Моделирование рисков опасности от состояния

УДК 696.6.001.5:004.42
МОДЕЛИРОВАНИЕ РИСКОВ ОПАСНОСТИ ОТ СОСТОЯНИЯ
ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ЗДАНИЙ
Воробьев Н.П., Гончаренко Г.А.
Россия, г. Барнаул, АлтГТУ
Рыжикова Е.Ю.
Россия, г. Орел, ГУ «ОрелРЦЭ»
Рассмотрена разработка метода оценки риска от аварий в электропроводках зданий и
сооружений на основе экспертного заключения и технического (инструментального)
обследования каждого здания.
Working out of a method of an estimation of risk from failures in electroconductings of
buildings and constructions on the basis of the expert judgement and technical (tool)
inspection of each building is considered.
Надежность функционирования электропроводки в зданиях и сооружениях в
значительной степени зависит от ее технического состояния. В процессе эксплуатации
в результате воздействия различных факторов, режимов и условий работы исходное
техническое состояние электропроводки непрерывно ухудшается, возрастает
вероятность возникновения замыканий и пожаров. Статистические данные по пожарам
свидетельствуют о том, что одной из основных причин их возникновения являются
неисправности электропроводки. При этом возникает необходимость оценки рисков
опасности от состояния электропроводки зданий. Работ, посвященных методам оценки
рисков опасности от состояния электропроводки зданий, нами не обнаружено. Известен
алгоритм оценки рисков в системах электроснабжения городов по работе [1], который
является чрезвычайно трудоемким, занимает много времени и сил и для реальных
систем электроснабжения зданий и сооружений практически не реализуем. Таким
образом, необходимо разработка менее трудоемкой методики.
Нами предлагается следующая последовательность действий при оценке рисков
опасности от состояния электропроводки зданий.
Например, в 2002 году в России из-за неправильной эксплуатации
электротехнических изделий:
- было 50220 пожаров (19,3% от общего количества пожаров), из них, 30911
пожаров из-за электропроводных изделий (кабель-провод);
- материальный ущерб из-за нарушений ПУЭ электрооборудования составил
свыше 1 миллиарда 23 миллионов рублей, в том числе из-за электротехнических
изделий 982 миллиона рублей (28,3% от общего ущерба при пожарах);
- погибло 2795 человек (14% от числа всех погибших при пожарах);
- травмировано 2018 человек (13,9% от общего числа людей, получивших
травмы при пожарах). [2]
Необходимо отметить, что приведенный материальный ущерб является прямым,
то есть учитывает только стоимость сгоревших кабелей, помещений, имущества и не
учитывает косвенный ущерб от недовыпущенной продукции, перерывы
электроснабжения, недоотпуск электроэнергии, выплаты семьям погибших и расходы
на лечение травмированных людей. Эти потери очень часто существенно (в 5–8 раз)
превышают прямой ущерб. [3]
Взяв за основу данные 2002 года, можно вычислить средний ущерб от одного
пожара, разделив причиненный от пожаров ущерб на количество пожаров:
1023000000руб./50220 = 20370 руб.
На рисунке 1 представлена, предложенная нами структурная схема оценки
риска в электропроводке 0,4 кВ в зданиях и сооружениях. Функционально она состоит
из системы нечеткой логики для определения ожидаемой вероятности ущерба в
электропроводке 0,4 кВ, реализованной в FuzzyLogic пакета Matlab, в которую входят
блоки N; Х1-X11; Y1; Y2; Q.
Риск получения ущерба от
аварий в электропроводках
0,4 кВ (в рублях)
Оценка среднего ущерба от
аварий в ЭП 0,4 кВ в
здании/сооружении
Блок перемножения
Ожидаемая вероятность
ущерба в ЭП 0,4 кВ
Q
Y4
Y1
X1
N
X2
X3
N
N
Y2
X4
N
X5
N
X6
N
Y3
X7
N
X8
X9
X10
X11
N
Ненормализованные значения влияющих факторов
N – нормализатор; Х1 - вычисление ожидаемого тока короткого замыкания (при
Рисунок 1 – Структурная
оценки
в электропроводке
0,4 кВ
автоматическом распознании
и выборе схема
фазного
илириска
междуфазного
напряжения);
X2 измерение целостности цепей, используя
испытательный
ток
7
или
200
мА;
X3
в зданиях и сооружениях
измерение сопротивления изоляции цепей "фаза-ноль" и "фаза-фаза"; X4 - измерение
сопротивления цепи "фаза - защитный проводник PE"; X5 - коэффициент значимости
суммарного сопротивления контактов в общем суммарном сопротивлении линии;
X6 - измерение сопротивления соединений заземлителей с заземляемыми
элементами и устройствами выравнивания потенциалов; X7 - измерение сопротивления
контактных соединений; X8 - проверка параметров устройства защитного отключения;
X9 - качество изоляции по показателю коэффициента поляризации; X10 - качество
изоляции по коэффициенту абсорбции; X11 - интегральное функциональное состояние
электропроводки; Y1, Y2, Y3 - промежуточные корни дерева; Q - корень дерева –
ожидаемая вероятность ущерба в электропроводке 0,4 кВ
Рисунок 1 – Структурная схема оценки риска в электропроводке 0,4 кВ
в зданиях и сооружениях
Нами предложено вычислять коэффициент значимости (X5 по рисунку 1)
суммарного сопротивления контактов в общем суммарном сопротивлении линии по
формуле:
∑ 𝑅кон
𝑘знач = ∑ 𝑅 +∑
,
(1)
𝑅
лин
кон
где
Rкон – сопротивление отдельного контактного соединения в линии,
Rлин – сопротивление одного участка линии.
X11 - интегральное функциональное состояние электропроводки основано на
функционально-конструкционной декомпозиции и агрегировании состояния элементов
электрической проводки [4], то есть на результатах ее визуального осмотра.
В блоке Q формируется ожидаемая вероятность ущерба в электропроводке 0,4
кВ в интервале от 0 до 2 (стандартный интервал от 0 до 1 приводится нами к интервалу
от 0 до 2 с целью оценки рисков опасности от состояния электропроводки зданий в
диапазоне +/- 100% от среднего ущерба от аварий в электропроводке 0,4 кВ, а при
вероятности, равной единице, обеспечивается получение среднего ущерба от аварий в
электропроводке 0,4 кВ).
В структурную схему оценки риска по рисунку 1 также входит блок оценки
среднего ущерба от аварий в электропроводке 0,4 кВ, блок перемножения, на выходе
блока перемножения получается риск получения ущерба от аварий в электропроводках
0,4 кВ (в рублях).
Таким образом, предложен концептуально новый метод оценки риска от аварий
в электропроводках 0,4 кВ, позволяющий определить риски в конкретном здании и
сооружении на основе экспертного заключения и технического (инструментального)
обследования каждого здания.
Литература
1. Мусин А.Х. Количественная оценка риска электроснабжения городов / А.Х. Мусин,
С.А. Худорожко - Проблемы энергетики 2012, № 1-2. – С. 95-101.
2. Грамотная эксплуатация электропроводки на объектах и предотвращение ущербов.
[Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – М., [2013]. – Режим доступа:
http://neoncomp.ru/text_view.php?id=1 - Загл. с экрана.
3. Проблемы обеспечения пожарной безопасности кабельных потоков. [Электронный
ресурс]. – Электрон. дан. – М., [2013]. – Режим доступа:
http://www.kpinfo.ru/images/File/2005_2_08-14.pdf - Загл. с экрана.
4. Черкасова Н.И. Способ диагностики электропроводок зданий / Н.И. Черкасова //
Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – Красноярск, 2012.
– Вып. 11. - С. 171-176.
Воробьев Николай Павлович, д.т.н., доцент, кафедра «Электрификация производства
и быта», профессор Алтайского государственного технического университета им. И.И.
Ползунова. Тел. служ. (385-2) 36-71-29, тел. моб. 8-961-999-93-04, vnprol51p@ya.ru.
Гончаренко Георгий Александрович, аспирант каф. электрификации производства и
быта Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова,
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, д. 46, тел. (83852) 36-71-29.
Рыжикова Елена Юрьевна, специалист ГУ«ОрелРЦЭ», тел. 8 (4862) 419830.