текст] / Т.В. Ерёмина, О.А. Перевалова // Сб. науч. тр. Вып.1; под ред. А.Б. Иметхенова. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 197-199.

38. Ерёмина Т.В. Концепция развития системы электробезопасности на промышленном предприятии [Текст] / Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. Вып.1; под ред. А.Б. Иметхенова. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 200-202.

39. Ерёмина Т.В. Вибрация - источник профессиональных заболеваний [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 115-117.

40. Ерёмина Т.В. Частотно-факторный метод анализа электротравматизма [Текст] / Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 202-205.

41. Ерёмина Т.В. Анализ факторов, характеризующих возникновение электротравматизма [Текст] / Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - С. 205-208.

42. Ерёмина Т.В. Обеспечение безопасных условий эксплуатации ручных электрических машин [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева // Проблемы механики современных машин: сб. материалов Межд. науч. - практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000. - С. 237-239.

43.  Ерёмина Т.В. Мониторинг безопасных технологических процессов с применением ручных электрических машин на промышленных предприятиях [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева // Проблемы механики современных машин: сб. материалов Межд. науч. - практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000. - С. 240-243.

44. Ерёмина Т.В. Основные принципы нормирования значений вибрации. Система человек и вибрационная болезнь [Текст] / А.П. Ожогин, И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2001. - С. 209-211.

45. Ерёмина Т.В. Применяемые средства и способы защиты ручных электрических машин [Текст] / Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2001. - С. 206-208.

46. Ерёмина Т.В. Система обеспечения безопасности труда при использовании ручных машин ударного действия [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Транспортные проблемы Сибирского региона: сб. науч. тр. - Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2003. - С. 84-86.

47. Ерёмина Т.В. Математическая модель планирования эксперимента при исследовании вибрации пневматического инструмента [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Транспортные проблемы Сибирского региона: сб. науч. тр. - Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2003. - С. 86-88.

48. Ерёмина Т.В. Модель системы обеспечения безопасности труда при использовании виброопасных технологий и оценка экономической эффективности мероприятий по охране труда [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Энергосберегающие и природоохранные технологии: сб. материалов II Межд. науч. - практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003. - С. 129-133.

49. Ерёмина Т.В. Определение влияния конструктивных параметров средств виброзащиты на уровень вибрации пневмоинструмента на основе теории вероятностей [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Энергосберегающие и природоохранные технологии: сб. материалов II Межд. науч. - практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003. - С. 134-136.

50. Ерёмина Т.В. Определение параметров условий труда лиц виброопасных профессий [Текст] / И.Г. Тимофеева, Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. - С. 163-165.

51. Ерёмина Т.В. Составляющие факторы математической модели системы электробезопасности ручных машин [Текст] / Т.В. Ерёмина // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. - С. 195-197.

52. Ерёмина Т.В. Некоторые проблемы в создании системы электробезопасности ручных машин, применяемых в сельском хозяйстве [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева, И.Е. Хулакшанова // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СОРАН, 2006. - С. 117-121.

53. Ерёмина Т.В. Определение уровня электробезопасности ручных электрических машин [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева, И.Е. Хулакшанова // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СОРАН, 2006. - С. 149-152.

54. Ерёмина Т.В. Мероприятия по совершенствованию безопасности ручных электрических машин [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СОРАН, 2008. - С. 134-137.

55. Ерёмина Т.В. Методы оптимизации системы электробезопасности ручных машин [Текст] / Т.В. Ерёмина, И.Г. Тимофеева // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СОРАН, 2008. - С. 137-140.

56. Ерёмина Т.В. Проблемы электрической и пожарной безопасности электроустановок инфраструктуры городов и населённых пунктов России [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина // Электроэнергетика в сельском хозяйстве: сб. материалов Межд. науч.-практ. конф. СО РАСНХ. - Новосибирск: Изд-во СО Россельхозакадемия, 2009. - С. 24-33.

57. Ерёмина Т.В. Методы анализа риска электротравматизма в электроустановках агропромышленного комплекса [Текст] / О.К. Никольский, Т.В. Ерёмина // Энерго- и ресурсосбережения. ХХI век: сб. материалов VII Межд. науч.-практ. интернет конф. 2009. - С. 145-155.

58. Ерёмина Т.В. Выбор критериев оптимизации при создании систем комплексной безопасности электроустановок низкого напряжения [Текст]/ А.А. Сошников, Т.В. Еремина//Вестник Алтайского научного центра Сибирской Академии наук высшей школы/2009- № 9.-С.86-90.

59. Ерёмина Т.В. Мониторинг состояния изоляции электроустановок до 1000 В с глухозаземленной нейтралью [Текст] / А.П. Дудин, Т.В. Ерёмина // Автоматизацiя технологiчних обТктiв та процесiв. Пошук молодих: збiрник наукових праць Х Мiжнародна науково-технiчна конференцiя аспiрантiв i студентiв; Донецький нацiональний технiчний унiверситет, м. Донецьк: Изд-во Дон НТУ, 2010 р. - С. 230-231.

60. Ерёмина Т.В. Проблемы и перспективы применения средств малой механизации и нестационарных электроустановок в инфраструктуре села [Текст] / Т.В. Ерёмина // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Тр. VII Межд. науч.-техн. конф. - М.: Изд-во. ВИЭСХ, 2010. - С. 373-378.

  61. Еремина Т.В. Разработка гибридного устройства защитного  отключения с электромеханическим преобразователем в системах электроснабжения / Т.В. Еремина, П.И. Семичевский // VIII Международная научно-практическая интернет-конференция Энерго- и ресурсосбережение - XXI век,  г. Орел, 01 марта по 30 июня 2010 г./ Секция 3. Энергоэффективность систем электроснабжения и направления их развития. 5 с. [Электронный ресурс]. - Электрон. Дан. - М., [2010]. - Режим доступа:  - Загл. с экрана.

62. Еремина Т.В. Контроль изоляции электроустановок до 1000 В / Т.В. Еремина, О.К. Никольский, П.И. Семичевский // VIII Международная научно-практическая интернет-конференция Энерго- и ресурсосбережение - XXI век,  г. Орел, 01 марта по 30 июня 2010 г./ Секция 6. Энерго - и ресурсосбережение в агропромышленном комплексе. 4 с. [Электронный ресурс]. - Электрон. Дан. - М., [2010]. - Режим доступа:  - Загл. с экрана.

Монография

63. Ерёмина Т.В. Вероятностный анализ безопасности сельских электроустановок / Т.В. Ерёмина. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2010. - 215с.

Учебник

64. Ерёмина Т.В. Основы электромагнитной совместимости [Текст]: учебник для вузов 2-е изд. перераб. /Р.Н. Карякин, Л.В. Куликова, О.К. Никольский, А.А. Сошников, Н.Т. Герцен, Т.В. Ерёмина, А.А. Зайцев / под. ред. Р.Н. Корякина - Гриф Минобрнауки РФ, - Барнаул, ОАО Алтайский дом печати, 2009. - 470с.

---

1         Программное обеспечение выполнено аспирантом С. Ф. Нефедовым

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по разное