Системы техногенной безопасности электроустановок до 1000 В (1700,00 руб.)

Стр.3

Стр.322

Стр.323

Стр.324

УДК 66.013.6:351.78 ББК 31.280.1-08н6 Н64 Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова Рецензенты: Печатается по решению редакционно-издательского совета заведующий кафедрой электрооборудования и энергосбережения Орловского государственного университета; Багаев А. А., доктор технических наук, профессор, Качанов В. Н., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электрификации сельского хозяйства Алтайского государственного аграрного университета Никольский, О. К. Н64 Системы техногенной безопасности электроустановок до 1000 В : монография / О. К. Никольский, Т. М. Халина, Л. В. Куликова ; под общ. ред. заслуженного деятеля науки и техники РФ, проф. О. К. Никольского. — Москва : Директ-Медиа, 2023. — 324 с. ISBN 978-5-4499-3916-6 Монография состоит из трех разделов. В первом разделе рассматриваются общие вопросы безопасности электроустановок, включающие анализ опасности электропоражения и действия электрического тока на организм человека и животного. Второй раздел посвящен средствам электрической защиты в электроустановках 380/220 В и методам их расчета. В третьем разделе излагаются новые (авторские) концепции теории техногенной безопасности электроустановок: методология системного анализа безопасности, оценки и управления рисков человеко-машинных систем, математические модели динамических систем, методы многокритериальной оптимизации. Монография предназначена для научно-технических работников и надзорных органов, бакалавров, магистрантов и аспирантов. УДК 66.013.6:351.78 ББК 31.280.1-08н6 ISBN 978-5-4499-3916-6 © Никольский О. К., Халина Т. М., Куликова Л. В., текст, 2023 © Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2023

Стр.3

Оглавление Введение .......................................................................................................................... 3 Раздел первый. Общие вопросы техногенной безопасности электроустановок ........................................................................................................... 7 Глава 1. Анализ опасности поражения человека электрическим током ................... 7 1.1. Классификация электроустановок и анализ возникновения травмоопасных ситуаций ...................................................................................... 7 1.2. Условия поражения человека электрическим током ................................... 10 1.2.1. Анализ условий поражения человека при работе на электроустановках переменного тока ....................................................... 11 1.2.2. Анализ условий поражения человека при работе на электроустановках постоянного тока ....................................................... 17 1.3. Режимы нейтрали электроустановок ........................................................... 21 1.4. Напряжения прикосновения и шага ............................................................. 29 Глава 2. Действие электрического тока на организм человека и животного .......... 35 2.1. Виды и характеристика электропоражений ................................................. 35 2.2. Электрическое сопротивление тела человека и его параметры................... 38 2.3. Факторы, определяющий тяжесть и исход электротравмы (критерии состояния электробезопасности) ....................................................... 51 2.4. Действие электрического тока на сельскохозяйственных животных.......... 59 Раздел второй. Защитные устройства в электроустановках ................................... 70 Глава 3. Изоляция электроустановок ....................................................................... 70 3.1. Общие сведения об изоляции ....................................................................... 70 3.2. Характеристика требований к изоляции в действующих правилах ............ 74 3.3. Контроль состояния изоляции в электроустановках до 1000 В................... 78 Глава 4. Защитное заземление .................................................................................. 83 4.1. Назначение и устройство защитного заземления ........................................ 83 4.2. Нормирование сопротивлений заземлений, растекание электрического тока с заземлителей и определение параметров электрической структуры грунта ........................................................................ 85 4.3. Расчет заземлений ........................................................................................ 97 4.3.1. Основные положения ........................................................................... 97 4.3.2. Расчет простых заземлителей .............................................................. 98 4.3.3. Расчет сложных заземлителей ........................................................... 101 4.4. Измерение сопротивления заземляющих устройств ................................. 108 Глава 5. Зануление .................................................................................................. 112 5.1. Назначение и механизм защиты ................................................................. 112 5.2. Расчет зануления в однофазных цепях ...................................................... 118 5.3. Расчет зануления в трехфазных электроустановках .................................. 127 5.4. Расчет напряжений прикосновения ........................................................... 133 Глава 6. Защитное отключение .............................................................................. 141 6.1. Назначение и область применения............................................................. 141 321

Стр.322

6.2. Требования к устройствам защитного отключения ................................... 145 6.3. Основные принципы построения схем защитного отключения ................ 149 6.4. Историческая справка и современное состояние работ в области защитного отключения по току утечки ............................................................. 152 Глава 7. Другие защитные устройства ................................................................... 156 7.1. Система малых напряжений ....................................................................... 156 7.2. Понижающие трансформаторы .................................................................. 156 7.3. Разделяющие трансформаторы................................................................... 160 7.4. Изолирующие элементы, выравнивание электрических потенциалов и двойная изоляция............................................................................................ 160 Раздел третий. Новые концепции теории техногенной безопасности электроустановок ....................................................................................................... 163 Глава 8. Методологические основы системного анализа безопасности электроустановок .................................................................................................... 163 8.1. Функционально-морфологическое описание системы «человек — электроустановка — среда» .......................................................... 163 8.2. Концепция техногенного риска и основы выбора его приемлемого уровня .................................................................................... 168 8.3. Показатели эффективности функционирования системы безопасности электроустановок ........................................................................ 175 8.4. Методы анализа техногенного риска электроустановок ............................ 179 8.4.1. Алгоритмы построения диаграмм типа «дерево» .............................. 179 8.4.2. Частотный анализ техногенного риска .............................................. 183 8.4.3. Качественный анализ моделей типа «дерево» ................................... 184 8.4.4. Количественный анализ диаграмм типа «дерево» ............................. 187 8.5. Обоснование структуры информационного обеспечения системы техногенной безопасности электроустановки .................................................. 191 8.6. Модели прогнозирования техногенного риска и оценки остаточного ресурса .......................................................................................... 196 Глава 9. Методы оценки и управления техногенными рисками опасности электроустановок .................................................................................................... 201 9.1. Основные понятия и энергоэнтропийная концепция техногенной безопасности электроустановок ........................................................................ 201 9.2. Анализ современных методов оценки и моделирования техногенных рисков опасности электроустановок ................................................................. 205 9.3. Классификация техногенных рисков и интегральный риск ЧМС «Ч–Э-С» .................................................................................................... 211 9.4. Анализ ущербов от техногенных рисков в электроустановках ................. 218 9.5. Алгоритм оценки и анализа интегрального риска электроустановок объекта ................................................................................. 228 9.5.1. Методология и структурная схема анализа риска ............................. 228 9.5.2. Лингвистические оценки интегрального риска ................................. 232 9.6. Основные принципы управления и прогнозирования техногенных рисков электроустановок .................................................................................. 238 9.6.1. Методические основы принятия решений в области менеджмента техногенных рисков ..................................................................................... 238 9.6.2. Сценарная модель развития рисков ................................................... 243 322

Стр.323

Глава 10. Методы моделирования опасных техногенных ситуаций в электроустановках ............................................................................................... 247 10.1. Постановка задачи .................................................................................... 247 10.2. Системное исследование безопасности электроустановок...................... 247 10.3. Модель функционирования человеко-машинной системы «Ч-Э-С» и показатели эффективности ............................................................................ 252 10.4. Балльно-лингвистическая оценка рисков компонентов человеко-машинной системы (Ч-Э-С) .............................................................. 259 10.4.1. Человеческий фактор (персонал) ..................................................... 259 10.4.2. Электроустановка, система электроснабжения (общего назначения) .................................................................................... 261 10.4.3. Среда................................................................................................. 262 10.5. Основные принципы построения имитационной модели ........................ 266 10.6. Экспертная система диагностики технического состояния электроустановок .............................................................................................. 269 10.6.1. Теоретическое обоснование метода нечетких множеств построения экспертной системы ................................................................. 269 10.6.2. Формирование процедуры экспертной оценки для создания базы знаний .................................................................................................. 271 10.6.3. Логико-лингвистические модели возникновения техногенных рисков ..................................................................................... 276 10.7. Описание программного обеспечения и результата расчета рисков ....... 282 Глава 11. Математические модели рисков опасности электроустановок на основе аппарата темпоральных логик ............................................................... 283 11.1. Анализ методов и инструментов поддержки принятия решений по управлению техногенными рисками динамической человеко-машинной системы «Ч-Э-С»............................................................................................... 283 11.1.1. Методы нечеткого логического вывода ........................................... 283 11.1.2. Анализ подходов к представлению времени в задачах моделирования и оценке техногенных рисков ............................................ 292 11.2. Математическая модель для оценки и управления техногенными рисками ЧМС «Ч-Э-С» на основе темпоральной логики......... 298 11.2.1. Метод построения нечетко-темпоральных высказываний для описания нечетко-динамических особенностей техногенных рисков ..................................................................................... 298 11.2.2. Метод вычисления значений истинности нечетко-темпоральных высказываний ........................................................ 299 11.2.3. Алгоритм нечетко-темпорального вывода для оценки и управления техногенными рисками ......................................................... 302 11.3. Программное обеспечение и практическая реализация нечетко-темпоральной модели техногенных рисков ЧМС «Ч-Э-С»................ 305 11.3.1. Модульная структура программного обеспечения .......................... 305 11.3.2. Пример практического использования разработанных программных средств .................................................................................. 311 Заключение ................................................................................................................. 316 Литература ................................................................................................................. 317

Стр.324