В ЮУрГУ создано уникальное устройство, предохраняющее людей от поражения электрическим током

 

Обрыв нулевого провода в сети 0,4 кВ может привести к поражению человека электрическим током. Кроме того, в таких случаях высока опасность возникновения пожаров. Ученые Южно-Уральского государственного университета нашли способ предотвратить отрицательные последствия обрыва нулевого провода.

Работа в данном направлении ведется на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» Политехнического института ЮУрГУ более 20 лет, и в настоящее время достигнуты неплохие результаты. Сегодня система контроля непрерывности нулевого провода находится в опытной эксплуатации. В ноябре 2017 года будет осуществлен анализ результатов работы данной системы.

«Изначально все опыты проводились в селе Миасское, а теперь в поселке Мирный Красноармейского района, установлены 24 комплекта защиты от обрыва фазных и нулевого защитного проводов. Идет накопление статистического материала. Пока система нас не подводит, — рассказывает Александр Сидоров, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» Политехнического института ЮУрГУ.

Разработанная система в первую очередь прошла проверку в лабораторных условиях на физической модели, затем — в опытной электрической сети.

После этого была начата эксплуатация устройства в селе Миасское.

По результатам опытно-промышленной эксплуатации будет решаться вопрос о широком внедрении системы защиты от обрыва фазного и нулевого проводов.

«Особенность данной системы в том, что она страхует защиту, которая может не сработать в голове линии, например, при схлестывании проводов. Ветер поднялся, провода раскачались, и фаза С соединилась с нулевым проводом. Это называется схлестыванием проводов. Возникает однофазное короткое замыкание, но в протяженных линиях в голове защита не срабатывает. А наше устройство это чувствует и за определенное время оно сообщает диспетчеру электрической сети о том, что произошло. Хорошо, если после схлестывания провода разошлись. Иногда они плавятся и возникает замыкание, что становится предпосылкой пожара или возникновения электроопасной ситуации. Вот что еще решает наша система», ― объясняет Александр Иванович.

В настоящее время в мире нет аналогов данной системы. Ее особенность в том, что она не требует дополнительных устройств. В обязательном порядке ведется учет электроэнергии. Счетчики определяют изменение режимных параметров, и информация об этом поступает в голову линии и диспетчеру. В этом принципиальное отличие устройства. Ученый также подчеркивает, что результаты разработок обеспечивают безопасность человеческой жизни.

«Ежегодно в стране значительное число людей погибает в сетях 0.4 кВ. Наиболее часто это случается, когда происходит обрыв фазного провода и он падает на землю. Если бы была защита, люди остались бы живы. Отключение происходит в течение нескольких секунд, и вероятность того, что кто-то успеет попасть под напряжение, очень мала. Для защиты персонала нами разработан прибор индивидуального учета уровня воздействия электрического поля промышленной частоты на организм человека».

Сейчас данное направление активно развивается. Аналогичная задача решается нашим коллективом (кафедры СЭС и БЖД) для распределительных сетей 6—10 кВ.

«Если взять суммарную протяженность распределительных сетей по Российской Федерации, получится около 1 миллиона километров. Соответственно, при такой длине вероятность обрыва достаточно велика. Линии 6—10 кВ часто идут вдоль сельской дороги, по которой движется сельхозтехника в период уборочных и посевных работ. Если такая машина нечаянно заденет опору, то она резко сместится, и один из фазных проводов может оборваться. Сейчас мы решаем задачу определения по режимным параметрам наличия обрыва фазного провода и места обрыва. Эти линии уходят от питающего узла на 6—10 и более километров. Если поступила заявка о том, что произошел обрыв на определенной линии, важно двигаться медленно и наблюдать, потому что это не всегда заметно. Пока работа в этом направлении идет достаточно успешно. Уже можем говорить о том, что этот случай произошел, допустим, между 21-ой и 22-ой опорами. До 20-ой опоры можно ехать на той скорости, которую позволяет дорога, и уже дальше определять место обрыва и принимать соответствующие меры», — рассказывает профессор Сидоров.

В настоящее время интерес к разработкам проявляет компания ПАО «Россети».

Еще одним успешным направлением является исследование электромагнитных полей промышленной частоты.

«Большая работа проделана в данной области, — отмечает Александр Иванович. — При передаче большого объема электрической энергии надо использовать линии соответствующего напряжения. Это линии напряжением 330 кВ и выше, так называемые межсистемные электрические сети. При эксплуатации этих сетей вокруг них и на соответствующих подстанциях возникает мощное электрическое поле, напряженность которого составляет 10 и более кВ/м. Мы исследовали распределение электрических полей, разработали методику составления карт напряженности электрического поля, которая внедрена в ФСК ЕЭС «МЭС Урала» («Магистральные электрические сети Урала»). По этой методике сделано порядка 40 карт распределения напряженности электрического поля на открытых распредустройствах». 

Карты распределения напряженности электрического поля (50Гц) на ОРУ

Традиционная

По разработанной методике

Кроме того, в рамках кафедрой было проведено исследование эффективности и безопасности для здоровья светодиодных источников света. В результате была создана экспериментальная осветительная установка, состоящая из светодиодных источников, позволяющая создавать освещенность от 100 до 1000 лк с цветовой температурой от 3000К до 6500К.

Экспериментальная осветительная установка из светодиодных источников

Техническое оснащение кафедры позволяет проводить прикладные научные исследования, направленные на совершенствование технологии огнеупорных периклазовых материалов на основе углеродсодержащих связующих, обеспечение пожарной безопасности металлургических предприятий за счет повышения степени очистки поверхности воды от нефтепродуктов путем использования нефтесборщиков и электрофлотаторов, снижение горючести теплоизоляционных пенополистирольных материалов методом поверхностной и объемной пропитки растворами неорганических веществ, снижение пожарной опасности взрывопожароопасных производств ферросплавов и агломерата.

Планируется исследование пожароопасности сточных вод, содержащих такие вещества, как машинные масла, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) и другие виды нефтепродуктов, широко применяемые в промышленности и в значительных количествах попадающие в очистные сооружения предприятий.

В заключение Александр Сидоров рассказал о том, в каком направлении будут осуществляться исследования в ближайшем будущем. Ученый считает необходимым продолжить работу с определением наличия обрыва и его расположения. Система контроля изоляции — это то, что повысит надежность электроснабжения, электро- и пожаробезопасность.

 

Виктория Матвейчук; фото: Виктория Матвейчук
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.