Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния электропожаробезопасности на железнодорожных путевых машинах 10
1.1. Условия пожаро- и электробезопасности при эксплуатации систем электроснабжения путевых машин 10
1.2 Экспертное исследование факторов безопасности труда ври эксплуатации путевых машин 20
1.3 Влияние аварийных режимов в системах электроснабжения на электропожаробезопасность 29
Выводы до первой главе 38
2 Исследования условий труда операторов нефтезаводских печей и разработка технических решений по снижению уровня шума 39
2.1 Анализ условий труда операторов трубчатых печей Хабаровского НПЗ по шумобезопасности 39
2.2 Нормирование уровня звукового давления и приборы его контроля на НПЗ .41
2.3. Результаты экспериментальных исследований шумовых характеристик горелочных устройств на рабочих местах в зоне обслуживания (на примере Хабаровского НПЗ) 45
2.4 Результаты экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров и условий работы горелок на уровень создаваемого шума 46
2.4.1 Влияние вида сжигаемого топлива на уровень шума 46
2.4.2 Влияние конструктивного параметра крутки воздуха на уровень шума в зоне обслуживания 49
2.5 Разработка комплекса мероприятий по подавлению шума при эксплуатации горелок 50
2.5.1 Мероприятия по снижению шума в источнике возникновения 50
2.5.2 Мероприятия по снижению шума по пути распространения 52
2.5.3 Организационно-технические методы защиты от шума 53
Выводы по второй главе 55
3. Теоретические и экспериментальные исследования аварийных режимов в системах электроснабжении путевых машин 56
3.1. Системы распределения электрической энергии на путевых машинах и их параметры 56
3.2. Оценка систем электроснабжения путевых машин с точки зрения электробезопасности 63
3.3. Оценка пожаробезопасности систем электроснабжения путевых машин 73
3.4. Обоснование и разработка устройств электробезопасности 77
Выводы по третьей главе 92
4. Системы прогнозирования пожаробезопасности путевых машин 94
4.1 Построение математической модели последствий пожаров от электробо-дования на путевых машинах 94
4.2. Методика оценки последствий пожаров на путевых машинах от повреждения электрооборудования 103
4.3 Определение оптимальных сроков профилактических работ по обслуживанию электрооборудования 114
Выводы по четвертой главе 122
5 Экономическое обоснование рекомендуемых мероприятий по улучшению условий труда операторов железнодорожных путевых машин и нефтезаводских печей 124
5.1 Эффективность предложенных методов и средств предупреждений пожаров на путевых машинах 124
5.2. Методика определения экономической эффективности от рекомендуемых мероприятий 135
5.3. Оценка экономической эффективности от внедрения мероприятий по повышению пожаробезопасности путевых машин 142
5.4 Технико-экономическая оценка мероприятии по борьбе с шумом 146
Выводы по пятой главе 148
Общие выводы 149
Список использованной литературы
- Экспертное исследование факторов безопасности труда ври эксплуатации путевых машин
- Нормирование уровня звукового давления и приборы его контроля на НПЗ
- Оценка систем электроснабжения путевых машин с точки зрения электробезопасности
- Определение оптимальных сроков профилактических работ по обслуживанию электрооборудования
Введение к работе
Безопасность технологических процессов на производствах обеспечивается при точной оценке степени и характера отрицательного влияния опасных и вредных производственных факторов на здоровье работающих. Разработка и внедрение комплекса мер по их снижению или предотвращению является составной частью общей проблемы по улучшению условий труда операторов железнодорожных путевых машин и нефтезаводских печей на предприятиях транспорта и нефтегазового комплекса[1-6].
В настоящее время парк путевых машин на предприятиях железнодорожного транспорта пополняется с системами электроснабжения на напряжении 0,4 кВ трехфазного переменного тока промышленной частоты и до 0,6 кВ на постоянном токе. При этом вынужденная необходимость размещения большого количества элементов электрооборудования на металлических конструкциях (фермах, кронштейнах, рамах и т.п.) машин в пространстве, ограниченном габаритами подвижного состава, заставляет обращать особое внимание на обеспечение безопасности обслуживающего персонала.
За последние годы создано и внедрено более 50 типов различных путевых машин и механизмов, которые по своей эффективности не имеют аналогов в зарубежной практике. В настоящее время они оборудуются устройствами автоматики, электроники и вычислительной техники.
Учитывая указанные особенности, возникает необходимость в постоянном совершенствовании техники электрической и пожарной защиты.
Совершенствование техники электрической и пожарной защиты подтверждается и тем, что в настоящее время путевые машины старых выпусков модернизируются и насыщаются современным электрооборудованием, а состояние электрической безопасности и пожарной защиты их остается без изменений.
Рост парка путевых машин связан с увеличением его значения для экономики путевого хозяйства.
К сожалению, ущерб от пожаров связанный с выходом из строя оборудования
растет вместе с парком машин и важно его уменьшить. При этом недостаточно полно учитываются простои механизмов, людей, задержка грузовых и пассажирских поездов.
Статистический анализ причин пожаров на путевых машинах позволил установить, что наибольшее количество их за последние 21 год произошло из-за неисправностей в электрооборудовании систем электроснабжения на переменном токе несчастные случаи со смертельным исходом и крупные аварии произошли по этим причинам. Убытки от пожаров стоят на первом месте и составляют около 75%.
В настоящее время парк путевых машин пополняется в основном с электростанциями на переменном токе напряжением 0,4 кВ. Поэтому наибольший интерес и целесообразность представляет выяснение причин и условий возникновения пожаров и случаев поражения электрическим током при авариях именно этого класса машин.
Изучение причин пожаров на путевых машинах из-за повреждения электрооборудования показало, что особую опасность представляют пожары, вызванные утечками тока в электрических сетях с однополюсными замыканиями на корпус.
Известно, что прямые замыкания на корпус могут вызвать появление открытых коротких дуг, способных стать источником пожара.
Степень же опасности длительно развивающихся повреждений изоляции кабелей в сетях переменного тока до настоящего времени остается хотя, по данным около половины всех однофазных замыканий на корпус (землю) происходит через постепенно развивающиеся повреждения изоляции. Экспериментальные исследования, проведенные на путевых машинах ДВЖД, подтверждают высокую пожарную опасность и опасность поражения электрическим током этого вида замыканий.
Следовательно, проблема электропожаробезопасности при эксплуатации систем электроснабжении путевых машин тяжелого типа сохраняет свою
актуальность.
Вопросами исследования условий безопасности труда монтеров пути, работников звеносборочных баз, щебеночных заводов и карьеров, операторов путевых машин занимались отечественные ученые и специалисты О.Ф. Горнов, М.А. Шевандин, Ю.Г. Сибаров, А.Н. Бычков и другие.
Широкая электрификация путевых работ, проведенная за последние годы привела к значительной насыщенности электрооборудованием помещений путевых машин.
Это обстоятельство подтверждает необходимость проведения дополнительных
научно-исследовательских работ, направленных на повышение
электропожаробезопасности энергосистем путевых машин.
В соответствии с приказом МПС № 11 ц от 28 апреля 2000 года «О мерах по повышению пожарной безопасности на железнодорожном транспорте» основным направлением в борьбе с пожарами на подвижном составе является надлежащая и четкая организация пожарно-профилактической работы по ликвидации причин их возникновения.
Надлежащая пожарно-профилактическая работа на путевых машинах требует изучения причин, условий возникновения и развития пожаров. Это необходимо чтобы найти, разработать и внедрить наиболее эффективные средства и методы предупреждения пожаров, средства и способы своевременного обнаружения и ликвидации их в кратчайшие сроки.
Диссертация посвящена исследованию условий электрической и пожарной безопасности при эксплуатации систем электроснабжения путевых машин. Работа является частью исследований условий безопасности труда железнодорожников по программе содружества ДВГУПС - ДВЖД.
Другим важным аспектом диссертационной работы является исследование условий труда по шумобезопасности операторов нефтезаводских печей. В этой связи необходимо отметить, что в соответствии с действующим Федеральным Законом «Об основах охраны труда в Российской Федерации» №181-ФЗ от
17.07.99г. жестко установлены требования по нормированию производственного шума и регламентировано запрещение превышения нормативов предельно допустимых уровней его воздействия на работающих.[1] Достоверно установлено, что в нашей стране шумовая болезнь занимает третье место среди всех профессиональных заболеваний после виброболезни и пневмокониозов. Многочисленными исследованиями, в том числе и автором диссертации, определено, что при повышенном шуме снижается примерно на 30% работоспособность, теряется внимание оператора при работе и повышается уровень травматизма и профзаболеваний. Указанные обстоятельства вызывают необходимость расширения исследований по защите обслуживающего персонала печей нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) от воздействия шума, так как из-за сложности процесса горения механизм шумообразования до настоящего времени изучен недостаточно. Более того практически отсутствуют сведения о шумовых характеристиках действующих на НПЗ топливосжигающих устройств.
Не исследовано влияние вида и способа сжигаемого топлива, типа и конструкции горелки на уровень создаваемого шума.
В этих условиях решение вопросов безопасности труда и снижения роста числа профессиональных заболеваний на шумоопасных технологических процессах, является актуальной научной проблемой, принятой для решения в данном исследовании.
Идея работы - заключается в исследовании условий труда операторов путевых машин и нефтезаводских печей и в разработке эффективных мероприятий по защите обслуживающего персонала от воздействия опасных и вредных производственных факторов.
Цель работы - исследовать основные причины аварийности и травматизма на путевых машинах, источники повышенного шума при эксплуатации нефтезаводских печей и разработать мероприятия по профилактике производственного травматизма и профессиональных заболеваний.
Для реализации поставленной цели были определены и решены следующие
задачи:
Произвести комплексную оценку условий труда операторов путевых машин и нефтезаводских печей.
Разработать устройства контроля сопротивления изоляции в электрических сетях путевых машин, рациональные меры по обеспечению шумобезопасности эксплуатации нефтезаводских печей.
Установить причинно-следственные связи условий труда и оценить уровень безопасности труда работающих на путевых машинах и на нефтезаводских печах.
Оценить состояние профилактической работы по повышению безопасности труда при эксплуатации путевых машин с электроустановками на переменном токе напряжением 0,4 кВ и нефтезаводских печей.
5. Определить социально-экономическую эффективность меропри-ятий по
повышению безопасности систем электроснабжения путевых машин и
обеспечению шумобезопасности печей.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных задач положены: сбор, научная обработка и обобщение имеющихся материалов по эксплуатации электрооборудования на базе математического аппарата теории вероятностей, теории массового обслуживания, теории надежности и математической статистики.
НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ АВТОРОМ И ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Закономерности распределения аварий от электрооборудования на путевых машинах, влияющих на производственный травматизм.
Акустические методы подавления шума инжекционных горелок ГГМ-5 и дутьевых топливосжигающих устройств на Хабаровском НПЗ, позволяющих снизить уровень воздействия шума на работающих.
3. Математическая модель профилактики обслуживания электрооборудования
путевых машин, позволяющая установить оптимальные сроки ремонта и
совершенствовать технологический процесс их эксплуатации с цельб повышения
травмобезоласности.
4. Методика количественной оценки последствий аварий от
электрооборудования на путевых машинах, позволяющая выявить наиболее
опасные помещения и места установки различных элементов электроустановок с
точки зрения электробезопасности работающих
5. Методика вероятностной оценки ущерба при эксплуатации путевых машин
из-за повреждения электрооборудования, способствующая учитывать убытки от
аварий из-за потерь технологического времени для ремонта железнодорожного
пути.
Кафедрой "БЖД" ДВГУПС используются в учебном процессе методические указания по анализу аварийных режимов в системах электроснабжения путевых машин для дипломного проектирования по специальности СДМ, а также учебное пособие автора «Пожарная безопасность на железнодорожном транспорте».
Подтвержденный экономический эффект на одну машину от внедрения мероприятий по повышению безопасности обслуживания энергосистемы составляет около 30 тыс. руб в год в ценах 2002г.
Экспертное исследование факторов безопасности труда ври эксплуатации путевых машин
Для разработки мероприятий по повышению безопасности труда на путевых машинах с участием экспертов нами были выполнены[5]: 1. Выявлена совокупность факторов, оказывающих наибольшее влияние на опасность возникновения пожара и поражения электрическим током при эксплуатации систем электроснабжения путевых машин. 2. Выбраны три группы экспертов, достаточно компетентных в вопросах эксплуатации путевых машин. 3. Для обработки оценок влиятельности факторов была использована методика.
Для проведения экспертного исследования был составлен перечень опасных производственных факторов. 1 - климатические трудности; 2 - трудный период рабочего времени; 3 - отсутствие помещений для осмотра и ремонта путевых машин; 4 - недостатки административного руководства; 5 - низкий уровень трудовой и производственной дисциплины; 6 - недостаточная техническая оснащенность производственных предприятий. 7 - конструктивные недостатки средств защиты в системах электроснабжения путевых машин; 8 - отсутствие инструкции по проведению ремонтно-профилактических ра бот; 9 - напряженность и неритмичность производственного процесса. Эти факторы были сведены в экспертный лист, который предлагался специалистам путевого хозяйства, инспекторам и инструкторам по пожарно-технической части.
Для ранжирования факторов специалистами-экспертами были использованы следующие материалы: - результаты общественного смотра по охране труда; - результаты натурных обследований рабочих мест механиков путевых машин и их помощников; - опыт работы общественных инспекторов по охране труда, рабочих высокой квалификации, организаторов работ, представителей органов надзора; - документы служебного расследования несчастных случаев и пожаров на путевых машинах; - инструкции и правила пожарной безопасности, телеграммы и указания МПС, управления дороги и отделений; - научно-техническая литература, ГОСТы, правила пожарной безопасности и т.п. В ранжировании факторов участвовали: - технические инспекторы и инструкторы по пожарно-техничесиой части УВО МПС, ДВЖД, инженеры по охране труда дистанций пути и путевых механизированных станций различных железных дорог РФ; - механики путевых машин тяжелого типа и их помощники; - администрация путейских подразделений и инженерно-технические работники. Обработка данных экспертов во факторному анализу велась с помощью аппарата математической статистики.
Коэффициент конкордации вычислялся по формуле т (п - n) где dj- отклонения суммы рангов факторов от средней суммы; п - количество факторов; т- количество экспертов. Затем вычислялся статистический критерий % с (п -1) степенями свободы %2 =m(n-\)W Результаты общей ранжировки факторов экспертами всех трех групп приведены в табл. 1.3. и на диаграмме (см.рис.1.4.). Число экспертов m = 103; число факторов n = 9.
Из табл. 1.3. следует, средняя сумма рангов - 502, сумма квадратов отклонений от среднего Edf= 91768. Коэффициент конкордации W = 0,144. Оценка полученного коэффициента по критерию %2 = 118,7. Из таблиц [3.11] при числе степеней свободы 8 и 5% -го уровня значимости %2 = 15,5 118,7.
Гипотеза о наличии согласия 103 экспертов при ранжировании 9 факторов принимается. Для определения согласованности различных групп экспертов определялся коэффициент ранговой корреляции по формуле
Вычисленные величины р сравнивались с табличными значениями р005 . В нашем случае они составили pi 2= 0,47;pu= 0,47 ; р2,3 = 0,4.
Фактические значения р не существенно отличаются от табличных p0,os следовательно, согласованность мнений экспертных групп является достаточной для принятия суммарной ранжировки.
Диаграмма рангов. При суммарном ранжировании факторов всеми 103 экспертами на первом месте по влиятельности отказался фактор "конструктивные недостатки средств защиты в системах электроснабжения путевых машин", на втором месте -фактор "недостатки технической оснащенности производственных предприятий", да третьем месте - фактор "климатические трудности", на четвертом - "низкий уровень трудовой и производственной дисциплины", на пятом - "отсутствие помещений для осмотра и ремонта путевых машин", на шестом -"трудный период рабочего времени". По первому фактору первоочередные задачи должны состоять: - установка блокировочных средств на распределительные щиты, шкафы, пультов электроустановках путевых машин; - установка ватных устройств автоматического контроля сопротивления изолинии в электрических сетях на постоянном и переменном токе; - устранить недостатки в построении кабельных трасс и их защита от воздействий факторов окружающей среды
По второму фактору первоочередные задачи должны состоять: - комплектование запасными частями элементов электрооборудование путевых машин; определение оптимальных сроков профилактических работ по обслуживанию энергосистем; - комплектование производственных предприятии средствами для ремонта аппаратов зашиты и электродвигателей путевых машин.
По третьему фактору первоочередные задачи должны состоять: - обеспечение нормальной воздушной среды и микроклимата в помещениях путевых машин в соответствии с ССБТ ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"; - разработка устройств автоматического прогрева дизелей электростанций путевых машин в зимнее время.
Таковы мнения экспертов по трем наиболее влиятельным факторам. Для проведения экспертного исследования пожаробезопасности систем электроснабжения путевых машин был составлен перечень опасных производственных факторов. 1 - неблагоприятные метеорологические условия эксплуатации; 2 - неосторожное использование источника с открытым огнем для прогрева оборудования и освещения; 3 - высокие переходные сопротивления в местах соединения проводов и кабелей;
Нормирование уровня звукового давления и приборы его контроля на НПЗ
Результаты ранее проведенных авторами исследований показали, что при обслуживании технологических печей операторы подвергаются воздействию значительного по уровню шума. В связи с этим особо важным вопросом становится нормирование производственного шума, создаваемого работающими горелками, и его контроль.
Снижение шума на площадках трубчатых печей обусловлено решением двух взаимосвязанных задач, а именно уменьшением уровня шуме на рабочих местах и подавлением шума горелочных устройств и печей. В соответствии с этим производственный шум нормируют на двух уровнях: санитарно-гигиеническом и техническом, причем техническое нормирование имеет подчиненную функцию по отношению к санитарно-гигиеническому.
Санитарно-гигиеническое нормирование шума — это система ограничений характеристик шум& действующего на человека, основанная на данных физиологии труда, с точки зрения установления научно обоснованных предельно допустимых величин шума. Техническое нормирование шума представляет собой систему ограничений характеристик шума горелочных устройств, конечной целью которого является выполнение санитарно-гигиеничеоких норм. Необходимость в техническом нормировании обусловлена несоответствием условий испытаний горелок предприятиями - изготовителями реальным условиям эксплуатации форсунок или горелок на действующих НПЗ.
Устанавливаемые шумовые характеристики необходимо определять стандартными методами и измерять стандартными приборами, проверенными на стандартных установках. Основополагающим документом, устанавливающим допустимые уровни шуми на рабочих местах, общие требования к шумовым характеристикам машин и оборудования и к защите от шума является ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности". Согласно ГОСТ 12.1.003-83 уровень звукового давления, создаваемого горелкой на печном агрегате на расстояния одного метра от горелки, не должен превышать уровень 80 дБА. Уровни шума по частотам не должны превышать уровней звукового давления, приведенных в табл.2.2 , для рабочих мест в производственных помещениях и на территории предприятий согласно ГОСТ 12.1. 03-83 (Изменение № 1, введенное в действие с 1.07.89г.).
Допустимые уровни звукового давления на площадках обслуживания технологических печей НПЗ Вид трудовой деятельности, рабочие места Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Выполнение всех видов работ на территории предприятий 107 95 87 82 78 75 73 71 63
Параллельно Минздравом выпущены более жесткие "Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах" № 3223-85, которые рекомендованы к применению для всех проектных организаций и предприятий. Однако поскольку ГОСТ 12.1.003-83 н# отменен, в практической работе при борьбе с шумом на заводах отрасли продолжают руководствоваться, как правило, требованиями именно этого стандарта. Следует отметить, что в СН 3223-85 отражены принципы дифференцированного нормирования шума с учетом видов трудовой деятельности и представления о шуме, как о вредном факторе, неблагоприятное влияние которого зависит от характера выполняемой работы, напряженности и тяжести труда. В связи с этим в целях дальнейшего оздоровления условие труда операторов технологических установок (по обслуживанию трубчатых печей) при разработке отраслевой нормативной документации для нефтеперерабатывающих производств, должно быть предусмотрено уменьшение допустимых уровней звука для отдельных видов профессий с учетом категории тяжести и напряженности труда в соответствии СН 3223-85 (см.табл.2.3).
Базовым уровнем в этой таблице является уровень звука 80 дБА как практически безопасный и соответствует нулевому риску потери слуха по стандарту ИСО-1999-75. Графы с прочерками в таблице 6.2 относятся к случаям редко встречающихся сочетаний напряженного и очень напряженного труда с тяжелыми и очень тяжелыми, которых не должно быть в практике, учитывая необходимость оздоровления условий труда. Отметим также, что практическое применение санитарных норм будет сопряжено с определенными трудностями, так как по результатам исследований нормы по шумобезопасности пока еще не соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.003-83.
Оценка систем электроснабжения путевых машин с точки зрения электробезопасности
В системах электроснабжения путевых машин поражение человека электрическим током при двухполюсном касании токоведущях частей встречается крайне редко и не может определять их с точки зрения безопасности. Безопасность определяется главным образом однополюсными касаниями токоведущих частей, а также прикосновением к корпусам аппаратов и машин, случайно оказавшимся под напряжением. При одновременном недоброкачественно выполненном заземлении корпусов или отсутствии такового[37-41].
На первый взгляд система с изолированной нейтралью (при хорошем состоянии изоляций сети) обеспечивает безопасность в случае однополюсных касаний. Однако это условие удовлетворяется лишь тогда, когда протяженность электрической сети путевой машины невелика.
При наличии же в сети емкости влияние сопротивления изоляции системы на величину тока, проходящего через тело человека в момент его прикосновения к токоведущей части (или корпусу незаземленного аппарата), резко снижается[42-45].
Более того, если в системе с изолированной нейтралью (при отсутствии емкости) повышение сопротивления изоляции снижает величину тока, проходящего через тело человека, то при наличии емкости, превышающей определенное значение, величина тока не только не снижается, а наоборот, увеличивается.
Все эти вопросы достаточно подробно рассмотрены для различных электроустановок применительно к трехфазным трехпроводным сетям с изолированной и глухозаземленной нейтралью.
Для систем электроснабжения путевых машин, имеющие трехфазные четырехпроводные сети с изолированной нейтралью (ВПО-3000., ЭСО-3, ПРСМ и т.п.) вопросы электробезопасности изучены недостаточно. При этом для определения величины уставок защитно-отключающих устройств или устройств контроля изоляции необходимо рассмотреть опасность прикосновения при однофазной утечке (см.рис.3.3.). Этот аварийный режим является наиболее опасным с точки зрения электробезопасности.
Известно, что при глухом однофазном замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение неповрежденных фаз относительна земли возрастает до величины, равной линейному напряжению сети. Исключением является сеть с отходящими от источника воздушными и кабельными линиями, в которой однофазное замыкание на землю воздушной линии из-за ее значительной индуктивности может вызвать повышение напряжения между неповрежденными фазами и землей, значительно превышающее линейное напряжение сети.
Однако исследование явлений, происходящих в сети с изолированной нейтралью, имеющей емкость относительно земли, выполненной, например, лишь кабельными линиями, показывает, что в такой сети напряжение между одной из неповрежденных фаз и землей может несколько превысить линейное напряжение сети. Это может произойти не при глухом однофазном замыкании на землю, а при однофазной утечке значительного сопротивления.
В системах электроснабжения путевых машин на переменном токе напряжением 0,38 кВ отсутствуют защитно-отключающие устройства (имеются лишь опытные образцы устройств контроля изоляций). И в случае неотключенной однофазной утечка может возникнуть электротравма при прикосновении человека к одной из двух неповрежденных фаз сем. Наличие емкости сети относительно корпуса машины предопределяют неодинаковую опасность случайного прикосновения к каждой из двух неповрежденных фаз.
Из рис.3.5. видно, что напряжение опережающей фазы Uc-к при всех значениях к , больших нуля и меньших бесконечности, оказывавется более высоким, чем напряжение отстающей фазы UB-КГ. ПО этой причине степень опасности прикосновений к какой-либо из неповрежденных фаз В или С сети оказывается неодинаковой. Более опасный является случай прикосновения к опережающей фазе С сети, так как напряжение Uc-к, существовавшее между фазой С и корпусом путевой машины до прикосновения, было более высоким, чем напряжение UB-K между фазой В и корпусом.
Наибольшие необходимые величины уставки отключающего сопротивления Rcmux соответствующие им значения емкости С представлены в табл.3.2.
Поскольку наименее опасные условия прикосновения к неповрежденной фазе сети на путевых машинах не могут быть гарантированы (см.рис.3.6.), определение параметров устройств контроля изоляции и защитно-отключающих устройств при которых обеспечивается безопасность от длительных (неотключаемых) и кратковременных (отключаемых) токов утечки должно производиться исходя лишь из наиболее опасного случая возможного прикосновения человека к опережающей фазе.
Следовательно, для обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала на путевых машинах работа устройств безопасности должна быть обеспечена с уставками рекомендуемыми в табл.3.2. Кроме того дополнительным требованиям к конструкции устройств контроля изоляции электрических сетей путевых машин является возможность быстрейшего отыскания места повреждения.
Характеристика пожаробезопасности энергосистем путевых машин не имеет общепринятых критериев, так как изучена недостаточно.
Статистика, собранная нами по пожарам на путевых машинах от электрооборудования (см.п. 1.1.) показывает, что одной из основных причин загорания: являются повреждение проводов и кабелей. При этом на системы электроснабжения с изолированной нейтралью приходится, всего лишь около 8% всех пожаров.
Результаты экспертных сценок показывают, что при неисправности электрооборудования во многих случаях первоначальным источником пожара являются воспламенившиеся электроизоляционные материалы. В электрических машинах пожары в основном локальные. Исходя из этого ограничимся рассмотрением вопросов пожаробезопасности при однофазных замыканиях на корпус в сетях путевых машин с изолированной и глухозаземленной нейтралью генераторов.
Пожаробезопасность энергосистем характеризуется величиной энергии в месте замыкания.
Результаты экспериментальных исследовании пожароопасности однофазных замыканий на корпус путевых машин (см.рис.3.7.) доказывают, что достаточное для загорания различных материалов количество тепловой энергий может получиться при: прохождении тока однофазного замыкания через остаточное сопротивление поврежденного участка изоляции, слой горюче-смазочных материалов и т.п. имеющих малую проводимость;
Определение оптимальных сроков профилактических работ по обслуживанию электрооборудования
Построение математической модели последствий пожаров от электрооборудования на путевых машинах главным направлением в борьбе с пожарами на путевых машинах является надлежащая организация пожарно-профилактической работы по ликвидации причин их возникновения. Для этого необходимо проводить систематическое тщательное изучение и анализ причин пожаров. Такой анализ позволит найти наиболее эффективные средства и методы предупреждения, средства и способы своевременного обнаружения и ликвидации их в кратчайшие сроки[47-53].
Систематизированный анализ пожаров предусматривает исследование всех видов аварийных случаев, связанных с возникновением загораний на путевых машинах, их частоты, причин возникновения, характера протекании, последствий и позволяет: - выявить наиболее характерные пожары; - определить наиболее важные элементы электрооборудования, выход из строя которых приводит к той или ином аварии, относительную частоту отказов этих элементов; - оценить эффективность предусматриваемых защитных мероприятий; - наметить пути и составить перечни работ, направленных на повышение пожаробезопасности путевых машин; - получить информацию, необходимую для организации оптимальных сроков проведения ремонтно-профилактических работ по электрооборудованию, определения производственных мощностей и загрузки ремонтных предприятий на дороге; - более полно провести технико-экономическое обоснование проектных решений по разработке систем электроснабжения новых типов путевых машин.
Исходными данными для систематизированного анализа пожаров явились статистические сведения по опыту эксплуатации и испытаний путевых машин, а также оборудования подобного типа[54-68].
На основании результатов изучения данных о пожарах на путевых машинах за период с 1988 г. по 2001 г. была получена их вероятностная оценка. При этом можно считать, что характер пожаров отвечает следующим условиям;
во-первых, вероятность возникновения пожаров на путевых машинах можно рассматривать как поток событий, обладающий свойствами неизвестного вероятностного режима для всех промежутков времени одинаковой длительности, т.е. свойствами однородности процесса;
во-вторых, количество возникающих пожаров Xi представляет собой случайные и независимые друг от друга величины, т.е. поток событий не имеет последействия;
в-третьих, вероятность попадания двух или более событий (пожаров) на малый участок времени весьма мала по сравнению с вероятностью попадания одной величины события, т.е, совмещение двух или более событий на очень малом промежутке времени невозможно (свойство ординарности);
в-четвертых, вероятность возникновения определенного числа пожаров в очень малом промежутке времени приближенно пропорциональна величине этого промежутка с точностью до бесконечно малых более высокого порядка;
в-пятых, поток событий (пожаров) рассматривается как результат рекуррентного потока, т.е. можно считать, что в момент каждого события процесс начинается заново и не зависит от характера процесса в прошлом.
Стохастический процесс возникновения пожаров, соответствующий таким особенностям, описывается законом Пуассона, время между ними описывается показательным законом. В результате обработки данных о пожарах на путевых машинах было найдено распределение вероятности их по количеству возникновения, которое описывается выражением (см. табл. П.4.1-П4.3) Ю. V
В силу рекуррентности этого потока вероятность возникновения пожаров на путевых машинах из-за аварий и повреждений электрооборудования определяется как =(03373f е_о,зз7з (42) Распределение времени между пожарами на путевых машинах от электрооборудования имеет вид P(t) = 0,0\e OU (43)
На основании результатов проведенных исследований (4.1) - (4.3) можно считать, что пожары на путевых машинах являются пуассоновсим потоком с одним каналом обслуживания. И, следовательно, к нему можно применить основные теоремы теории массового обслуживания о просеивании и суперпозиции (наложении) потоков. При этом полученные значения математического ожидания (M[t]= 0,01) и интенсивности загорания от электрооборудования являются общими для всех помещений на путевых машинах.
Возникает задача - дать количественную оценку последствий пожаров на путевых машинах от электрооборудования по различным помещениям. Это позволит учесть влияния последствий этих событий (пожаров) на работоспобность электроэнергетических систем и других технических средств машин, а также на затраты времени и средств на ликвидацию последствий этих событий.
Количественная оценка последствий пожаров на путевых машинах от электрооборудования по различным помещениям должна быть составной частью технико-экономического обоснования проектных решении по систем электроснабжении.
