17 сентября 2021 00:42

Выпуск №4 от 22.12.2020

фото: 123RF/Legion-Media

Электричество привяжут к координатам

В УрГУПСе разрабатывают систему контроля за заземляющими штангами

Александр Пазуха, инженер производственно-технического отдела Свердловской дирекции капитального ремонта и реконструкции объектов электрификации и электроснабжения. Устройство, разрабатываемое на кафедре «Техносферная безопасность» УрГУПСа, должно снизить электротравматизм персонала, обслуживающего контактную сеть. Этот прибор фиксирует геопозицию переносных заземляющих штанг. Энергодиспетчер на станции в момент закрепления штанги видит, на каком участке контактной сети размещена штанга, и может проконтролировать, достаточно ли их количества для безопасной работы.

– Александр Александрович, где проводились испытания и какова их цель?
– Опытные испытания нашего приспособления проводились на станции Чусовская. Мы должны были проверить, насколько реально создание единого высокоточного координатного пространства устройств электроснабжения, созданного с применением навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Каждая размещаемая рядом с путями на контактной сети заземляющая штанга должна стать узлом виртуального координатного пространства. Сигнал о каждом появлении такого узла передаётся дежурному энергодиспетчеру с помощью встроенного в штангу электронного устройства. Энергодиспетчер сразу видит, соответствует ли расположение заземления требуемым нормативам обслуживания энергоустройств на данном участке. Мы убедились, что все сигналы в момент установки заземлений автоматически передаются и можно достаточно точно позиционировать каждое. Но это только первый шаг на пути к реализации задуманной нами технологии. Для того чтобы координаты установленных штанг могли «заговорить» и передавать полезную информацию, мы разработали цифровую модель контактной сети (ЦМКС), в которой располагаются идеальные схемы заземления для каждого конкретного случая. Эти виртуальные заземления формируют координатную сетку. В памяти ЦМКС заложены актуальные действующие требования и нормативы ОАО «РЖД» в отношении мер безопасности работы на контактной сети, воздушных линиях и связанным с ней оборудованием.

– Каким образом удалось рассчитать идеальную сетку?
– Для этого нами была разработана логико-вероятностная модель возникновения электрической травмы при эксплуатации контактной сети по категории работ со снятием напряжения и заземлением. Проведено компьютерное моделирование событий, ведущих к возникновению электрических травм. При этом был учтён весь спектр и категории производимых работ: со снятием напряжения и заземлением, под напряжением, вблизи частей, находящихся под напряжением, и на удалении от них. Для того чтобы сделать ЦМКС объективной, мы ввели в компьютер подборку статистических данных, полученных при исследовании большого набора случаев травмирования работников, выполнявших производственное задание с нарушением требований по заземлению. Затем на основе логико-вероятностной модели возникновения электрических травм при эксплуатации контактной сети сделали прогноз эффективности разработанного устройства и повышения уровня электробезопасности персонала.

– То есть энергодиспетчер видит на своём пульте сигнал, который передаёт заземляющая штанга с разработанным вами приспособлением, и по телефону даёт указание руководителю работ, куда ему необходимо передвинуть штангу, чтобы она встала по правилам?
– Да, и это только первый этап работ, который мы успешно выполнили. Само по себе такое устройство просто передаёт сигнал, для того чтобы позиционировать установленную штангу в координационной системе. А вот несколько таких штанг уже создают сетку. Проведённое нами моделирование эффективности ЦМКС показало, что применение таких «умных» заземляющих штанг в 13 раз повысит уровень электробезопасности персонала при обслуживании контактной сети по всем видам категорий работ со снятием напряжения и заземлением. Специалисты дистанции высоко оценили практическую возможность применения разработанного устройства дистанционного контроля за выполнением технических мероприятий при подготовке рабочего места. Установка переносных заземляющих штанг контактной сети в соответствии с рекомендациями программы, «зашитой» в ЦМКС, даст значительный эффект. На первом этапе внедрения нашей системы сетка установленных во время работ штанг будет отражаться на панели энергодиспетчера, находящегося на станции. На завершающем этапе она будет высвечиваться на экране смартфона руководителя работ или самого работника, находящегося на линии. ЦМКС определит опасные зоны, в которых электромонтёрам района контактной сети запрещено находиться без выполнения требуемых организационных и технических мероприятий безопасности. При приближении электромонтёра к заданным опасным зонам, расположенным вблизи токоведущих частей или частей с разными потенциалами электроустановки, система тут же передаст сигнал об опасности и предупредит персонал о необходимости прекратить работы или скорректировать их действия.

– Но ведь есть определённые виды работ, например на высоте, на палубе железнодорожного транспортного средства, когда электромонтёр попросту не успеет среагировать, а тем более воспользоваться рекомендациями энергодиспетчера о прекращении работ…
– Мы также учли этот момент. При непредвиденном появлении на изолированной рабочей площадке потенциала высокого напряжения срабатывает датчик. Сигнал от него уйдёт в блок преобразования и передачи информации по радиочастоте. Как только блок приёма информации получает этот сигнал, включается световая и звуковая сигнализации на палубе железнодорожного транспортного средства. Одновременно срабатывает короткозамыкатель заземляющего токоприёмника, который соединяется с контактной подвеской и выравнивает опасную разность потенциалов. Внедрение базы пространственных данных устройств энергетического комплекса ОАО «РЖД» в виде цифровой модели контактной сети позволит решить множество задач в области электробезопасности работников энергетического комплекса ОАО «РЖД. К таким задачам относятся контроль места производства работ, контроль приближения работника к токоведущим частям контактной сети с разными потенциалами, правильность определения категории работ, контроль применения средств защиты персоналом.

Беседовал Владимир Андреев


Справка
ЦМКС определит опасные зоны, в которых электромонтёрам района контактной сети запрещено находиться без выполнения требуемых организационных и технических мероприятий безопасности