elektro.info

Nowoczesne oświetlenie Neonica

Nowoczesne oświetlenie Neonica

Podczas remontu mieszkania, domu, pokoju czy biura, lub w trakcie planowania od samego początku ważnej dla nas przestrzeni, najczęściej w głowie mamy już przygotowaną wizję lub koncepcję. Plany te dotyczą...

Podczas remontu mieszkania, domu, pokoju czy biura, lub w trakcie planowania od samego początku ważnej dla nas przestrzeni, najczęściej w głowie mamy już przygotowaną wizję lub koncepcję. Plany te dotyczą zarówno układu mebli, wykorzystanych materiałów czy koloru ścian. Jednak przede wszystkim warto dokładnie i z uwagą podjąć decyzje związane z wyborem odpowiedniego oświetlenia.

news Skuter elektryczny od Seata

Skuter elektryczny od Seata

Seat przedstawił nowy, całkowicie elektryczny skuter, który pojawi się na drogach w przyszłym roku. Model e-Scooter został zaprojektowany w taki sposób, aby jak najlepiej wpisać się w rosnący trend współdzielonej...

Seat przedstawił nowy, całkowicie elektryczny skuter, który pojawi się na drogach w przyszłym roku. Model e-Scooter został zaprojektowany w taki sposób, aby jak najlepiej wpisać się w rosnący trend współdzielonej mobilności.

Zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w warunkach pożaru (część 2.)

Zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w warunkach pożaru (część 2.)

W tej części artykułu prezentujemy metodykę projektowania ochrony przeciwporażeniowej oraz zagorożenia stwarzane przez gazy wydzielane przez baterie akumulatorów wraz ze sposobami ich neutralizacji.

W tej części artykułu prezentujemy metodykę projektowania ochrony przeciwporażeniowej oraz zagorożenia stwarzane przez gazy wydzielane przez baterie akumulatorów wraz ze sposobami ich neutralizacji.

Bezpieczeństwo elektryczne systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia

Skutki przepływu prądu na drodze lewa ręka – stopy: AC-1 – brak odczucia,
AC-2 – odczuwalność przy braku zagrożenia, AC-3 – skurcz mięśni, brak
bezpośredniego zagrożenia, AC-4 – migotanie komór serca [6]

W artykule poruszono zagadnienia związane z bezpieczeństwem elektrycznym systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia. W tym celu opisano stany bezpieczeństwa systemu i zaproponowano wskaźniki bezpieczeństwa elektrycznego (podstawowe i pomocnicze), wykorzystując analogię wprowadzonych pojęć z zakresu bezpieczeństwa do pojęć z teorii niezawodności.

Opisu stanów bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia można dokonać wykorzystując istotną cechę tego systemu: posiadanie co najmniej jednego elementu biologicznego (ożywionego) – człowieka.

Stany bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach nn

Podstawowym stanem bezpieczeństwa elektrycznego rozważanego systemu jest stan zawodności bezpieczeństwa. Biorąc pod uwagę istotną cechę systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia można przyjąć, że oznakami stanu zawodności bezpieczeństwa jest zdarzenie porażenia prądem elektrycznym ludzi eksploatujących urządzenie elektryczne, powodujące wystąpienie skutków niedopuszczalnych w organizmie ludzkim, tzn. zmian patofizjologicznych, groźnych dla zdrowia i życia osoby rażonej, często prowadzących do kalectwa bądź śmierci, np. zatrzymania pracy serca, zatrzymania oddechu, poważnego oparzenia (niebezpieczeństwo rośnie wraz ze wzrostem wartości prądu).

Prąd płynący przez ciało człowieka nazywa się prądem rażeniowym, natomiast prąd rażeniowy, powodujący skutki uznane za niedopuszczalne w ciele człowieka – prądem porażeniowym. Pojawienie się skutków uznanych za niedopuszczalne w organizmie człowieka nazywa się porażeniem elektrycznym. Zgodnie z IEC/TR2 60479-1, można wyróżnić cztery strefy czasowo-prądowe skutków działania prądów przemiennych o częstotliwości od 15 Hz do 100 Hz przy rażeniach na drodze ręka – stopy, z tym że zmianom patofizjologicznym odpowiada strefa czasowo-prądowa oznaczona jako AC-4 [6]. Migotanie komór serca jest uznawane za główną przyczynę śmiertelnych porażeń prądem elektrycznym o wartości nieprzekraczającej kilka amperów (w urządzeniach niskiego napięcia). Przy większych wartościach prądów rażeniowych i czasie przepływu dłuższym niż kilka sekund w ciele człowieka mogą powstać głębokie oparzenia lub inne wewnętrzne obrażenia, będące przyczyną kalectwa (spalenie kończyn) lub śmierci [4].

Kryterium wykorzystywane do zakwalifikowania stanu bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia do zbioru stanów zawodności bezpieczeństwa dotyczy oceny odniesionych obrażeń przez człowieka porażonego, łącznie z jego śmiercią. Stan zawodności bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia jest stanem pochłaniającym, który zamyka określoną część historii stanów bezpieczeństwa elektrycznego systemu.

Stan zawodności bezpieczeństwa systemu jest poprzedzany stanem zagrożenia bezpieczeństwa. Stan zagrożenia bezpieczeństwa różni się od pozostałych stanów systemu dużą wartością prawdopodobieństwa przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa. Stan zagrożenia bezpieczeństwa związany jest z zajściem określonych zdarzeń i jeśli nie podejmie się działań przeciwdziałających tym zdarzeniom, to doprowadzą one system do stanu zawodności bezpieczeństwa. Mogą być nimi np. uszkodzenia środków ochrony przeciwporażeniowej bądź błędy popełnione przez człowieka. Czas od chwili wystąpienia zdarzenia powodującego stan zagrożenia bezpieczeństwa do chwili wystąpienia stanu zawodności bezpieczeństwa nosi nazwę żywotności bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia. W ogólnym przypadku żywotność bezpieczeństwa systemu jest czasem dyspozycyjnym, w którym możliwe jest podjęcie działań zapobiegających sytuacji niebezpiecznej, czyli tzw. odparowanie sytuacji niebezpiecznej. Odpowiada to funkcji ochronnej spełnianej przez środki ochrony przeciwporażeniowej stosowane w urządzeniach niskiego napięcia, ograniczającej skutki rażenia (np. samoczynne wyłączenie zasilania, separacja elektryczna, izolowanie stanowiska, nieuziemione połączenie wyrównawcze oraz środki ochrony uzupełniającej). Natomiast uszkodzenie zastosowanego w danym urządzeniu środka ochrony zapobiegającej rażeniu prądem elektrycznym i dotyk do części przewodzącej tego urządzenia doprowadzają do wystąpienia rażenia w razie braku ograniczenia do wartości dopuszczalnej napięcia dotykowego lub czasu trwania rażenia (w zależności od zasady działania środka ochrony). Czas dyspozycyjny to czas, w którym można podjąć działania zapobiegające sytuacji niebezpiecznej, czyli jest to czas od chwili powstania uszkodzenia środka ochrony zapobiegającego rażeniu prądem elektrycznym zastosowanego w danym urządzeniu lub ograniczającego skutki rażenia do chwili wystąpienia sytuacji niebezpiecznej. Jeżeli nie nastąpi efektywne przeciwdziałanie, to wówczas system przejdzie do stanu zawodności bezpieczeństwa i ten czas nazywa się wówczas żywotnością bezpieczeństwa. Zatem różnica pomiędzy czasem dyspozycyjnym a żywotnością bezpieczeństwa tkwi w formalnym ograniczeniu tego pierwszego do wielkości pozwalającej na skuteczne przeciwdziałanie sytuacji niebezpiecznej.

Oprócz zdarzeń występujących w systemie ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia należy również uwzględnić zdarzenia występujące w otoczeniu tego systemu. Przykładem tego mogą być środki organizacyjne zapewniające bezpieczeństwo, np. sposób wydawania poleceń, kontrola wyszkolenia personelu w zakresie bezpieczeństwa elektrycznego, przestrzeganie przepisów i dyscypliny technologicznej w procesie eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych [5]. Najczęściej występującymi zdarzeniami, powodującymi zagrożenie bezpieczeństwa elektrycznego, są błędy w zachowaniu człowieka, popełnione w wyniku nieuwzględnienia przepisów bezpieczeństwa elektrycznego bądź ich nieznajomości. Czasem dyspozycyjnym w tym przypadku jest czas od chwili wystąpienia danego błędu do chwili jego usunięcia, natomiast żywotnością bezpieczeństwa – czas do wystąpienia porażenia elektrycznego. Zazwyczaj czas dyspozycyjny jest krótszy niż czas żywotności bezpieczeństwa.

Zewnętrzne uwarunkowania zagrożenia bezpieczeństwa wywołane zdarzeniami występującymi w otoczeniu systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia wiążą się z pojęciem „porażenie”, zdefiniowanym w teorii bezpieczeństwa systemów jako występowanie zdarzeń wewnętrznych i zewnętrznych powodujących zagrożenie systemu. Przykładem „porażeń” warunkujących zagrożenie bezpieczeństwa elektrycznego może być błąd człowieka, uszkodzenie środków ochrony przeciwporażeniowej. Wynika stąd, że stan zagrożenia bezpieczeństwa może być odwracalny, gdy istnieje możliwość przeciwdziałania sytuacji niebezpiecznej, lub nieodwracalny, gdy nie ma takiej możliwości.

Ze stanem zagrożenia bezpieczeństwa związane są następujące pojęcia: żywotność, dyspozycyjność, porażalność i wrażliwość na oddziaływanie czynników porażających. Pojęcia te opisują procesy związane ze stanem zagrożenia bezpieczeństwa oraz przechodzeniem do stanu zawodności bezpieczeństwa. Zazwyczaj do stanu zagrożenia bezpieczeństwa system przechodzi ze stanu bezpieczeństwa lub ze stanu poczucia zagrożenia bezpieczeństwa.

Stan poczucia zagrożenia bezpieczeństwa ma charakter biologiczny, często fizjologiczny. Mikroklimat środowiska jest określony poprzez zespół parametrów fizycznych powietrza i otoczenia, mających wpływ na samopoczucie przebywającego w nim człowieka. Na przykład, praca człowieka w trudnych warunkach klimatycznych (np. w kopalniach głębinowych) powoduje stres, zmęczenie i dużą podatność organizmu na skutki działania prądu rażenia w wypadkach elektrycznych. Podatność ta zależy nie tylko od wartości prądu uwarunkowanego napięciem elektrycznym, ale od impedancji ciała w chwili rażenia. W trudnych warunkach klimatycznych i podczas stresu następuje pogorszenie oddawania ciepła z organizmu do otoczenia. Organizm zwiększa czynność w gruczołach potowych, następuje intensywne pocenie się, powodujące nasączenie zrogowaciałej warstwy naskórka elektrolitami zawartymi w pocie i w konsekwencji występuje obniżenie wartości impedancji ciała. Odparowanie wody z potu powoduje zasolenie naskórka i zmniejszenie jego rezystancji przejścia podczas rażenia prądem elektrycznym. Pot może parować i pochłaniać ciepło z powierzchni ciała, jeżeli otaczające powietrze może wchłaniać parę wodną. Przy wysokiej wilgotności powietrza proces parowania potu słabnie, a ciało człowieka staje się mokre i bardziej podatne na skutki rażenia prądem elektrycznym. Stan poczucia zagrożenia bezpieczeństwa w tym przypadku można określić wykorzystując wskaźnik dyskomfortu cieplnego δ, który określa, w jakim stopniu klimatyczne warunki pracy w danym środowisku różnią się od warunków komfortu cieplnego oraz od warunków klimatycznych granicznych pod względem bezpieczeństwa cieplnego [3].

Stan poczucia zagrożenia bezpieczeństwa jest odwracalny. Odznacza się zwiększoną szansą przejścia do stanu zagrożenia bezpieczeństwa lub do stanu zawodności bezpieczeństwa.

Stan bezpieczeństwa w systemie ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia jest traktowany jako stan podstawowy tego systemu, spełniający swoje podstawowe zadanie, czyli zapobiega rażeniu prądem elektrycznym (środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim, II klasa ochronności), bądź ogranicza skutki rażenia (środki ochrony przed dotykiem pośrednim). Istotnym elementem tego systemu jest człowiek. Ze stanu bezpieczeństwa system ten może przejść do:

  • stanu poczucia zagrożenia bezpieczeństwa,
  • stanu zagrożenia bezpieczeństwa,
  • stanu zawodności sprawności, czyli do stanu niezdolności do realizacji funkcji zgodnie z wymaganiami, ale niezagrażającego bezpieczeństwu.

 

Przejście systemu ze stanu bezpieczeństwa do stanu zawodności bezpieczeństwa może być skutkiem niszczącego oddziaływania otoczenia, np. pożaru, powodzi, wyładowań atmosferycznych itp.

Stan zawodności sprawności jest to stan, w którym system ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia traci w pełni lub częściowo swoją sprawność funkcjonalną. Przyczyną zawodności sprawności są zazwyczaj uszkodzenia, które nie powodują zagrożenia bezpieczeństwa. Odwracalność stanu zawodności sprawności jest utożsamiana z naprawą.

Wskaźniki bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach nn

Wskaźnikami bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia mogą być charakterystyki funkcyjne lub liczbowe, określające umownie stan bezpieczeństwa systemu. Wskaźniki bezpieczeństwa elektrycznego systemu można podzielić na wskaźniki podstawowe i pomocnicze [1, 2, 4].

Wskaźniki podstawowe opisują istotne cechy bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia. Do podstawowych wskaźników można zaliczyć np. wszystkie charakterystyki probabilistyczne zmiennej losowej, która jest czasem funkcjonowania rozważanego systemu do chwili przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa, a także charakterystyki probabilistyczne żywotności bezpieczeństwa systemu itp.

Wskaźniki pomocnicze są charakterystykami probabilistycznymi czasu przebywania systemu w poszczególnych stanach bezpieczeństwa elektrycznego oraz opisującymi przejścia pomiędzy stanami bezpieczeństwa elektrycznego systemu.

Wskaźniki podstawowe charakteryzują bezpieczeństwo elektryczne całego systemu. Wskaźniki pomocnicze zazwyczaj ujmują tylko niektóre aspekty bezpieczeństwa elektrycznego systemów i są wykorzystywane do wyznaczenia wskaźników podstawowych [2].

Rodzaje podstawowych wskaźników bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach nn  

Zawodność bezpieczeństwa

Zawodność bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia jest wyznaczona przez czas funkcjonowania (eksploatacji) tego systemu do chwili jego przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa. Czas ten jest zmienną losową oznaczoną symbolem TB. Losowość czasu TB wynika z charakteru czynników porażających i przebiegu przeciwdziałania sytuacjom niebezpiecznym.

Podstawową charakterystyką bezpieczeństwa jest dystrybuanta zmiennej losowej TB. Wskaźnik ten jest nazywany zawodnością bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia i oznaczony symbolem QBE(t) (rys. 2.).

Miarą zawodności bezpieczeństwa jest prawdopodobieństwo przejścia rozważanego systemu do stanu zawodności bezpieczeństwa elektrycznego w określonym czasie eksploatacji t. Przez analogię do pojęć z teorii niezawodności wskaźnik charakteryzujący nieprzejście systemu do stanu zawodności bezpieczeństwa elektrycznego można nazwać umownie niezawodnością bezpieczeństwa elektrycznego i przyjąć jego oznaczenie jako RBE(t). Istnieje oczywisty związek pomiędzy wskaźnikiem zawodności bezpieczeństwa elektrycznego QBE(t) i niezawodności bezpieczeństwa elektrycznego RBE(t):

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor1
(1)

Drugim istotnym wskaźnikiem zawodności bezpieczeństwa elektrycznego jest intensywność zawodności bezpieczeństwa elektrycznego λBE(t) (rys. 3.).

Przez λBE(t) rozumie się gęstość rozkładu prawdopodobieństwa przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa elektrycznego w chwili t+Δt, pod warunkiem, że do chwili t system nie osiągnął stanu zawodności bezpieczeństwa elektrycznego, czyli:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor2
(2)

stąd:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor3
(3)

gdzie:

fB(t) – funkcja rozkładu prawdopodobieństwa zmiennej losowej TB.

Ze wzoru (3) wynika związek Wienera w postaci:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor4
(4)

Do wskaźników bezpieczeństwa elektrycznego zalicza się funkcję wiodącą rozkładu zawodności bezpieczeństwa elektrycznego zdefiniowaną następującą zależnością:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor5
(5)

Kolejnym liczbowym wskaźnikiem zawodności bezpieczeństwa elektrycznego jest wartość oczekiwana czasu eksploatacji systemu do chwili jego przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor6
(6)

Pomimo podobieństwa podanych wzorów do wzorów z teorii niezawodności, istnieje istotna różnica w ich interpretacji.

Miarą niezawodności w teorii niezawodności jest prawdopodobieństwo spełnienia przez system wymagań w zadanym czasie i określonych warunkach. Niezawodność jest atrybutem zależnym od konstrukcji i strategii jego użytkowania i obsługiwania. Miarą zawodności bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia jest prawdopodobieństwo zniszczenia systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia w całości lub jego istotnej części. Porażenie systemu prowadzące do zawodności jego bezpieczeństwa może być spowodowane przez czynniki porażające zewnętrzne i wewnętrzne.

Bezpieczeństwo systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia jest atrybutem czasoprzestrzeni, w której znajduje się system, będąc jej częścią. To w czasoprzestrzeni istnieją i powstają czynniki porażające. Bezpieczeństwo nie jest cechą systemu, jest ono realizacją określonych możliwości, które zostały stworzone dla systemu. Przykładowo, wypadki porażenia prądem elektrycznym mogą być spowodowane przez uszkodzenie systemów ochrony porażeniowej i błędy człowieka. Mogą też być niezależne od nich, np. pożar. Termin zawodności bezpieczeństwa elektrycznego rozważanego systemu oznacza zawodność czasoprzestrzeni, w której „zanurzony” jest system ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia. Na tym polega różnica między zawodnością systemu a jego zawodnością bezpieczeństwa elektrycznego.

Zawodność sprawności bezpieczeństwa

W modelu bezpieczeństwa elektrycznego można przyjąć, że każdy stan, w którym system ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia utracił w pełni lub częściowo swoje właściwości funkcjonalne, tzn. nastąpiło zmniejszenie jego sprawności funkcjonalnej, nazywa się zawodnością sprawności bezpieczeństwa systemu. Stan zawodności systemu występuje również w teorii niezawodności w odniesieniu do uszkodzeń niepowodujących zawodności bezpieczeństwa. Stan zawodności sprawności bezpieczeństwa może być odwracalny lub nieodwracalny. W przypadku nieodwracalnego stanu zawodności sprawności bezpieczeństwa systemu można zdefiniować zawodność sprawności bezpieczeństwa za pomocą zmiennej losowej TS, reprezentującej czas eksploatacji systemu do chwili wystąpienia zawodności sprawności bezpieczeństwa jako dystrybuantę zmiennej losowej TS, czyli QSE(t).

Miara zawodności sprawności utworzona została na zbiorze stanów bezpieczeństwa. Stan zagrożenia bezpieczeństwa oznacza częściową utratę sprawności, powodującą niebezpieczne skutki, a stan zawodności bezpieczeństwa oznacza całkowitą utratę przez system sprawności funkcjonalnej. Jeżeli stany zawodności sprawności i zawodności bezpieczeństwa są pochłaniające, to można wyznaczyć asymptotyczne wartości wskaźników zawodności sprawności i zawodności bezpieczeństwa elektrycznego według następujących zależności:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor7
(7)
ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor8
(8)
ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor9
(9)

Wskaźniki określone zależnościami (7) i (8) mogą mieć duże znacznie praktyczne. Przykładowy przebieg funkcji zawodności bezpieczeństwa i zawodności sprawności przedstawiono na rysunku 4.

Dyspozycyjność i odparowalność

W systemie „porażonym” może być określony czas dyspozycyjny TD, w którym można przeciwdziałać sytuacji niebezpiecznej różnymi metodami. Czas dyspozycyjny zależy od rodzaju systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia, stopnia porażenia, metod przeciwdziałania itp. Czynniki te są losowe, zatem czas dyspozycyjny TD jest zmienną losową. Wszelkie przeciwdziałanie sytuacji niebezpiecznej ma sens, gdy TD≤TZ. Przy czym TZ jest żywotnością bezpieczeństwa, czyli czasem od chwili porażenia systemu do chwili jego przejścia do stanu zawodności bezpieczeństwa, czyli zmienną losową. Miarą dyspozycyjności bezpieczeństwa systemu jest prawdopodobieństwo wystąpienia przeciwdziałania sytuacji niebezpiecznej:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor10
(10)
ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor11
(11)

gdzie:

FZ(t), FD(t) – dystrybuanty odpowiednio zmiennych losowych TZ i TD,

fZ(t), fD(t) – gęstości prawdopodobieństwa odpowiednio zmiennych losowych TZ i TD.

Dyspozycyjność może być zinterpretowana graficznie jako pole ograniczone dystrybuantami FZ(t), FD(t) (rys. 5.):

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor12
(12)

Istnienie czasu dyspozycyjności nie zapewnia odparowania sytuacji niebezpiecznej. Odparowanie sytuacji niebezpiecznej zależy od wielu czynników, między innymi od właściwości układów systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia biorących udział w przeciwdziałaniu sytuacji niebezpiecznej oraz czasu odparowania sytuacji niebezpiecznej.

Wskaźnikiem charakteryzującym proces przeciwdziałania sytuacji niebezpiecznej jest wskaźnik odparowalności, czyli prawdopodobieństwo, że w czasie dyspozycyjnym zagrożenie bezpieczeństwa zostanie odparowane. Wskaźnik ten oznaczono jako RO, natomiast wskaźnik nieodparowalności QO=1-RO.

Porażalność i wrażliwość systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia

Niech Ap oznacza zdarzenie polegające na tym, że system ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia znalazł się w zakresie oddziaływania czynników porażających, natomiast AW – zdarzenie polegające na tym, że system jest wrażliwy na oddziaływanie czynników porażających, a AZB – zdarzenie polegające na tym, że system został porażony, czyli przeszedł do stanu zagrożenia bezpieczeństwa. Wówczas prawdopodobieństwo AZB można określić jako:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor13
(13)

Jeśli zdarzenia Ap i AW są niezależne, to zachodzi relacja:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor14
(14)

gdzie:

P(AW)=QW – wskaźnik wrażliwości,

P(Ap)=Qp – wskaźnik porażalności.

Zawodność bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach nn, podlegającego oddziaływaniom czynników porażających, wynosi:

ei 5 2008 bezpieczenstwo elektryczne wzor15
(15)

Wzór (15) opisuje zawodność bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia z uwzględnieniem następujących czynników:

  • Q– porażalności (oddziaływanie czynników wymuszających zagrożenie lub zawodność bezpieczeństwa – właściwości czasoprzestrzeni),
  • Qw – wrażliwości (jako właściwości systemu),
  • QD – dyspozycyjności (czasowa relacja pomiędzy żywotnością, właściwą systemowi, a czasem uwarunkowanym naturą procesu – właściwość czasoprzestrzeni,
  • QO – odparowalność (możliwość systemu przeciwstawienia się sytuacji niebezpiecznej).

 

Wskaźnik QBP związany jest z użytkowaniem systemu. W czasie użytkowania systemu oddziałują na system czynniki porażające zarówno wewnętrzne (uwarunkowania funkcjonalne systemu), jak i czynniki zewnętrzne (uwarunkowane oddziaływaniami otoczenia). Wskaźnik RBP=1-QBP nosi nazwę bezpieczeństwa elektrycznego systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia.

Wskaźniki pomocnicze systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach nn

Do wskaźników pomocniczych bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia zalicza się charakterystyki probabilistyczne czasu przebywania systemu w poszczególnych stanach bezpieczeństwa. Są to dystrybuanty czasów przebywania w wyróżnionych stanach oraz wartości oczekiwane czasu przebywania w stanach. Natomiast drugi rodzaj wskaźników pomocniczych tworzą prawdopodobieństwa przejścia pomiędzy stanami i intensywności przejść między stanami. Wskaźniki pomocnicze mogą być przedstawiane w postaci następujących macierzy:

  • Tn – jednokolumnowa macierz czasów przebywania w stanie, o wymiarze n,
  • Fn – jednokolumnowa macierz dystrybuant przebywania systemu w stanie, o wymiarze n,
  • PNN – kwadratowa macierz prawdopodobieństw przejść między stanami,
  • ΛNN – kwadratowa macierz intensywności przejść między stanami,
  • ρN – jednokolumnowa macierz prawdopodobieństw przebywania w stanach,
  • E [Tn]=  – jednokolumnowa macierz wartości oczekiwanych czasu przebywania systemu w poszczególnych stanach,
  • N – liczba wszystkich wyróżnionych stanów systemu, n-liczba stanów przejściowych systemu.

Wnioski

Bezpieczeństwo systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia polega na odparowaniu sytuacji niebezpiecznej pojawiającej się podczas pracy urządzenia niskiego napięcia. System ochrony przeciwporażeniowej wyłącza urządzenie spod napięcia bądź ogranicza wielkości niebezpieczne napięcia dotykowego i prądy rażeniowe. Z punktu teorii bezpieczeństwa system ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia może przebywać i przechodzić pomiędzy wyróżnionymi stanami bezpieczeństwa, tzn. zawodności bezpieczeństwa, zagrożenia bezpieczeństwa, poczucia zagrożenia bezpieczeństwa, zawodności sprawności. W związku z tym, wykorzystując analogię pojęć z teorii niezawodności, zaproponowano wskaźniki podstawowe i pomocnicze charakteryzujące bezpieczeństwo systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia. Znajomość tych wskaźników pozwala na ocenę i porównanie różnych systemów ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia.

Literatura

1. G. Dąbrowska-Kauf, Wskaźniki bezpieczeństwa systemu ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach niskiego napięcia, XVI Konferencja Naukowo-Techniczna Bezpieczeństwo Elektryczne ELSAF 2007 i VI Szkoła Ochrony Przeciwporażeniowej, Szklarska Poręba, 19-21 września 2007.

2. G. Dąbrowska-Kauf, Syntetyczny miernik stanów bezpieczeństwa obiektów technicznych, Międzynarodowa Konferencja Bezpieczeństwa i Niezawodności, KONBIN 2001, Warszawa ITWL 2001.

3. S. Gierlotka, Zmiana impedancji ciała człowieka powodowana wysiłkiem pracy, XIV Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo elektryczne”, ELSAF 2003, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.

4. J. Jaźwiński, K. Ważyńska-Fiok, Bezpieczeństwo systemów, PWN, Warszawa 1993.

5. W. Korniluk, R. Sobolewski, Analiza niezawodności zasad organizacji bezpiecznej pracy przy urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia, XIV Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo elektryczne”, ELSAF 2003, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.

6. W. Korniluk, Prądy elektryczne wywołujące fibrylację komór sercowych, XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo elektryczne”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1999.

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Powiązane

Krajowe regulacje prawne wprowadzające zmiany we wsparciu rozwoju OZE

Krajowe regulacje prawne wprowadzające zmiany we wsparciu rozwoju OZE

W artykule oceniono najważniejsze krajowe regulacje prawne pod kątem identyfikacji szans i zagrożeń w zakresie rozwoju OZE ze szczególnym naciskiem na energetykę wiatrową.

W artykule oceniono najważniejsze krajowe regulacje prawne pod kątem identyfikacji szans i zagrożeń w zakresie rozwoju OZE ze szczególnym naciskiem na energetykę wiatrową.

Miejsce energetyki wiatrowej w bezpieczeństwie energetycznym Polski

Miejsce energetyki wiatrowej w bezpieczeństwie energetycznym Polski

Bezpieczeństwo energetyczne w dokumencie „Polityka energetyczna Polski do roku 2025” zdefiniowano jako „stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na...

Bezpieczeństwo energetyczne w dokumencie „Polityka energetyczna Polski do roku 2025” zdefiniowano jako „stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię, w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy minimalizacji negatywnego oddziaływania sektora energii na środowisko i warunki życia społecznego”[1].

Zagospodarowanie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego w Polsce w świetle nowych uregulowań prawnych (część 2)

Zagospodarowanie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego w Polsce w świetle nowych uregulowań prawnych (część 2)

W drugiej części cyklu publikacji autorka przybliża najważniejsze kwestie związane z wejściem w życie z dniem 1 stycznia 2016 r. nowej ustawy o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym [ZSEE],...

W drugiej części cyklu publikacji autorka przybliża najważniejsze kwestie związane z wejściem w życie z dniem 1 stycznia 2016 r. nowej ustawy o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym [ZSEE], którą sejm uchwalił 10 lipca 2015 r., która implementuje bieżące wymogi unijne określone w Dyrektywie 2012/19/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z 4 lipca 2012 r. w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego. W artykule dokonano oceny efektywności zagospodarowania takiego sprzętu w świetle...

Komentarze

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies.

Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.