Автореферат
Актуальность темы
По данным МакНИИ и ДонНТУ несчастные случаи, связанные с поражением людей электрическим током на участках угольных шахт Украины составляет 4% от общего количества смертельных случаев на горных предприятиях. За период с 1991-1998гг. электротравматизм наблюдался в основном 73,5% в установках до 1000В.[1]
На сегодняшний день остается актуальной задача по оценке степени опасности тока, протекающего через тело человека при случайном касании им проводника находящегося под напряжением.
Сложность этой задачи связана с тем, что ток протекающий через тело человека оказавшегося под напряжением, изменяется не только по амплитуде, но и по частоте. Это явление обусловлено реакцией накопителей энергии на работу коммутирующих аппаратов сети, инерцией электродвигателей, которые продолжают генерировать ЭДС после аварийного отключения, нарушением условий компенсации при изменении частоты вращения двигателей в режиме выбега, а также, протекающего через тело человека вследствие нелинейности управляемого компенсирующего дросселя. [2]
Поэтому предварительная оценка тяжести поражения человека электрическим током является актуальной научной задачей.
Цель работы
Определить эквивалентное (среднеквадратичное за время действия) значения тока протекающего через тело человека и количества поглащенной им электромагнитной энергии, за время действия аварийной ситуации.
Для достижения поставленной цели необходимо разработать математическую модель системы «участковая сеть – человек».
Научная новизна
Получена расчетная осцилограмма мгновенного i(t), эквивалентного Iэкв(t) значения тока протекающего через тело человека в аварийной ситуации, а также количества поглащенной электромагнитной энергии Qe(t) для трех этапов аварийной ситуации.
Практическая ценность работы
Разработана методика, которая позволяет по известным параметрам элетрооборудования и сопротивлению тела человека, дать предварительную количественную оценку степени опасности участковой системы электроснабжения ( до 1000В) с изолированной нейтралью для человека случайно оказавшегося под фазным напряжением,путем определения эквивалентного тока, протекающего через его тело и количества поглащенной им при этом электромагнитной энергии.
Содержание работы
Целью исследования является оценивание возможности снижения эквивалентного значения тока утечки и уменьшения
динамических перенапряжений при возникновении однофазной утечки в шахтной участковой сети.
Схема электроснабжения участка с емкостным (а) и индуктивным (б) фильтрами нулевой последовательности
Решаемые задачи:
1. Исследуемую сеть (рис.б) описать системой дифференциальных уравнений для режима однофазной утечки.
2. Разработать математическую модель сети в динамике путем приведения полученной системы уравнений к нормальной форме (форма Коши) для минимально необходимого количества переменных состояния.
3. Для получения модели работать в Mathcad - или MATLAB - программу, в кототой предусмотреть графический вывод тока утечки i(t) (мгновенное значение),
его эквивалентного (среднеквадратичного) значения Iэкв(t), количества энергии тока утечки Q(t) на сопротивлении Rh=1кОм, а также мгновенные значения напряжения на тех участках, где возможны динамические перенапряжения.
4. Программу отладить и скоректировать на известных, хорошо изученных и описанных в литературе режимах или примерах.
5. Используя математическую модель и ее отлаженную Mathcad - программу, спланировать и выполнить исследования:
5.1. Зависимостей i(t), Iэкв(t), Q(t) при индуктивности дросселя L/Lo=0.8, 0.9, 1.1, 1.2 в интервале 0 < t < 0.2с и базовых значениях остальных параметров (Lo - значение индуктивности, соответствующее резонансу токов). Сделать выводы о влиянии индуктивности дросселя на интегральные показатели.
5.2. Значение энергетического показателя Q(t) зафиксировать отдельно для переходного Qпп и установившегося Qуст режимов. Исследовать зависимость этих величин от индуктивности дросселя.
5.3. Зависимость интегральных параметров Iэкв(t), Q(t)от различных значений:
5.3.1. емкости сети (рекомендуемый интервал С=0,4...1,2мкФ/фазу);
5.3.2. индуктивности фильтра нулевой последовательности Lf=1..5Гн;
5.3.3. емкости разделительного конденсатора Ср=2...10мкФ;
5.3.4. сопротивления изоляции "фаза - земля" R=50...150кОм;
5.3.5. начальной фазы F питающего напряжения в момент коммутации (в пределах 0 < F < 180 grad).
5.3.6. исследования по п.5.3.1...5.3.5 выполнить для L/Lo=0.8, 1.0, 1.2
5.4. Исследования по п.5.1 и 5.3 повторить для напряжений тех звеньев, где, предположительно, возможны динамические перенапряжения.
6. Опираясь на совокупность полученных данных:
6.1. Установить интервал значений параметров, при которых интегральные показатели Iэкв(t), Q(t) минимизируются.
6.2. Определить участки или звенья сети, где возникли динамические перенапряжения. Установить границы этих перенапряжений.
6.3. Дать рекомендации по эксплуатации сети с учетом результатов выполненных исследований.
подставляя параметры в программу, смотрим изменения.
Литература
1. Ковалев А.П.,Журавель Е.А.,Товстик Ю.В. «О нормировании риска поражения человека электрическим током при эксплуатации установок». Уголь Украины, февраль - март 2002г. с.60-61.
2. Черноус Е.В., Ковалев А.П.,Черноус В.П. «Об оценке электробезопасности сети с изолированной нейтралью». Электричество №5,2006г. с.59-62.
|
