Влияние нестационарных режимов на электробезопасность при эксплуатации электрооборудования горных предприятий

Ãîðíàÿ
êíèãà

РЕДАКЦИОННЫЙ
СОВЕТ

РЕДАКЦИОННЫЙ
СОВЕТ

академик МАН ВШ
академик МАН ВШ

академик МАН ВШ
академик МАН ВШ

академик МАН ВШ
академик МАН ВШ

Издательства МГГУ
Издательства МГГУ

чл.-корр. РАН,
директор ИГД СО
РАН

чл.-корр. РАН,
директор ИГД СО
РАН

РАЕН

РАЕН

РАН

РАН

РАН

чл.-корр. РАН,
зам. директора
ИПКОН РАН

чл.-корр. РАН,
зам. директора
ИПКОН РАН

президент МГГУ,

РАН

чл.-корр. РАН

академик

академик

академик

академик

академик

директор

академик

В.А. ЧАНТУРИЯ

В.И. ОСИПОВ

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ

В.Л. ПЕТРОВ

Э.М. СОКОЛОВ

А.П. ДМИТРИЕВ

Б.А. КАРТОЗИЯ

А.В. КОРЧАК

М.В. КУРЛЕНЯ

Л.Х. ГИТИС

Л.А. ПУЧКОВ
Председатель

Зам. председателя

Члены редсовета
Члены редсовета

А.Д. РУБАН

В.Н. ОПАРИН

ÃÎÐÍÀß ÝËÅÊÒÐÎÌÅÕÀÍÈÊÀ
ÃÎÐÍÀß ÝËÅÊÒÐÎÌÅÕÀÍÈÊÀ

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

2011

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

2011

ВЛИЯНИЕ
НЕСТАЦИОНАРНЫХ
РЕЖИМОВ
НА ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ГОРНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ

ВЛИЯНИЕ
НЕСТАЦИОНАРНЫХ
РЕЖИМОВ
НА ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ГОРНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ

А.В. Пичуев
В.И. Петуров
И.Ф. Суворов

А.В. Пичуев
В.И. Петуров
И.Ф. Суворов

УДК 621.311.1:622.86 
ББК 31.29н 
     П 36 

 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253—03, утвержденным Главным государственным санитарным 
врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.10 

Рецензенты: 
• 
А.И. Сидоров, д-р техн. наук, профессор, первый проректор ЮУрГУ; 
• 
С.А. Филиппов, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой электроснабжения ЗабИЖТ 

Издано при финансовой поддержке Читинского государственного университета 
 
Пичуев А.В., Петуров В.И., Суворов И.Ф. 
П 36 
Влияние нестационарных режимов на электробезопасность

при эксплуатации электрооборудования горных предприятий. —
М.: Издательство «Горная книга», 2011. — 326 с.: ил. (ГОРНАЯ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА) 
ISВN 978-5-98672-8-265-8 (в пер.) 
 
 
Рассмотрены вопросы обеспечения электробезопасности при эксплуа
тации электрооборудования в специфических условиях горного производства. Приведены данные экспериментальных исследований, подтверждающих опасность электротравматизма в результате возникновения нестационарных режимов, снижения уровня сопротивления изоляции сети,
перехода электродвигателей в режим генерирования обратной ЭДС и поддержания остаточного напряжения в отключаемой сети устройствами компенсации реактивной мощности. Дано теоретическое обоснование опасности поражения человека в условиях нестационарного режима, разработаны
математические модели сети и приведен анализ результатов аналитических 
исследований. Предложены новые способы и средства оперативного контроля изоляции в электрических сетях горных предприятий, а также средства защиты от токов утечки и опасного воздействия обратной ЭДС выбега электродвигателей. 

Для научных и инженерно-технических работников горно-добываю
щих отраслей промышленности, специалистов проектных, научных и
образовательных организаций. 
УДК 621.311.1:622.86 
ББК 31.29н  

ISВN 978-5-98672-8-265-8 
 

 

© А.В. Пичуев, В.И. Петуров, И.Ф. Суворов, 2011 
© Издательство «Горная книга», 2011 
© Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2011 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
 
 
 
Интенсивное развитие горнодобывающей отрасли  является 
основой экономического потенциала страны и неразрывно связано с ростом энерговооруженности труда. Увеличение энергоемкости технологических процессов горного производства требует создания безопасных условий труда путем обеспечения 
надлежащей безопасности электроустановок и обслуживающего их персонала.  
Задача обеспечения электробезопасности на горных предприятиях остается актуальной, так как уровень электротравматизма продолжает оставаться недопустимо высоким, несмотря 
на ужесточение требований нормативных технических документов, разработку и внедрение новых более совершенных 
способов и средств защиты от поражения электрическим током. 
Решение вопросов электробезопасности должно вестись в 
направлении изучения природы, ее объективных закономерностей и взаимосвязи всех элементов системы «человек — электроустановка — рабочая среда». 
Исследование и анализ факторов поражения человека электрическим током в специфических условиях горного производства, и на этой основе разработка способов и средств контроля 
и защиты  позволит улучшить условия электробезопасности 
при эксплуатации систем электроснабжения объектов и электроустановок. При определении условий электробезопасности 
электрических сетей одним из важных и актуальных факторов 
является необходимость учета влияния нестационарных режимов на опасность поражения электротехнического персонала по 
время проведения пусконаладочных, ремонтных и профилактических работ в электроустановках.  
В основу настоящей книги положены результаты проведенных авторами исследований, в том числе совместных, подтверждающие возможность возникновения травмоопасных ситуаций, обусловленных нестационарными режимами, возникающими при несимметричных утечках тока через изоляцию и 

генерировании электродвигателями обратной ЭДС после отключения сети устройством защиты. При этом отмечается, что 
существенное влияние на исход электропоражения оказывает 
как групповой выбег нескольких электродвигателей совместно, 
так и индивидуальный выбег одного электродвигателя. Проанализировано влияние устройств компенсации реактивной мощности на величину и длительность существования остаточного напряжения в сети, обусловленного ЭДС выбега. В монографии 
значительное место отведено вопросам теоретического обоснования, моделирования и математического анализа влияния нестационарных режимов на электробезопасность. Рассмотрены 
вопросы контроля изоляции электрических сетей горных предприятий, новые способы и средства защиты персонала от поражения электрическим током. Предложен комплекс организационно-технических мероприятий по защите обслуживающего 
персонала от ЭДС выбега электродвигателей. 
Предлагаемая вниманию читателя монография предназначена для инженерно-технического персонала шахт, рудников и 
карьеров, полезна для ученых, аспирантов, ведущих научные 
исследования и разработки в области электробезопасности, а 
также студентов вузов горного профиля.  
 
 
Проректор МГГУ  
по методической работе и качеству образования, 
Заместитель председателя Совета УМО вузов РФ  
по образованию в области горного дела, 
профессор, доктор технических наук ПЕТРОВ В.Л. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
 
 
Интенсификация процессов горного производства и рост 
энерговооруженности настоятельно требуют обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения, обеспечения требований безопасности при эксплуатации горно-электромеханического оборудования. Важное значение для создания 
безопасных условий труда на горных предприятиях имеет решение вопросов электробезопасности. Общая доля травм в 
промышленности, вызванных действием электрического тока, 
незначительна ⎯ 0,5÷3,0%, однако электротравматизм со смертельным и тяжелым исходом составляет в общем числе подобных несчастных случаев 20÷60%. Ежегодно в России от поражения электрическим током в электроустановках  гибнут более 
4,5 тысяч человек, теряют трудоспособность и получают инвалидность около 30 тысяч человек. При этом по данным статистики тенденции к снижению уровня электротравматизма не 
наблюдается.  В применяемой на горных предприятиях системе 
с изолированной (или компенсированной) нейтралью трансформатора серьезной проблемой остается обеспечение надежности и селективности работы, а также диагностика состояния 
устройств защитного отключения.  
Несмотря на широкое использование комплекса защитных 
средств и проведение профилактических мероприятий по предупреждению электротравматизма, применение электроэнергии 
в специфических условиях горного производства все еще сопряжено с высокой вероятностью поражения человека электрическим током. В процессе эксплуатации горных машин и установок, а также пускорегулирующей аппаратуры существует 
опасность поражения персонала электрическим током при проведении пусконаладочных и профилактических работ в результате возникновения различных режимов утечки тока при снижении сопротивления изоляции сети относительно земли, при 
переходе электродвигателей в режим генерирования обратной 
ЭДС после срабатывания устройств защитного отключения. 

Существует также потенциальная опасность поражения электрическим током за счет остаточного напряжения в электрической сети при наличии в ней устройств компенсации реактивной мощности. 
Исследование влияния нестационарных режимов на опасность поражения электрическим током при эксплуатации электроустановок для разработки комплекса организационных мероприятий, а также способов и средств, предназначенных для 
профилактики и защиты электротехнического персонала в специфических условиях горного производства, является важной и 
актуальной составляющей проблемы электробезопасности. 
В монографии систематизированы основные теоретические 
положения и приведены результаты научно-исследовательских 
работ в области анализа влияния нестационарных режимов на 
условия электробезопасности, выполненные совместно учеными МГГУ и ЧитГУ. 
Материал распределяется следующим образом. 
Пичуевым А.В. написаны: гл.1 – п.1.1; гл.2 – п.2.4 и п.2.6; 
гл.3. – п.3.6.; гл.4; гл.5 – п.5.1÷5.4. Петуровым В.И. написаны: 
гл.2 – п.2.2 и п.2.3; гл.6 – п.6.1÷6.5 и п.6.7. Суворовым И.Ф. написаны: гл.1 – п.1.2; гл.2 – п.2.1; гл.3 – п.3.3. и п.3.4. Совместно 
Пичуевым А.В. и Петуровым В.И. написаны: гл.2 – п.2.5; гл.3 – 
п.3.1. Совместно Пичуевым А.В. и Суворовым И.Ф. написаны: 
гл.1 – п.1.3; гл.; гл.3 – п.3.2, п.3.5; гл.5 – п.5.5; гл.6 – п.6.6.  
 

ÃËÀÂÀ 1
ÃËÀÂÀ 1

ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
НА ГОРНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ