Vlasnici patenta RU 2581773:

Ova grupa pronalazaka se odnosi na zaštitu električnih sistema i, preciznije, na metodu za merenje, analizu i razlikovanje signala za određivanje curenja i/ili struja kvara u električnim uređajima koji se napajaju takvim sistemima. Metoda uključuje digitalno uzorkovanje struje ili grupe struja u električnom sistemu koristeći dovoljan frekvencijski opseg u navedenom uzorkovanju za rekonstrukciju amplitude i faze generirane električne frekvencije i njenih harmonika i glavne noseće frekvencije sklopne elektronike i modulacije bočne trake, analiza u realnom vremenu signala sa nekoliko pretvarača ili mernih tačaka za informacije o dijagnostici i lociranju kvarova u izvorima napajanja. električne mreže sa izolovanim neutralnim. Metoda uključuje prepoznavanje frekvencijskih komponenti struja u električnim sistemima. Izum dalje otkriva metode za otkrivanje zemljospoja i visokofrekventnih struja curenja, posebno, iako ne isključivo, u energetskim mrežama sa izolovanim neutralnim (IT) i/ili ograničenim zemljospojevima, a posebno u energetskim mrežama u opasnim područjima. kao mine. Pronalazak se takođe odnosi na metodu za poboljšanje pouzdanosti releja u otkrivanju curenja uzemljenja, posebno kada releji rade zajedno sa elektronikom za prebacivanje snage. Pronalazak se dalje odnosi na metodu za tumačenje širokopojasnih mernih signala za identifikaciju potencijalnih opasnosti koje mogu nastati usled rada prekidačke elektronike, umesto na odbacivanje signala kao što je šum radi lakše analize. Zaštitni uređaj je sposoban da detektuje signale jednosmerna struja i više frekvencije, koje se odnose na normalan i nenormalan rad sklopne energetske elektronike priključene kao opterećenje na električni sistem, pri čemu se analiziraju struje odvoda u zemlji u cilju uključivanja zaštitne opreme. Tehnički rezultat se sastoji u povećanju tačnosti mjerenja i analize signala električnih sistema, uključujući prekidačku elektroniku, te poboljšanju metoda njihove zaštite. 3 n. i 36 z.p. f-ly.

STANJE PRONALASKA

Ovaj pronalazak se odnosi na zaštitu električnih sistema i, preciznije, na metodu za merenje, analizu i razlikovanje signala za određivanje curenja i/ili struja kvara u električnim uređajima koji se napajaju takvim sistemima. Pronalazak se takođe odnosi na prepoznavanje frekvencijskih komponenti struja u električnim sistemima. Pronalazak se dalje odnosi na metode za otkrivanje zemljospoja i visokofrekventnih struja curenja, posebno, iako ne isključivo, u mrežama napajanja sa izolovanim neutralnim (IT) i/ili ograničenim zemljospojevima, a posebno u mrežama napajanja u opasnim područjima. kao što su, ali ne ograničavajući se na mine. Pronalazak se takođe odnosi na metodu za poboljšanje pouzdanosti releja u detekciji curenja u zemlju, posebno kada releji rade zajedno sa elektronikom za prebacivanje snage, uključujući, ali ne ograničavajući se na pogone sa promenljivom brzinom. Pronalazak se dalje odnosi na metodu za tumačenje širokopojasnih mernih signala za identifikaciju potencijalnih opasnosti koje mogu nastati usled rada prekidačke elektronike, umesto na odbacivanje signala kao što je šum radi lakše analize. Metoda uključuje analizu signala u realnom vremenu sa više pretvarača ili mjernih mjesta u cilju dobijanja informacija o dijagnozi i lokaciji kvara u mrežama napajanja sa izolovanim neutralnim elementom.

POZADINA PRONALASKA

Uređaji za curenje u zemlju su kritična komponenta električne sigurnosti i često su propisani propisima. Zaštita od curenja u zemlji je dizajnirana da poboljša sigurnost bez unošenja neželjenih i nepotrebnih izobličenja u električni sistem na koji je povezan zaštitni uređaj od curenja u zemlju. Curenje u zemlji i struje kvara u električnim instalacijama mogu, u najgorem slučaju, dovesti do strujnog udara i/ili stvaranja luka. Za razliku od prekidača, koji detektuju prekomernu struju, a zatim izoluju električni sistem na koji je prekidač povezan, uređaji za propuštanje uzemljenja prvenstveno se koriste za zaštitu osoblja od strujnog udara. Prekidač preopterećenja je dizajniran da otvori strujni krug kada struja premaši unaprijed određenu granicu. Ako je struja koja može dovesti do smrtonosnog strujnog udara manja od nekoliko ampera za manje od nekoliko sekundi, prekidač preopterećenja pruža malu ili nikakvu zaštitu od udara. Zaštitni uređaji od curenja u zemlju su tipično ocijenjeni za struje okidanja ili kvara od 10 do 100 mA i vrijeme prekida od 40 do 100 milisekundi nakon što se otkrije struja kvara. Uređaji za odvodnjavanje u zemlju su zasnovani na principu da količina struje koja ulazi u uređaj kroz dovode za napajanje mora biti potpuno ista kao i količina struje koja izlazi iz uređaja kroz dovode za napajanje, te da svako odstupanje nastaje zbog curenja struje i/ili nekontrolisana struja grananja na kabl i/ili fizičko uzemljenje.

Ako postoji kvar u električnom ožičenju električnog uređaja koji omogućava da se otvoreno kućište uređaja spoji na aktivni izvor pod naponom, osoba koja je u kontaktu s uređajem pod naponom može dobiti strujni udar jer takav kontakt stvara paralelni put na uzemljenje za struju umjesto da slijedi kroz neutralne ili druge vodove napajanja. U ovoj situaciji se primjenjuje zaštitni uređaj od curenja u zemlju. Prekidač normalno neće reagovati na malu, iako fatalnu, dodatnu struju.

U uređaju za zaštitu od curenja u zemlji, struja odvoda u zemlji se prati poređenjem otpornih i neutralnih struja koje teku kroz petlju, obično pomoću jednostavan lek mjerenje struje inducirane u zavojnici kroz koju prolaze obje žice. U normalnim uslovima, jednake i suprotne struje će teći u aktivnom i neutralnom provodniku, respektivno, pa stoga neće biti indukovane struje u zavojnici. Tehnika praćenja je podjednako primjenjiva na trofazni sistem(sa ili bez neutralnog priključka), gdje se napaja sva struja opterećenja fazne žice, moraju se vratiti kroz iste fazne žice. Struja inducirana u zavojnici neuravnoteženim dovodnim i povratnim aktivnim i neutralnim strujama zbog kabla i/ili fizičkog stanja curenja uzemljenja može se koristiti za pokretanje prekida petlje pomoću sklopne opreme ili releja.

Nisu svi električni sistemi zaštićeni uređajima za uzemljenje. Takvi uređaji su relativno skupi i mogu biti podložni neželjenom radu (smetnjama), jer mogu postojati okolnosti u kojima može doći do neravnoteže između aktivne i neutralne struje bez ikakvih sigurnosnih implikacija. Ovo posebno važi za sisteme koji uključuju opterećenja koja sadrže prekidačku elektroniku sa filterom buke zajedničkog moda. U takvim opterećenjima, određeni nivo struje curenja uzemljenja je normalan, ne ukazuje nužno na kvar i često ne predstavlja opasnost od strujnog udara. Činjenica da takva opterećenja stvaraju struju curenja u normalnim uvjetima bez oštećenja otežava otkrivanje stvarnog kvara uzemljenja, kao i određivanje prihvatljivog nivoa struje curenja. Kompromis se obično postiže između sigurnosti i operativne stvarnosti u određivanju količine upotrebe uređaja za uzemljenje i/ili nivoa struje curenja koja može teći prije sigurnosnog putovanja.

Rad smetnji se može svesti na najmanju moguću mjeru korištenjem posebnih uređaja za zaštitu od curenja uzemljenja za pojedinačne dijelove opreme koja se štiti. U takvim slučajevima, pragovi propuštanja u zemlju mogu se optimizirati za pojedinačne uređaje. Ekonomičnija alternativa bila bi postavljanje poznatog uređaja za curenje na strujno kolo koje ima zaštitnik od curenja uzemljenja s višim pragom aktiviranja.

Propisi za uzemljenje sistema razlikuju se od zemlje do zemlje. Zaštitno uzemljenje osigurava da sve izložene provodne površine budu pod istim električnim potencijalom kao i površina zemlje kako bi se izbjegao rizik od električnog udara ako osoba dotakne uređaj na kojem je došlo do kvara izolacije. Ovo osigurava da u slučaju kvara izolacije, visoka struja koji će upravljati uređajem za zaštitu od prekomjerne struje kao što je osigurač ili prekidač, čime će prekinuti napajanje.

Različiti krugovi curenja uzemljenja i zaštitni uređaji su otkriveni u patentnoj literaturi, na primjer u EP 0880213. Ovaj patent otkriva krug za otkrivanje curenja uzemljenja uključujući pretvarač struje curenja uzemljenja za napajanje strujom koja odgovara struji curenja uzemljenja u strujnom kolu koje treba zaštititi. . Sadrži element za skladištenje koji je spojen na kolo i opterećenje povezano paralelno sa elementom za skladištenje, kao i kolo za poređenje najmanje jednog dijela napona na elementu za skladištenje s prvom vrijednošću praga. Takva šema je također otkrivena u njemačkoj patentnoj prijavi br. 3,807,935.

U slučaju prekidača za propuštanje uzemljenja otkrivenog u gornjoj njemačkoj patentnoj prijavi, uobičajeni strujni pretvarač se koristi za otkrivanje curenja u zemlji i za generiranje struje koja odgovara vrijednosti curenja u zemlji i koja se dovodi do elementa za skladištenje u obliku kondenzatora. Paralelno sa navedenim kondenzatorom je priključeno opterećenje koje uključuje djelitelj napona kako bi se dobio parcijalni napon od onog koji postoji na kondenzatoru, a ovaj parcijalni napon se uspoređuje sa kontrolnim naponom. U slučaju neprihvatljive struje curenja, parcijalni napon izvučen iz kondenzatora bit će veći kontrolni napon, koji će aktivirati mehanizam okidanja pri čemu će se prekinuti strujni krug u kojem dolazi do curenja uzemljenja. Ovaj poznati krug za detekciju curenja u zemlji ima nedostatak što tokom punjenja kondenzatora, opterećenje koje stvara djelitelj napona već troši struju, uzrokujući da se kondenzatoru puni duže i da se energija gubi. Svrha pronalaska otkrivenog u ovom patentu je da predloži krug za detekciju curenja u zemlju, gde je opterećenje opremljeno krugom praga, tako da ako napon na elementu za skladištenje pređe prvu vrednost praga, merenje se vrši pri strujnom proporcionalno struji odvoda u zemlji. Mehanizam okidanja reaguje ako mjerenje struje otkrije da je struja curenja uzemljenja pretjerano visoka.

U još jednom primjeru, US patent br. 3,737,726, otkriven je detektor curenja uzemljenja za upravljanje sredstvom za prekidanje radnog kola, uključujući trofazni transformator za zaštitu kabla koji ima sekundarni namotaj sa odvojcima, sredstvo za ispravljanje napona induciranih u sekundarni namotaj kao rezultat neravnoteže, za napajanje višeg i nižeg napona, prvi uređaj za skladištenje koji se puni do unaprijed određenog napona pomoću većeg ispravljenog napona, prvi sklopni uređaj koji se napaja od prvog uređaja za skladištenje nakon punjenja, a drugi uređaj za skladištenje koji se puni nižim ispravljenim naponom, i drugi sklopni uređaj, koji je pod naponom kada je prvi sklopni uređaj pod naponom kako bi se omogućilo da se drugi uređaj za pohranu isprazni do navedenog sredstva za prekidanje strujnog kruga za upravljanje potonjem kroz drugo prebacivanje znači.

Rudarska industrija ubrzano raste u upotrebi elektronike za prebacivanje snage kao što su pogoni s promjenjivom brzinom za mobilnu rudarsku opremu, transportere, pumpe, ventilatore i postrojenja i opremu za preradu. Bez obzira na primjenu, pogoni s promjenjivom brzinom (ponekad se nazivaju i pogoni s promjenjivim naponom, VVVF ili V3F pretvarači s promjenjivom frekvencijom) mogu uvesti struju napajanja i harmonike frekvencije prebacivanja i provodenu buku, što rezultira efektima na drugu opremu kao što su kontrolni i zaštitni releji . Izražena je zabrinutost u vezi sa pouzdanošću zaštitnih releja na terenu kada rade zajedno sa pogonom s promjenjivom brzinom u odnosu na električnu sigurnost. Preciznije, postoje problemi s relejima u pogledu detekcije curenja uzemljenja, kontinuiteta uzemljenja i blokade zemljospoja kada se relej radi u kombinaciji s pogonima s promjenjivom brzinom i sličnom elektronskom opremom za prebacivanje snage.

Ovi problemi spadaju u dvije široke kategorije.

1. Električne smetnje tokom rada zaštitnog releja, koje stvara elektronika za prebacivanje snage, koje degradiraju zaštitna funkcija relej, što često dovodi do smetnji u radu.

2. Prava degradacija kola električna zaštita, posebno na izolovano-neutralnim mrežama napajanja ograničenim zemljospojevima, gdje se uobičajeno koriste filteri zajedničkog moda sa elektronikom za prebacivanje snage, može stvoriti alternativne puteve kvarova za struju veće frekvencije koja nije ograničena impedancijom neutral-zemlja, što može dovesti do povišenog kontaktni potencijali tokom stanja kvara.

Zaštitni releji od curenja uzemljenja koji koriste pragove veličine ili vremenske/strujne karakteristike za aplikacije frekvencije električne mreže, izolovane neutralne mreže i opasna područja već su poznati u struci. Poznati su i releji koji otkrivaju kvarove u električnim mrežama i opasne potencijale na mjestima na koja se može stati ili dodirnuti. Poznato je i korištenje frekvencijske analize za identifikaciju spektra u analizama signala i za identifikaciju prisutnosti električni luk u električnim sistemima.

Frekventne komponente (harmonici) koje nisu posebno povezane sa frekvencijom električnog sistema su posledica relativno nedavnog napretka u tehnologiji elektronskog napajanja. Prije uvođenja moderne elektronike u industrijske procese, malo je vjerovatno da će DC signali i AC signali više neelektrične frekvencije biti prisutni u mjerenjima zaštite od curenja u zemlju. Postoje različiti scenariji u kojima je moguće da se signali različiti od električnih frekvencija i harmonika električne frekvencije dovode do zaštitnog zemljospoja zbog instalirane energetske elektronike. Neki od ovih scenarija predstavljaju kvarove, neki predstavljaju normalan rad električnog sistema.

Uobičajene struje petlje uzemljenja se ponekad uvode posebnim dizajnom filtriranja koji se primjenjuje na komutirajuću energetsku elektroniku kako bi se minimizirao vođeni i zračeni električni šum i na taj način osigurala elektromagnetna kompatibilnost sa drugim električnim sistemima. Kada se primjenjuju na izoliranu neutralnu mrežu, struje petlje zajedničkog moda predstavljaju potencijalno nekontrolirani tok energije u opasnoj okolini jer je povratna struja podijeljena između uzemljenja kabela i fizičkog uzemljenja u omjeru koji je obrnuto proporcionalan dotičnoj petlji. impedanse. Budući da struja teče do fizičkog tla, više se ne može kontrolirati konvencionalnim kontrolama za usporavanje plamena. Izvori vjerovatnog paljenja nisu ograničeni na osnovnu frekvenciju.

Slično, potencijal dodira zemljospoja izolovane neutralne mreže je u potpunosti kontrolisan i impedansom ograničenja zemljospoja i proaktivnim merenjem kontinuiteta uzemljenja kabla. Ovo se obično zasniva na jednoj primarnoj zaštitnoj zvijezdi i završnoj impedansi. Povezivanje opreme paralelno sa zajedničkim EMC filterima može smanjiti nivo zaštite koji pruža ovaj tip sistema napajanja.

U pokušaju da se smanje nepotrebna okidanja releja, upotreba filtriranja signala ili smanjene širine pojasa može maskirati potencijalno opasne događaje koji rezultiraju kontinuiranim protokom istosmjerne struje ili naizmjenične struje više frekvencije što može uzrokovati iskrenje, oštećenje, ozljede ili smrt osoblja. Iako je moguće mjeriti signale sa opreme dok se radi pod zemljom, korištenje konvencionalne opreme za takva mjerenja je obično vrlo opasno i protivno propisima. Opasna (potencijalno eksplozivna) okruženja sprečavaju upotrebu konvencionalne električne opreme za mjerenje jednosmjernih ili višefrekventnih AC signala uobičajenog moda. Štaviše, ručna upotreba mjerne opreme neće biti rutinska ili kontinuirana. U nedostatku podataka mjerenja, nije očito da neželjene struje teku, a ako se ne provjeri, takve struje mogu biti prisutne na opasnim nivoima.

Slično, može se pokazati da paralelna komutirajuća energetska elektronika koja uključuje filtriranje zajedničkog moda radi smanjenja buke može rezultirati velikim cirkulirajućim strujama tokom stanja kvara koje se ne vraćaju kroz impedanciju ograničenja greške. Komponenta ovih struja je direktno povezana sa nosiocem ili frekvencijom prebacivanja energetske elektronike, a ne sa generisanom električnom frekvencijom ili harmonicima generisane električne frekvencije. Zaštitna oprema koja se ne može nositi s problemom struje veće frekvencije (noseća frekvencija i njeni harmonici) zbog namjernog ograničenja propusnog opsega za praćenje neće otkriti ove struje kvara i možda neće ukloniti stanje kvara osim ako se trenutne komponente u njenom propusnom opsegu za praćenje također ne kreiraju na vrijeme nastanka štete.

Velika većina postojećih električnih zaštitnih uređaja je podešena na osnovnu električnu frekvenciju (50 Hz ili 60 Hz) i stoga ne prihvata istosmjerne i višefrekventne struje odvoda u zemlji koje još uvijek teku i potencijalno uzrokuju stvaranje luka ili električni udar bez ometajućeg djelovanja nadzorni relej. Releji koji su dizajnirani za otkrivanje lezija u obliku luka su osjetljivi na visoke frekvencije, ali se oslanjaju na prethodno postojanje luka za detekciju i ne sprječavaju stvaranje luka u prvom slučaju. Oni su također tipično podešeni na prolazne struje, a ne na struje ustaljenog stanja, odgovaraju na spektre struje širokog pojasa (ne specifične harmonijske spektre) i ne analiziraju pojedinačne frekvencijske spektre koji karakteriziraju harmonike električnih ili sklopnih frekvencija u energetskoj elektronici.

Postoji stalna potreba za poboljšanjem poznatih metoda i uređaja za otkrivanje kvarova i struja curenja u električnim sistemima kako bi se održala i poboljšala sigurnost takvih sistema i uključila trenutna dostignuća u tehnologiji energetske elektronike koju napajaju ovi sistemi. Preciznije, moderna prekidačka elektronika i tehnike za suzbijanje električne buke, tipično dizajnirane za upotrebu u sistemu višestrukog uzemljenja (MEN), imaju specifične karakteristike koje mogu uticati na struju curenja uzemljenja i kontaktne potencijale kada je takva elektronika instalirana u mreži sa izolovanom neutralnom ili ograničenom zemljospoj.

Nivo napona signala smetnji i izvora struje su električni slabi, pa na njih mogu utjecati vanjski izvori. Prisustvo drugih izvora otežava tumačenje niskonaponskih mjernih signala. Smetnje se mogu manifestirati kao pseudo-kvarovi zaštite, kvarovi releja ili kvarovi zaštite.

U radu, pogoni s promjenjivom brzinom ispravljaju izmjeničnu struju iz mreže kako bi kontrolirali visokokapacitivnu DC vezu. Trajanje aktivnog (preklopnog) izlaznog impulsa energetske elektronike modulira napone DC veze kako bi se proizveo AC napon i izlazni val promjenjive frekvencije. Struje kontrolne petlje predstavljaju potencijalno nekontrolisani tok energije u opasnom okruženju. U izolovanoj neutralnoj mreži, povratna struja se dijeli između kabla i fizičkog uzemljenja u određenom pogledu u odnosu na impedancije paralelnog kola. Izvori smetnji koji uzrokuju ove struje petlje mogu premašiti granice industrijske sigurnosti pod određenim uvjetima. Ako struja teče u fizičkom tlu, ona je u opasnom okruženju i van kontrola otpornih na vatru. Kontaktni potencijali i izvori paljenja nisu nužno ograničeni na 50 Hz i mogu biti jednako opasni na visokim frekvencijama.

Inicijative za povećanje imuniteta zaštitnog releja mogu prikriti potencijalno opasne situacije. Trajne smetnje u uzemljenju kablova mogu ukazivati ​​na cirkulišuće ​​struje visoke frekvencije. Proizvođači aktivno smanjuju osjetljivost releja za kontrolu buke uzemljenja. Koriste se efikasan način smanjenja osjetljivosti kao što su korelacija signala i sinhroni komunikacijski kodovi za otkrivanje/ispravljanje grešaka u filtriranju za inteligentne terminale. Međutim, postoji sigurnosni problem s poznatim dizajnom u kojem je relej napravljen manje osjetljiv na kontrolu buke tla - tj. uporniji, može prikriti stanje kada se izvori smetnji približavaju opasnim nivoima.

Visokofrekventne struje zajedničkog moda u petljama su glavna posljedica moderna tehnologija pokreće i ne može se eliminisati. Smanjenje ovih struja je funkcija kontrolne impedanse odgovarajućeg kola, čime se kontroliše put kojim se te struje vraćaju do izvora.

Električni zaštitni uređaji pogodni za upotrebu u opasnim (eksplozivnim) okruženjima su strogo regulirani australskim i međunarodnim standardima, a certifikate objavljuju i održavaju nezavisna tijela. U vrijeme podnošenja patentne prijave, certificirani električni zaštitni uređaji s dovoljnom širinom pojasa da pravilno izoluju struje nosioca ili frekvencije prebacivanja koje generiraju pogoni energetske elektronike nisu široko dostupni za upotrebu u opasnim okruženjima kao što su rudnici.

Postoji potreba da se pozabave gore navedenim pitanjima kako bi se poboljšala sigurnost, posebno, iako ne isključivo u opasnim (potencijalno eksplozivnim) okruženjima, poboljšanjem sigurnosti detekcije curenja u zemlju.

INVENCIJA

Predmetni pronalazak pruža metodu za detekciju struja kvara, uključujući opseg buke, kako bi se izbjegla operativna sigurnost problema curenja uzemljenja, kontinuiteta uzemljenja i releja za blokadu zemljospoja koji se koriste u kombinaciji sa pogonima s promjenjivom brzinom.

U pokušaju da se smanje ili eliminišu problemi prethodnog stanja tehnike identifikovani gore, ovaj pronalazak je usmeren na metodu za merenje, analizu i razlikovanje curenja struje, strujnih komponenti i/ili struja kvara u električnim sistemima. Pronalazak dalje pruža metode za detekciju istosmjernog i višefrekventnog zemljospoja i struja curenja, posebno, iako ne isključivo, u izolovanim neutralnim mrežama sa ograničenim kvarom u opasnim područjima kao što su, ali ne ograničavajući se na rudnici. Pronalazak dalje pruža metodu za otkrivanje kvarova i struja curenja u pogonima s promjenjivom brzinom korištenjem opsega šuma za otkrivanje kvarova kao što je curenje u zemlji. Ovaj pronalazak dalje pruža metodu za analizu frekvencijskog sadržaja struja petlje uzemljenja koja se odnosi na komutaciju energetske elektronike u izolovanoj neutralnoj mreži napajanja za rad zaštitne opreme ili za pružanje upozorenja i dijagnostičkih informacija u vezi sa abnormalnim promjenama u spektru struje curenja.

Primjena naprednih tehnika izdvajanja signala i naknadna analiza ovih signala u odnosu na karakteristike zaštite od curenja u izolovanoj neutralnoj mreži je nova i jedinstvena. Prema jednoj poželjnoj realizaciji, komponente signala se analiziraju kao i ranije, ali se filtriraju pomoću postojećih električnih zaštitnih uređaja. Ako zaštitna oprema nije u stanju da nadgleda ove signalne komponente, napredna interpretacija neće biti moguća. Jednom kada se primaju signalni podaci, podaci se mogu protumačiti tako da ukazuju na stvarnu štetu, kvar komponente ili nenamjernu modifikaciju kabla koja nije rezultirala opasnim stanjem, ali se može dogoditi u budućnosti. Nedostatak analize cijelog spektra signala za identifikaciju opasnosti je nepoželjan.

Kada se dobije informacija o signalu, može se analizirati i interpretirati za određenu primjenu, a dijagnostičke informacije se mogu dobiti u vezi sa izvorom curenja u zemlju. Na primjer, izvor nenormalne promjene struje curenja može biti pogon s promjenjivom brzinom koji radi na određenoj osnovnoj frekvenciji i jedinstvenoj frekvenciji prebacivanja. Takve informacije se mogu koristiti za lociranje izvora struje curenja (vjerovatno jednostavno kao jedan oštećeni kondenzator) u složenom sistemu.

Metoda prema pronalasku može se primijeniti na različitim lokacijama u mreži. Na primjer, kada se primjenjuje na primarnu zaštitnu zvijezdu neutralne mreže s ograničenim kvarom, omogućava da se prikupljeni podaci koriste za daljinsko otkrivanje, praćenje i dijagnosticiranje curenja u zemlju i drugih kvarova u opremi koja radi pod zemljom ili u opasnom okruženju, bez upotreba konvencionalnog merni alati i analiza u najopasnijoj zoni.

Jedna svrha ovog pronalaska je da poboljša imunitet zaštitnog releja koji može maskirati potencijalno opasne situacije obezbjeđivanjem širokopojasne mjerne opreme koja je potrebna za praćenje kola, struja i napona uobičajenog načina rada. Drugi cilj ovog pronalaska je smanjenje broja neprekidnih neželjenih okidanja releja u zaštiti uzemljenja. Drugi cilj ovog pronalaska je da obezbedi metod za tumačenje signala buke i struja uzemljenja koji su povezani sa upotrebom promenljivih brzina u izolovanoj neutralnoj mreži napajanja.

Jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi metodu za detekciju prisustva jednosmerne struje i/ili struja curenja veće frekvencije kako bi se omogućilo aktiviranje zaštitne opreme kako bi se eliminisale potencijalne opasnosti kao što su zapaljenje luka ili varnica u eksplozivnoj atmosferi, potencijal na mjesto na koje se može zgaziti ili dodirnuti, kao opasnost za osoblje u kontaktu sa opremom koja se napaja, te pregrijavanje električnih dijelova i sklopova kao rezultat nesimuliranih tokova energije.

Još jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi električni sistem, metod za karakterizaciju energije u stacionarnom stanju i harmonika frekvencije komutacije kako bi se obezbedile dijagnostičke informacije koje bi pomogle u identifikaciji, izolaciji ili popravci opreme koja uzrokuje štetu za aktiviranje električne zaštitne opreme.

Pronalazak dalje pruža metodu za tumačenje podataka otvorenog opsega tako da dotična osoba može utvrditi da li pogon s promjenjivom brzinom uzrokuje struju curenja.

Pronalazak takođe obezbeđuje relej koji je sposoban da detektuje i interpretira podatke koji omogućavaju određivanje izvora curenja u zemlji i, preciznije, curenja u zemlji iz pogona sa promenljivom brzinom.

U jednom širem obliku, ovaj izum uključuje:

Relej sposoban da detektuje istosmjerne signale ili signale više frekvencije koji su relevantni za normalan rad sklopne energetske elektronike (za razliku od prolaznog električnog šuma ili stanja kvara) u svrhu analize struja curenja uzemljenja kako bi se aktivirala zaštitna oprema.

U drugom širem obliku, ovaj izum uključuje:

Metoda za otkrivanje i tumačenje istosmjernih i viših frekvencijskih signala za dobivanje dijagnostičkih informacija koje pomažu u identifikaciji, izolaciji ili popravci opreme koja stvara struju curenja putem:

a) uzorkovanje električnog signala koji generira sklopni elektronski uređaj,

b) analizira uzorkovane podatke signala kako bi se dobile karakteristike koje mogu jedinstveno identificirati izvor signala,

c) poređenje karakteristika podataka sa onima poznate opreme, sa ekvivalentnim podacima uzetim sa iste opreme u neko drugo vrijeme,

d) tumačenje uzorkovanog signala da se vidi da li podaci ukazuju na električnu opasnost.

Ovaj izum dalje pruža metodu za mjerenje, analizu i određivanje struja curenja i/ili kvarova u električnim sistemima, uključujući prekidačku energetsku elektroniku, i omogućava, čitanjem i interpretacijom uzorkovanih signala, da se identifikuju:

a) DC curenja ili struje kvara;

b) osnovne i harmonijske komponente struja frekvencije mreže;

c) osnovne i harmonijske struje sklopnog pretvarača.

U još jednom širokom aspektu, metode ovog pronalaska uključuju:

Metoda za otkrivanje i tumačenje električnih signala koji proizlaze iz sklopne energetske elektronike u električnom sistemu kako bi se omogućila analiza ovih signala za određivanje curenja uzemljenja ili kvara;

pri čemu metoda uključuje sljedeće korake:

a) uzorkovanje signala koji generiše električni uređaj,

b) mjerenje na jednoj ili više tačaka električnog sistema koji napaja uređaj,

c) diskretizacija struje ili grupe struja koje teku u električnom sistemu,

d) pretvaranje uzorkovanih signala u oblik podataka pogodan za analizu;

e) analizu ovih podataka kako bi se utvrdilo da li ukazuju na oštećenje ili potencijalnu štetu u povezanoj opremi energetske elektronike;

f) tumačenje podataka da se vidi da li ukazuju na električnu opasnost.

Prema jednom poželjnom ostvarenju, metoda dalje uključuje sljedeće korake:

a) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako struja curenja električne frekvencije ili harmonika prelazi određene nivoe i trajanja,

b) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako je DC ili više frekvencijska struja curenja na prekomjernom nivou,

c) pružanje dijagnostičkih informacija u vezi sa karakteristikama opreme koja bi mogla biti uzrok otkrivenih signala curenja.

Prema jednoj poželjnoj realizaciji, merenje se može izvršiti na jednoj ili više tačaka posmatranja u električnom sistemu, kao što je jedan provodnik, grupa provodnika, direktno merenje jedne struje u paralelnoj grani, da bi se zaključila struja koja teče u drugu paralelnu granu. Poželjno je da se uzorkovani podaci vremenske domene konvertuju u frekvenciju korišćenjem diskretnih Fourierovih transformacija, brzih Fourierovih transformacija ili sličnih priznatih tehnika obrade signala.

Prema jednoj poželjnoj realizaciji, interpretacija identificiranih struja u nekoj pretpostavljenoj operativnoj topologiji i stanju omogućava da se zaključi jedan ili više od sljedećih događaja i/ili parametara:

(i) curenje istosmjerne struje do fizičke ili žičane mase;

(ii) curenje osnovnih i harmonijskih struja frekvencije mreže na fizičku ili žičanu zemlju;

(iv) curenje struja osnovnih i harmonijskih sklopnih pretvarača na fizičku ili ožičenu masu;

(v) nazivnu frekvenciju uključivanja energetskog pretvarača;

(vi) neefikasne ili neispravne filtere zajedničkog moda na preklopnim pretvaračima ili opremi koja se napaja preko prekidačkih pretvarača.

Prema jednom poželjnom ostvarenju, metoda koristi širokopojasne analize frekvencijskog domena, i umjetna inteligencija(uključujući, ali ne ograničavajući se na prepoznavanje uzoraka) za identifikaciju električne snage i osnovnih frekvencija i preklopnih harmonika u aktivnoj fazi, neutralni, zemaljskim kontrolnim provodnicima i električnim mrežama.

Ovaj pronalazak pruža alternativu prethodnom stanju tehnike i identifikovane nedostatke. Gore navedeni i drugi objekti i prednosti će postati očigledni iz sljedećeg opisa. Opis se poziva na prateće slike, koje su deo njega i koje, kao primer, pokazuju specifične realizacije pronalaska u praksi. Ova izvođenja će biti opisana dovoljno detaljno da bi se omogućilo stručnjacima da praktikuju pronalazak, pri čemu se podrazumeva da se mogu koristiti i druge realizacije i da se promene dizajna mogu izvršiti bez kršenja obima pronalaska. Dakle, sljedeće Detaljan opis ne treba shvatiti u ograničavajućem smislu, a obim ovog pronalaska najbolje je definisan u priloženim patentnim zahtjevima.

DETALJAN OPIS

Sadašnji pronalazak će sada biti detaljnije opisan u poželjnoj, ali neograničavajućoj, realizaciji.

Navedeni primjeri su ilustrativni i ne bi se trebali tumačiti kao ograničavajući obim izuma. Iako ovaj dokument opisuje različite varijante implementaciju pronalaska, treba shvatiti da se oni mogu modifikovati, i stoga otkrivanja ovde ne treba tumačiti kao ograničavanje tačnih detalja navedenih, već kao omogućavanje takvih promena koje spadaju u obim opisa. Iako će aspekti metode i aparata ovog pronalaska biti opisani s obzirom na njihovu upotrebu u izolovanim neutralnim mrežama, treba shvatiti da pronalazak ima alternativne primjene.

Metoda mjerenja, analize i interpretacije

Prema metodologiji, prvi korak je mjerenje signala i dobijanje podataka potrebnih za analizu. To se radi digitalnim uzorkovanjem.

Merenje signala

Digitalno uzorkovanje struje ili grupe struja se izvodi sa dovoljnom širinom pojasa za ispravnu rekonstrukciju amplitude i faze generisane električne frekvencije i njenih harmonika, kao i glavne noseće frekvencije prekidačke elektronike i modulacionog bočnog pojasa. Širina opsega uzorkovanja uključuje DC.

Mjerenje se može izvesti na jednoj ili više posmatračkih tačaka u električnom sistemu:

a) jedan provodnik (uzemljenje, neutralni ili odvojeni fazni provodnik);

b) grupa provodnika (istovremeno uzorkovanje tri provodnika pojedinačnih faza i/ili nule (ako ih ima) kao strujnog bilansa, kako bi se direktno izmjerila rezidualna struja ili struja curenja na trofaznom snopu);

c) direktno mjerenje jedne struje u paralelnoj grani kako bi se zaključila struja koja teče u drugoj paralelnoj grani sa odgovarajućim pretpostavkama o impedansama grana (npr. mjerenje struje uzemljenja kabla u kombinaciji sa zaostalom strujom tri faze da bi se zaključila struja koja teče u fizičko tlo).

d) mjerenje jednosmjerne struje u paralelnim granama koristeći veličinu, fazu i frekvencijski sadržaj mjerenja kako bi se utvrdilo koja grana ima zemljospoj i/ili ukupan protok struje zemljospoja.

Konverzija signala

Uzorkovani podaci vremenske domene se konvertuju u frekvencijski domen korišćenjem diskretnih Fourierovih transformacija, brzih Fourierovih transformacija ili slične tehnike obrade prepoznatih signala. Ova transformacija daje veličinu i fazu svake frekvencijske komponente u uzorkovanim podacima u frekvencijskom domenu.

Amplitudni spektar podataka u frekvencijskom domenu generiranih diskretnom ili brzom Fourierovom transformacijom je ograničen tako da zanemari širokopojasni šum i ostavi samo značajne spektralne linije povezane sa specifičnim frekvencijskim komponentama od interesa.

Analiza signala

Informacije o frekvencijskoj domeni koriste se za:

identifikacija osnovne električne frekvencije (koju može generirati opterećenje preko varijabilne elektronike ili na fiksnoj mrežnoj frekvenciji (obično 50/60 Hz). Ako postoji jednosmjerna komponenta, ona se identifikuje. Ovisno o tome gdje se mjerenje vrši, električna frekvencija i harmonici nižeg reda mogu ili ne moraju biti prisutni.

Ako je osnovna električna frekvencija identificirana, harmonici električne frekvencije su određeni veličinom i frekvencijom (obično cjelobrojni višekratnici osnovne električne frekvencije). Ako postoji više komutacijskih elektroničkih modula, električna frekvencija i nekoliko harmonika te frekvencije mogu se detektirati.

Osnovna frekvencija prebacivanja (ili nosilac) je identificirana za opterećenja koja uključuju istosmjernu ili promjenjivu (generiranu) naizmenične struje od sklopne elektronike. Ako se detektuje više nosećih frekvencija, one se razlikuju identifikacijom kombinacionih komponenti u odnosu na identifikovane osnovne električne frekvencije.

Ove informacije se zatim mogu koristiti za:

i) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako električna frekvencija ili harmonijske struje curenja prelaze specificirane nivoe i trajanja;

ii) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako su struje curenja visoke frekvencije na prekomjernom nivou;

iii) Upozorenja da visokofrekventne struje postoje u amplitudi koja je uzrok zabrinutosti s obzirom na njihovu lokaciju i pruža dijagnostičke informacije koje pomažu u lociranju izvora (npr. uzrok signala je pogon s promjenjivom brzinom koji radi na osnovnoj frekvenciji od 40 Hz, kada se prebaci na 3,4 kHz) da ukaže da primjetna promjena koja se upravo dogodila u nivou detektovanih frekvencijskih komponenti signala može ukazivati ​​na oštećenje sklopa ili dijela, ili neprihvatljivu promjenu u kablovskoj infrastrukturi.

Prema metodi se iz podataka signala može zaključiti da nešto nije u redu (postoji potencijalna, ako ne i stvarna šteta), na primjer, postoje struje koje ne bi trebale biti prisutne. Nudeći relej sa proširenim propusnim opsegom koji uključuje frekventne komponente koje zaštitna oprema inače ne uzima u obzir, i koristeći obradu signala za karakterizaciju signala koje detektuje, takav relej je u stanju da pruži vrhunsku zaštitu i samim tim povećanu sigurnost koja je potrebna zbog sve šire primjene moderne sklopne energetske elektronike u opasnim područjima.

Osim toga, stručnjaci u ovoj oblasti će cijeniti da se mnoge promjene i modifikacije mogu napraviti u pronalasku bez kršenja opće ideje i obima pronalaska kako je ovdje široko opisano.

1. Metoda za digitalno uzorkovanje struje ili grupe struja u električnom sistemu, koja uključuje korištenje dovoljnog frekvencijskog opsega u navedenom uzorkovanju za rekonstrukciju amplitude i faze generirane električne frekvencije i njenih harmonika i glavne noseće frekvencije prekidačka elektronika i modulacioni bočni pojasevi.

2. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 1, naznačena time što širina opsega uzorkovanja uključuje jednosmernu struju.

3. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 2, naznačena time što se uzorkovanje izvodi na jednoj ili više tačaka posmatranja u električnom sistemu.

4. Metoda digitalnog uzorkovanja prema patentnom zahtjevu 3, naznačena time što tačke posmatranja uključuju jedan provodnik ili grupu provodnika.

5. Metoda digitalnog uzorkovanja prema patentnom zahtjevu 4, naznačena time što se jedan provodnik bira između provodnika za uzemljenje, neutralne ili zasebne faze.

6. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 4, koja dalje uključuje korak istovremenog uzorkovanja tri provodnika pojedinačnih faza radi direktnog mjerenja zaostale struje ili struje curenja na snopu tri faze.

7. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 4, uključujući korak direktnog mjerenja jedne struje u paralelnoj grani kako bi se zaključila struja koja teče u drugoj paralelnoj grani.

8. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 4, koja dalje uključuje korak mjerenja relativnih impedansi grana u struji uzemljenja kabla u kombinaciji sa zaostalom strujom tri faze da bi se zaključila struja koja teče u fizičkoj zemlji.

9. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 8, koja dalje sadrži korak pretvaranja signala u frekvencijski domen.

10. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 9, naznačena time što se u frekvencijskom domenu koristi metoda obrade signala, odabrana između diskretnih Fourierovih transformacija ili brzih Fourierovih transformacija.

11. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 10, koja dalje sadrži korak pretvaranja signala da bi se dobila veličina i faza svake frekvencijske komponente u uzorkovanim podacima frekvencijskog domena.

12. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 11, naznačena time što je spektar podataka u frekvencijskom domenu dobivenih diskretnom ili brzom Fourierovom transformacijom ograničen tako da se ne uzima u obzir širokopojasni dno šuma.

13. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 12, koja dalje sadrži korak ostavljanja samo značajnih spektralnih linija povezanih sa određenim komponentnim frekvencijama od interesa.

14. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 13, koja dalje sadrži korak analize podataka u frekvencijskom domenu za određivanje osnovne električne frekvencije.

15. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 14, naznačena time što analiza frekvencijskog domena identifikuje spektre u analizama signala i identifikuje prisustvo električnog luka u električnom sistemu.

16. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 15, naznačena time što je DC komponenta identificirana, ako postoji.

17. Metoda digitalnog uzorkovanja prema patentnom zahtjevu 16, naznačena time što, ovisno o tome da li je osnovna električna frekvencija identificirana, harmonici električne frekvencije koji su cjelobrojni višekratnici osnovne električne frekvencije se identifikuju po veličini i frekvenciji.

18. Metoda digitalnog uzorkovanja prema patentnom zahtjevu 17, koja dalje sadrži korak da, ako postoji više sklopnih elektronika u sistemu, može se detektovati više električnih frekvencija i harmonika te frekvencije.

19. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 18, naznačena time što je glavna (ili noseća) frekvencija prebacivanja identificirana za opterećenja koja uključuju jednosmjernu ili naizmjeničnu struju generiranu električnom frekvencijom generiranom od sklopne elektronike.

20. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 19, naznačena time što, ako je detektovano nekoliko nosećih frekvencija, one se razlikuju identifikacijom kombinacijskih komponenti u odnosu na glavne električne frekvencije.

21. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 20, koja dalje uključuje korak korištenja mjernih informacija za:
aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako struje curenja električne frekvencije ili harmonika električne frekvencije prelaze utvrđene nivoe i trajanja.

22. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 21, koja dalje uključuje korak korištenja mjernih informacija za:
aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako su struje curenja visoke frekvencije na prekomjernim razinama.

23. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 22, koja dalje uključuje korak korištenja mjernih informacija za:
uvjerenje da visokofrekventne struje postoje na nekoj lokaciji i da se dobiju dijagnostičke informacije koje pomažu u lociranju izvora neželjene struje.

24. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 1, uključujući korake:
a) otkrivanje i tumačenje istosmjernih i višefrekventnih signala kako bi se omogućilo dobivanje dijagnostičkih informacija za pomoć u identifikaciji, izolaciji ili popravci opreme koja stvara struju curenja;
b) uzorkovanje električnog signala koji prirodno generiše elektronika za prebacivanje snage od strane opterećenja povezanih na električni sistem;
c) analiziranje podataka prirodno uzorkovanog signala da bi se dobile karakteristike podataka koje mogu jedinstveno identifikovati izvor tog signala;
d) poređenje karakteristika podataka sa karakteristikama podataka poznate opreme, sa ekvivalentnim podacima dobijenim iz iste opreme u neko drugo vrijeme;
e) tumačenje uzorkovanog signala da se vidi da li podaci ukazuju na električnu opasnost.

25. Metoda digitalnog uzorkovanja prema zahtjevu 5, uključujući korak čitanja i interpretacije uzorkovanih signala za identifikaciju:
f) DC curenja ili struje kvara;
g) osnovne i harmonijske komponente struja frekvencije mreže;
h) osnovne i harmonijske struje sklopnog pretvarača.

26. Metoda za otkrivanje i tumačenje električnih signala prirodno generiranih strujom ili grupom struja koje teku u sklopnoj energetskoj elektronici, koja je povezano opterećenje u električnom sistemu, da bi se analizom ovih signala omogućilo određivanje curenja uzemljenja ili greška, metoda koja se sastoji od koraka:
a) uzorkovanje signala stvorenog u električnom sistemu strujom ili grupom struja u električnom uređaju;
b) mjerenja na jednoj ili više tačaka u električnom sistemu koji napaja ovaj uređaj i digitalno uzorkovanje struje ili grupe struja u električnom sistemu koristeći dovoljnu širinu pojasa u navedenom uzorkovanju za rekonstrukciju amplitude i faze generirane električne frekvencije i njene harmonike i frekvencije elektronike komutacije glavnog nosioca i bočne trake modulacije;
c) diskretizacija struje ili grupe struja koje teku u električnom sistemu;
d) pretvaranje uzorkovanih signala u oblik podataka pogodan za analizu;
e) analiziranje podataka kako bi se utvrdilo da li ukazuju na oštećenje ili potencijalno oštećenje priključene energetske elektronske opreme;
f) tumačenje podataka kako bi se utvrdilo da li ukazuju na električnu opasnost.

27. Metoda prema zahtjevu 26, koja dalje uključuje korake:
a) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako struje curenja električne frekvencije ili harmonika električne frekvencije prelaze određene nivoe i trajanja;
b) aktiviranje zaštitne opreme za otvaranje strujnog kruga ako su struje curenja istosmjerne struje ili više frekvencije na prekomjernom nivou;
c) dobijanje dijagnostičkih informacija u vezi sa karakteristikama opreme koja može uzrokovati otkrivene signale curenja.

28. Postupak prema patentnom zahtjevu 27, naznačen time što se mjerenje izvodi na najmanje jednoj tački posmatranja u električnom sistemu.

29. Metoda prema patentnom zahtjevu 28, naznačena time što je tačka posmatranja jedan provodnik.

30. Metoda prema zahtjevu 28, naznačena time što je tačka posmatranja grupa provodnika.

31. Metoda prema zahtjevu 29 ili 30, naznačena time što je tačka posmatranja tačka direktnog mjerenja jedne struje u paralelnoj grani.

32. Postupak prema patentnom zahtjevu 31, naznačen time što posmatranje direktnog mjerenja jedne struje u paralelnoj grani omogućava izvođenje zaključka o struji koja teče u drugoj paralelnoj grani.

33. Metoda prema zahtjevu 32, naznačena time što se uzorkovani podaci u vremenskom domenu pretvaraju u frekvencijski domen korištenjem diskretnih Fourierovih transformacija.

34. Metoda prema zahtjevu 33, naznačena time što se navedeni uzorkovani podaci u vremenskom domenu pretvaraju u frekvencijski domen korištenjem brzih Fourierovih transformacija.

35. Metoda prema zahtjevu 34, naznačena time što se uzorkovani podaci u vremenskom domenu pretvaraju u frekvencijski domen korištenjem metode obrade signala.

36. Metoda prema patentnom zahtjevu 35, naznačena time što interpretacija identificiranih struja u nekoj pretpostavljenoj operativnoj topologiji i stanju omogućava da se zaključi jedan ili više od sljedećih događaja i/ili parametara:
(i) curenje jednosmerne struje na fizičko ili žičano uzemljenje;
(ii) curenje osnovnih i harmonijskih struja frekvencije mreže na fizičku ili ožičenu zemlju;
(iii) relativne amplitude odgovarajućih harmonika električne frekvencije;
(iv) curenje struje iz osnovnog i harmonijskog sklopnog pretvarača do fizičkog ili ožičenog uzemljenja;
(v) nazivnu frekvenciju uključivanja električnog pretvarača;
(vi) neefikasne ili oštećene filtere zajedničkog moda na komutacionim pretvaračima ili opremi koja se napaja preko preklopnih pretvarača.

37. Zaštitni uređaj sposoban da detektuje istosmjerne i višefrekventne signale koji se odnose na normalan i nenormalan rad sklopne energetske elektronike priključene kao opterećenje na električni sistem, u svrhu analize struja odvoda zemlje, radi uključivanja zaštitnu opremu i zaštitni uređaj konfiguriran da digitalno uzorkuje struju ili grupu struja u električnom sistemu koristeći dovoljnu širinu pojasa u navedenom uzorkovanju za rekonstrukciju amplitude i faze generirane električne frekvencije i njenih harmonika i glavne noseće frekvencije komutacije elektronika i modulacijski bočni pojasevi.

38. Zaštitni uređaj prema patentnom zahtjevu 37, koji osim toga ima prošireni propusni opseg da uključi frekvencijske komponente koje se obično ne uzimaju u obzir zaštitnom opremom.

39. Zaštitni uređaj prema patentnom zahtjevu 38, koji osim toga ima sredstva za obradu signala za karakterizaciju detektovanih signala, pri čemu je zaštitni uređaj sposoban pružiti odličnu zaštitu, a samim tim i povećanu sigurnost, što je potrebno zbog sve veće upotrebe moderne sklopne energetske elektronike u opasnim zonama.

GOST P 50326-92 (IEC 513-76)

Grupa R07

DRŽAVNI STANDARD RUSKOG FEDERACIJE

OSNOVNI PRINCIPI SIGURNOSTI ELEKTRIČNE OPREME KOJE SE KORISTI U MEDICINSKOJ PRAKSI

Osnovni aspekti filozofije sigurnosti električne opreme koja se koristi u medicinskoj praksi

Datum uvođenja 1993-01-01

INFORMACIJSKI PODACI

1. PRIPREMIO I UVODIO Tehnički komitet za standardizaciju medicinskih sredstava i aparata (TC 11)

2. ODOBREN I STUPAN NA SNAGU Ukazom Državnog standarda Rusije od 07.10.92. N 1321

Ovaj međunarodni standard je pripremljen direktnom primjenom IEC 513-76 „Osnovni principi sigurnosti električna oprema koristi se u medicinska praksa“ i u potpunosti odgovara tome

3. Period inspekcijskog nadzora - 1997. godine, učestalost pregleda - 5 godina

4. PREDSTAVLJENO PRVI PUT

1. UVOD

1. UVOD

Ovaj standard se bavi mjerama koje osiguravaju sigurnost pacijenta i operatera pri rukovanju medicinskom električnom opremom (u daljem tekstu oprema).

Svi zahtjevi standarda su obavezni.

Razlozi zbog kojih medicinska oprema može uzrokovati ozbiljne opasnosti su:

Energija proizvedena tokom normalnog rada opreme;

Energije nastale kao rezultat pogrešnih početnih uslova;

Prestanak rada opreme, ako stanje pacijenta zavisi od njegovog učinka (oprema za održavanje života) ili dijagnostička (liječenje) metoda ne dozvoljava prekid procesa.

Ove opasnosti mogu ugroziti pacijenta, operatera, servisno osoblje, kao i opremu ili instalacije.

Ove opasnosti mogu biti uzrokovane:

1) razne vrste električna energija, na primjer, jednosmjerna električna struja koja prolazi kroz tijelo pacijenta, ili transformacije električne energije u oblike kao što su zračenje, ultrazvučna ili visokofrekventna energija, ili ubrzane čestice atoma;

2) mehaničke sile nastale usled nepravilnog rada opreme, kvara u njenom funkcionisanju kao posledica električnih ili mehaničkih oštećenja, nedostatka sigurnosnih uređaja, prisustva opasnih površina, uglova ili oštrih ivica, nehomogenosti, izbočina i slično;

3) visokofrekventne smetnje koje mogu ometati automatske procese, snimanje dijagnostičkih podataka ili tretman;

4) previsoke površinske temperature koje mogu dovesti do opekotina ili stresa;

5) požar, ako oštećenje opreme dovede do taloženja rastopljenog materijala, zapaljenja električnih instalacija i drugih okolnih predmeta;

6) hemijske opasnosti koje nastaju emisijom hemijski agresivnih, otrovnih ili zapaljivih tečnosti ili gasova, ili kontaktom sa biološki opasnim materijama;

7) greške pri zameni pojedinih delova opreme, nepravilan redosled operacija, neželjena pojava izlaznog signala i dr.;

8) oštećenje komponenti opreme namenjene za održavanje života pacijenta;

9) oštećenje napajanja ili druge smetnje u životnoj sredini.

2. SIGURNOST OPREME

Sigurnosni zahtjevi opreme su adresirani u mnogim nacionalnim, regionalnim i međunarodnim standardima. Međutim, oprema koja se koristi u medicini zahtijeva razmatranje nekih posebno važnih aspekata:

pacijent može biti izuzetno osjetljiv na opasnosti zbog toga što ih nije svjestan, nesposoban da se odbrani od njih, ali i zbog osjetljivosti na vanjske utjecaje zbog načina liječenja, na primjer, narušavanjem svojih prirodnih zaštitnih barijera.

Život pacijenta može zavisiti od rada opreme; u takvim slučajevima, funkcionalna pouzdanost opreme i instalacija su faktori sigurnosti.

U nekim slučajevima, ponovljeno zračenje liječnika koji dijagnosticira ili liječi pacijente može uzrokovati opasnost.

Osoba može apsorbirati ograničenu količinu energije razne vrste. Prekoračenje eksperimentalnih granica može dovesti do ozljeda ili smrti. Nedavno je uvriježeno mišljenje da osobu treba zaštititi čak i od bezazlenih, ali neugodnih senzacija koje se mogu izbjeći bez utjecaja na proces liječenja.

Količinu energije koja se isporučuje pacijentu određuje ljekar. Međutim, kalibracija i tačnost indikacije količine energije mora biti zagarantovana radom opreme, i nazivne snage ne bi trebalo u velikoj mjeri premašiti maksimalnu vrijednost potrebnu za tretman, za koji je oprema dizajnirana.

Lekar ili osoblje koje radi sa opremom mora imati određene veštine u rukovanju opremom i biti svesno mogućih opasnosti tokom njenog rada.

U posebnim slučajevima, upozorenja moraju biti okačena ili odštampana u uputstvu za upotrebu opreme. Svrha naljepnica upozorenja je spriječiti pogrešnu upotrebu i ozbiljne greške u radu opreme. Neki nesvjesni i uobičajene greške može se izbjeći korištenjem odgovarajućih uređaja za komunikaciju ili kontrolu veze.

Uzimanje u obzir ovih faktora i pažljivo proučavanje važećih standarda i relevantne literature omogućavaju nam da zaključimo da sigurnost rada opreme u opštem slučaju treba da uključuje ne samo pitanja koja se direktno odnose na samu opremu, već i da obezbedi kombinaciju mera za osigurati sigurnost opreme u električnim instalacijama zgrada, uključujući rad i primjenu. Sigurnost je relativan pojam, a apsolutna sigurnost, iako je krajnji cilj, nikako se ne može postići. Pravilno primijenjene sigurnosne mjere ne bi trebale ograničavati funkcionalnost opreme. Štaviše, korišteno tehnička rješenja mora pružiti adekvatnu zaštitu za pacijenta, operatera i servisno osoblje.

Električna sigurnost se može osigurati:

Sredstva u kombinaciji sa opremom (bezuslovna električna sigurnost);

Dodatne mjere zaštite (uslovna električna sigurnost).

Ako gore navedene mjere nisu osigurane, sigurnost opreme može biti predviđena pravilima za njeno postavljanje i korištenje.

Opremu karakteriše radni vek, koji je određen njenim individualnim kvalitetima, uticajima uslova spoljašnje okruženje, učestalost njegove upotrebe i kontrolu nad radom. Neki kvarovi se mogu spriječiti periodičnim pregledima i pravilnim održavanjem. Pojava kvarova, čiji uzrok može ostati neotkriven, može se spriječiti upotrebom odgovarajuće dizajnirane opreme s dovoljno visokim faktorom sigurnosti ili zaštitnih uređaja. Koncept faktora sigurnosti uključuje ne samo mehanički i električni faktori, ali i efekat upotrebe i habanja opreme, poznavanje načina njene proizvodnje i uslova transporta i skladištenja.

Vjeruje se da je vjerovatnoća pojave dva kvara neovisna jedan o drugom u isto vrijeme vrlo mala. Dakle, moguće je imati sistem zaštite u kojem svaka prva greška može biti otkrivena prije druge greške. Primjena ovih principa na različite vrste opasnosti svodi se na sljedeću analizu.

2.1. Električna opasnost

Sigurnosne mjere protiv strujnog udara pri radu sa opremom razmatraju se u svim postojećim standardima za električnu opremu. Poznato je da je izvor ove vrste opasnosti razlika potencijala, koja se obično javlja između zemlje i jednog ili više provodnika električnog sistema.

Uvjeti u kojima je pacijent ili operater uzemljen ili spojen na uzemljenje preko niskog otpora, ili kontakt pacijenta ili operatera s vodičem za napajanje (ili bilo kojim drugim vodičem koji je povezan s njim) mogu dovesti do opasnosti od strujnog udara (Slika 1).

Fig.1. Opasnost uzrokovana kontaktom s mrežom

Veličina opasnosti zavisi od napetosti, otpora pacijentovog tela i putanje električna struja preko njega. Veličina opasnosti ove vrste može se smanjiti ispunjavanjem osnovnog zahtjeva: sva živa bića moraju biti zaštićena od slučajnog kontakta.

Obično se takva zaštita postiže osnovnom zaštitnom izolacijom, koja se smatra jedinom mjerom zaštite. Međutim, da bi se isključila mogućnost opasnosti nakon prvog udesa, jedna zaštitna mjera se ne može smatrati dovoljnom (čak ni u slučaju kada struja curenja u normalnim uvjetima ne prelazi dozvoljenu vrijednost).

Standardne metode koje se koriste u svoj električnoj opremi za zaštitu od kvarova primarne izolacije mogu se primijeniti na medicinska oprema:

klasa I - uzemljenje dostupnih provodnih dijelova koji mogu biti izloženi ako je izolacija oštećena;

klasa II - dvostruka izolacija;

klasa III - kombinacija razdvajanja kola i ekstra niskog napona.

Princip dvostruke zaštite isključuje opremu sa samo osnovnom izolacijom (klasa 0). Ovaj princip se ne odnosi samo na dio napajanja, već i na sve ostale dijelove opreme. Smanjuje se dozvoljeni nivo struje curenja, što znači da se provodni dio koji nosi napon smatra "pod naponom" ako je moguće dobiti struju curenja koja je veća od dozvoljene.

Dijelovi kojima se može pristupiti bez upotrebe alata moraju imati napon prema zemlji ne veći od 4 V ac rms ili 30 V dc u slučaju kvara glavne sigurnosne izolacije na pristupačnom provodnom dijelu. Međutim, postoji ograničenje za slučajeve kada provodna veza između takvog dijela i pacijenta nije poželjna.

Što se tiče opreme, stvarni problem je kombinacija sljedećih faktora:

Preosjetljivost uzrokovana slabom otpornošću na pacijentovo srce ili neposrednu okolinu;

Nivo gustine struje koji može izazvati ventrikularnu fibrilaciju ili značajno slabljenje pulsacije;

Produženi period tokom kojeg pacijenti mogu biti u bliskom kontaktu sa opremom;

Sprečavanje slučajnih opekotina tokom hirurških operacija pomoću visokofrekventnih struja.

Postoje dva načina za struje curenja:

Iz mreže otporom i izolacionim kapacitetom kroz kolo spojeno na pacijenta i preko pacijenta na masu (slika 2).

Fig.2. Struja curenja po pacijentu

Fig.2. Struja curenja po pacijentu

1 - primijenjen dio ili lanac pacijenta, 2 - struja curenja Specijalisti za djecu i odrasle, dječji oftalmolog

Ova struja se naziva "struja curenja do pacijenta", a ako je pacijent uzemljen, ova vrsta struje teče stalno;

Od glavnog kola otporom i izolacijskim kapacitetom do pristupačnih dijelova opreme. U normalnim uslovima, ova vrsta struje će teći skoro u potpunosti kroz zaštitni vodič uzemljenja do zemlje ako je oprema uzemljena. Međutim, dio struje može teći kroz pacijenta koji dodirne dostupne dijelove koji su direktno ili indirektno uzemljeni. Ova struja se naziva "struja curenja okvira". U normalnim uslovima, struja dotične vrste je veoma mala i ona teče samo kada su istovremeno ispunjeni sledeći neophodni uslovi (slika 3):

Fig.3. Struja curenja šasije

Fig.3. Struja curenja šasije

1 - doktor, 2 - pacijent, 3 - struja curenja

Pacijent je kažnjen (prvo stanje);

slučajno se dešava električni priključak između dostupnih dijelova opreme sa krugom za pacijenta u kojem je pacijent uzemljen, ili s pacijentom čiji je strujni krug uzemljen (drugo stanje);

Struja koja se javlja u normalnim uvjetima može premašiti dozvoljenu vrijednost samo ako je oštećen jedan od zaštitnih uređaja (treći uvjet).

Uzemljenje pacijenta je često slučajno zbog ljudi ili predmeta.

Struja koja teče kroz zaštitni uzemljeni provodnik opreme klase I naziva se struja odvoda uzemljenja (sl. 4). U hitnom režimu, struja curenja na okvir u opremi klase koja se razmatra može se u potpunosti ili djelomično sastojati od struje curenja na zemlju.

Imajte na umu da oprema klase I može imati kućište koje je u potpunosti ili djelimično provodljivo; prema definiciji AKOS-a (Safety Advisory Committee) - potpuno izolirano kućište ili uređaj od provodljivih unutrašnjih dijelova, koji u potpunosti odvaja glavni dio od svih ostalih dijelova i spaja na zaštitno uzemljenje. Pri određivanju mogućih uslova nezgode treba uzeti u obzir dizajn i kvalitet različite zaštitne opreme. Tako se ojačana ili dvostruka izolacija može smatrati zaštitnom od kvara cijele izolacije, kontinuitet priključka zaštitnog uzemljenja je pouzdana mjera opreza ako je fiksiran ili trajno postavljen, a također i ako se spoj zaštitnog uzemljenja udvostruči ili nadzire.

Fig.4. Struja curenja uzemljenja

Fig.4. Struja curenja uzemljenja

EQ1-EQ2- oprema; R1, R2- otpor zaštitnih uzemljenih priključaka; IE1, IE2- struje odvoda u zemlji; E- napon uzrokovan razlikama u otporu priključaka zaštitnog uzemljenja ili strujama odvoda uzemljenja; PCER- centralna ekvipotencijalna tačka pacijenta

Za pacijenta i operatera, stepen opasnosti uzrokovane strujama curenja zavisi od vrste kontakta sa opremom. Zdrava osoba može tolerirati struje od nekoliko miliampera koje prolaze kroz njihovu kožu, dok bolesna osoba s dijelovima miliampera električne struje koja stalno ili privremeno teče kroz kožu može doživjeti neugodan osjećaj. Struja koja teče kroz srce kroz intrakardijalne elektrode ili katetere, reda veličine 100 µA AC i do 1 kHz, može uzrokovati ventrikularnu fibrilaciju.

Bilješka. Ekscitabilnost srčanog tkiva jednosmernom strujom je mnogo niža nego naizmeničnom strujom. Smatra se da je kritična vrijednost jednosmjerne struje pet puta veća od vrijednosti naizmjenične struje.

Pretpostavlja se da s povećanjem učestalosti sv. 1 kHz osjetljivost srca opada linearno. Zbog niske vrijednosti dozvoljena struja prolazeći kroz srce, a uslovi okoline u bolnicama (vlažnost, prisustvo tečnosti) moraju precijeniti prednosti električne opreme klase I i II. Elektrosigurnosne mere za opremu klase II (dvostruko izolovane, bez zaštitnog uzemljenja), koje se uspešno primenjuju u domaćinstvu, kao i za prenosne mašine, neprihvatljive su za medicinsku opremu zbog teškoće dobijanja niskih struja curenja u normalnim uslovima.

Oprema klase III takođe nalazi ograničenu upotrebu. U nekim slučajevima mogu biti potrebni niski naponi, a razdvajanje kola također igra pozitivnu ulogu, ali često i više visoki nivo električna sigurnost se može postići korištenjem dodatnog uzemljenja (klasa I) kroz koje se struja curenja može preusmjeriti pomoću ekrana i drugih uređaja.

U zavisnosti od stepena i kvaliteta zaštitne opreme potrebno je uvesti klasifikaciju opreme:

Tip H, Klasa I, II ili III - ima određeni stepen zaštite od električne struje u poređenju sa električnom opremom za domaćinstvo ili sličnu opremu u ovim klasama. Međutim, zbog dodatnih zahtjeva, ukupni nivo sigurnosti je povećan;

Tip B, Klasa I, II ili III - Pruža povećanu zaštitu od električne struje, na primjer, kao rezultat zahtjeva za niskom strujom curenja i ograničenja struje curenja pacijenta od 100 do 500 µA za frekvencije ispod 1 kHz, ili ekvivalentne vrijednosti na višim frekvencijama;

Tip BF - oprema tipa B, ali sa izolovanim (plutajućim) nadređenim dijelom;

Tip CF, klasa I ili II - ima visok stepen zaštite od električne struje kao rezultat, na primjer, zahtjeva niske struje curenja do kućišta i struje curenja do pacijenta od 10 do 50 μA za frekvencije manje od 1 kHz ili ekvivalentne vrijednosti na višim frekvencijama; Oprema tipa CF ima izolovani (plutajući) sloj i namenjena je za intrakardijalnu upotrebu.

Približne granice navedene iznad treba da se utvrde i za normalne i za uslove prvog kvara.

Poznato je da mogućnost ventrikularne fibrilacije ne zavisi samo od električni parametri, ali i na sposobnost živog organizma da izdrži primijenjenu energiju.

Granice struje dozvoljene u prvom stanju kvara treba da budu u skladu sa prihvaćenim stepenom sigurnosti, dok granice u normalnim uslovima treba da povećaju faktor sigurnosti do te mere da svaka promena u nivou struje curenja koja se može desiti tokom životnog veka opreme se može uzeti u obzir, uključujući, na primjer, promjenjive uvjete okruženje.

Bilješka. Ove vrijednosti treba koristiti samo kao smjernicu sve dok ne bude dostupno dovoljno naučnih dokaza.

Navedena klasifikacija omogućava formiranje zahtjeva opreme kojima se utvrđuje kvalitet jednog od tipova H, B, BF ili CF, prema specificiranoj upotrebi, ovisno o vrsti kontakta sa pacijentom (na primjer, slučajni kontakt, namjerni vanjski kontakt, namjerni unutrašnji kontakt ili namjerni direktan kontakt sa srcem).

Opasnost za pacijenta čije je srce u kontaktu sa bilo kojim dijelom opreme može doći i od drugog dijela opreme postavljenog u blizini pacijenta, iako možda čak nije ni povezan s njim. Da bi se obezbijedila ova situacija, potrebno je koristiti zahtjev tzv. pravila primjene (vidjeti tačku 4).

Klasifikacija opreme omogućava nadležnim organima da preciziraju da u određenim prostorima bolnice, na primjer, operacionim salama za kateterizaciju i slično, sva oprema koja se koristi mora biti tipa CF ili imati isti stepen zaštite (dodatnim sredstvima, kao npr. drugi priključak zaštitnog uzemljenja).

U ovom slučaju trebate:

1) obavezno označavanje u skladu sa tipom CF (mora biti naznačeno u pratećoj dokumentaciji);

2) opremu koja se koristi u instalaciji koja ispunjava uslove projekta;

3) pravila primjene, uključujući pravila za priključke viška uzemljenja ili procedure ispitivanja i kontrole.

Ako se koristi prenosiva oprema tipa CF, potrebne vrijednosti za dozvoljene struje curenja pacijenta i kućišta u uvjetima prvog kvara zahtijevaju korištenje dvostrukih PE vodiča ili posebne mjere opreza u dizajnu opreme (posebne metode ispitivanja i skladištenja, periodične inspekcije, ili eventualno povezivanje na izvor napajanja izolovan od zemlje, kao što je izolacioni transformator).

Uzemljenje pacijenta (u funkcionalne svrhe) preko zaštitnog uzemljivača opreme može biti u velikoj opasnosti ako se takva veza može prekinuti i zbrojna struja curenja do pacijenta i uzemljenja prođe kroz pacijenta, dijelove njegovog tijela, gdje Drugi put struje curenja do zemlje je moguć (čak i sa značajnim otporom). Ova opasnost se može smanjiti korištenjem dvostrukog zaštitnog uzemljenja ili napajanja izolovanog od zemlje.

Analiza stanja osjetljivih pacijenata dovodi do zaključka da što manje opreme treba direktno priključiti na pacijenta. Trebalo bi koristiti izolirana kola za pacijente gdje je to moguće; U opremi koja se napaja baterijama ili opremi klase II, provodljivo kućište ne smije biti povezano na krug pacijenta.

Važna prednost izolacije pacijenta postaje opipljiva kada je više od jednog pacijenta povezano s njim. električni aparat ili je uređaj povezan sa pacijentom zauzvrat povezan sa snimačem, indikatorskim uređajem ili uređajem za obradu podataka. Napon koji se primjenjuje na pacijenta ne određuje električna oprema. Na ovaj način se mogu izbjeći balansne struje. Problem mjerenja struja curenja razmatran je u većini postojećih standarda. Međutim, zahtjevi za instrumente i električni dijagrami, obično ne uzimaju u obzir niske granice izmjerenih struja koje su potrebne za neke vrste opreme, kao i činjenicu da osjetljivost ljudskog srca ovisi o učestalosti struje curenja. Štaviše, redoslijed testova općenito nije zasnovan na principu "prvog kvara" koji je gore spomenut. Predložene metode ispitivanja baziraju se na primjeni kola u kojima se, u normalnim uvjetima, reprodukuje stvarna struja, koja eventualno teče do pacijenta, a niz pojedinačnih kvarova zaštitne opreme se sekvencijalno izaziva. Merni instrumenti moraju imati dovoljno širok raspon frekvencija. Također je poželjno uzeti frekvencijski odziv koji reproducira osjetljivost ljudskog srca. Ovo eliminiše moguće smetnje tokom procesa merenja uzrokovane visokofrekventnim komponentama mrežnog napona.

2.2. Rizik od mehaničkog oštećenja

Oprema u operacionoj sali je projektovana tako da je pogodna za korišćenje u blizini operacionog stola, jer je površina operacione sale ograničena. Stabilnost ove vrste opreme može se odrediti pomoću određenih pravila. Neka oprema se koristi za podršku pacijentu ili teški dijelovi opreme koji okružuju pacijenta. U takvim slučajevima, sigurnost pacijenata ne ovisi samo o statičkim i dinamičkim mehaničkim silama i mjerama zaštite od mehaničkih oštećenja uzrokovanih starenjem opreme, prevelikim opterećenjem ili sigurnosnim hvataljkama, već i o mjerama predostrožnosti protiv ozljeda od pokretnih dijelova opreme. Treba uzeti u obzir efekat nestanka struje i njegovo naknadno obnavljanje u vezi sa neželjenim pokretima, eliminisanje sila kompresije i oslobađanje pacijenta iz neudobnog položaja. Dijelovi električne opreme namijenjeni postavljanju na krevet ili držanju u ruci moraju biti dovoljno čvrsti da se ne polome ako padnu. Uređaji moraju biti otporni na vibracije i udare ne samo tokom transporta, već i kada se koriste u njima vozila. Ovo je obezbeđeno ispitivanjem u ambijentalnim uslovima (videti tačku 2.8).

2.3. Eksplozivnost

Prostorije za anesteziju mogu se smatrati opasnim područjima, jer neki anestetici i dezinficijensi stvaraju eksplozivnu atmosferu sa zrakom ili eksplozivnim mješavinama s kisikom ili dušikom. Sigurnosni regulatori koji se koriste u industriji nisu primjenjivi u medicinskoj praksi, jer u nekim slučajevima ograničavaju mogućnost korištenja opreme zbog povećanja ukupne dimenzije, masa, kao i, na primjer, nemogućnost sterilizacije. Međutim, posljednjih godina upotreba anestezije i sigurnosnih mjera opreza pri radu s njima pretrpjela je značajne promjene:

Upotreba samozapaljivih anestetika je smanjena;

Količina gasovitih ili sredstava za čišćenje i dezinfekciju je smanjena;

Smanjena upotreba etera za dezinfekciju ili uklanjanje masti;

Nanesite sisteme sa potpuno zatvoreni ciklusi, u kojoj se isparene smjese uklanjaju iz prostorije.

Mjerenja su pokazala da se čak i u slučaju nekog curenja eksplozivnih smjesa smanjuju koncentracije koje mogu izazvati spontano paljenje u zoni radijusa od oko 25 cm oko mjesta anestezije (uključujući respiratorni trakt). Također se vjeruje da u prisustvu vanjske električne opreme, spontano zapaljiva atmosfera postoji samo privremeno, nakon čega se može ukloniti ventilacijom.

Anestetički sistem koji sadrži gasna mešavina, koji se sastoji od kisika ili dušikovog oksida, okarakteriziran je kao "zatvoreni medicinski plinski sistem". Za takav sistem, blicevi su neprihvatljivi, čija energija prelazi određene granice paljenja za smešu eter-kiseonik i visoke temperature. Pretpostavlja se da se "zatvoreni sistem medicinskog gasa" proteže dalje od zapremine gde je verovatno da će doći do nesreće ili curenja. Neki uređaji zahtijevaju višak zaštitnih komponenti jer je električna oprema podložna prvom stanju kvara. Oprema mora biti označena kao "Anestetic Resistant Category G", skraćeno APG. Zahtjevi za zaštitnu opremu će biti razmotreni u "posebnim preporukama" u bliskoj vezi sa dokumentima pripremljenim od strane ISO/TC 121.

U prostoru ograničenom radijusom od 25 cm izvan "zatvorenog medicinskog". gasni sistem", oprema se smatra i označava kao "otporna na anestetiku" (skraćeno AP). Bljeskovi koji proizvode energiju iznad dozvoljenih granica za atmosferu eter-vazduh, kao ni visoke temperature nisu dozvoljeni. Pri višim energijama ili temperaturama, cilindri sa komprimiranim i inertnim plinom ili čist vazduh, kao i cilindre sa ograničenim otpuštanjem gasova.

Električna kola niskoenergetske medicinske opreme karakterišu istovremene granice napona, struje, kapacitivnosti i induktivnosti. Svi zahtjevi se odnose na normalne uvjete i ne prelaze ove vrijednosti. Ovi zahtjevi treba da se odnose i na prostor ispod operacionog stola ako se koriste zapaljiva sredstva za čišćenje.

2.4. Opasnost od požara

Sa stanovišta zaštite od požara, oprema, osim opreme za anesteziju i nekih vrsta laboratorijske opreme, ne podliježe posebnim zahtjevima.

Oprema ima normalna ograničenja radne temperature i zahtjeve za zaštitu od preopterećenja. Dno kućišta koje se nalazi ispod dijelova spojenih na električnu mrežu mora biti dizajnirano tako da rastopljeni metal, zapaljena izolacija i druge čestice ne mogu pasti kroz njih.

2.5. Radijacija

Oprema zrači energijom svih poznate vrste. Sigurnosni zahtjevi se odnose na bočni tok zračenja. Mere zaštite su neophodne za opremu i životnu sredinu, za šta je potrebno standardizovati metode proračuna. Ograničenja energije zračenja postavljena za opremu mogu biti prekoračena kada se oprema posebne namjene koristi pod nadzorom zdravstvenog radnika. Zahtjevi za jonizujuće zračenje koje je razvio IEC u skladu su sa preporukama (International Commission on Radiological Protection - ICRP), čija je svrha dobivanje podataka, koji služe direktno proizvođačima i potrošačima.

Evaluacija zaštitnih mjera moguća je samo uz pomoć odgovarajuće studije o načinu rada i načinu rada opreme, kao i lokaciji rukovaoca i pomoćnika, jer korištenje najgorih uslova rada može spriječiti ispravan rad. dijagnoza ili proces liječenja. Najnovija publikacija ICRP-a pruža smjernice potrošačima o metodama za smanjenje lažnog zračenja. Neutronska terapija se proučava u smislu medicinske primjene i zahtjeva zaštite.

Visokofrekventno zračenje sv. 0,15 MHz, generiran, na primjer, dijatermičnom ili hirurškom električnom opremom u značajnim količinama, obično uzrokuje štetu samo kada se direktno primjenjuje na tijelo. Međutim, čak i pri niskim nivoima energije, visokofrekventno zračenje može utjecati na rad visoko osjetljivih elektronskih uređaja i izazivaju smetnje u radio i televizijskom prijemu. Elektromagnetno zračenje se emituje u značajnim količinama samo na frekvencijama većim od 30 MHz.

Nije potrebno specificirati zahtjeve dizajna, ali ograničenja i metode mjerenja su postavljene u publikacijama Međunarodnog specijalnog komiteta za radio smetnje (CISPR) (vidi katalog IEC publikacija).

Osetljivost opreme na spoljašnje smetnje ( elektromagnetna polja, fluktuacije napona napajanja) se razmatra.

U tvornicama ili radionicama prekomjerna buka može uzrokovati umor ili čak oštetiti vaš sluh. Granice buke su definisane u ISO standardima. U medicinskim sredinama, potrebne su mnogo niže granice buke kako se ne bi uznemiravali pacijenti ili ne bi ometali lekari. Trenutno se razmatra razvoj takvih ograničenja za opremu. To može biti veoma teško zbog činjenice da stvarni efekat buke u velikoj meri zavisi od akustičkih svojstava prostorije, izolacije između prostorija i unutrašnje interakcije delova opreme.

2.7. Temperatura

Temperaturna ograničenja su neophodna za gotovo sve vrste opreme kako bi se spriječilo brzo starenje izolacije i nelagoda pri dodirivanju ili rukovanju opremom. Pacijenti mogu biti prisiljeni da nehotice dođu u kontakt s dijelovima opreme tokom dužeg vremenskog perioda, ili dijelovi opreme mogu biti umetnuti u ljudske tjelesne šupljine, obično privremeno, ali ponekad i trajno. Za takve slučajeve utvrđuju se posebne temperaturne granice.

2.8. Životna sredina

Medicinska oprema često radi u veoma teškim okruženjima. U slučaju nužde, oprema se prenosi ili nosi uz stepenice ili dizala i izlaže udarcima i vibracijama. U operacionim salama gde su instrumenti grupisani oko operacionog stola, oprema je ponekad izložena udarima u hitnim slučajevima. Zbog teškoća definisanja mehaničke čvrstoće, ona se izražava kao sposobnost opreme da izdrži kombinovana klimatska i mehanička ispitivanja i uslove opterećenja, uzimajući u obzir gde i kako će se oprema koristiti (na primer, prenosiva ili mobilna oprema, oprema za upotreba na otvorenom, u ambulantama ili vagonima, u operacionim salama, itd.).

3. SIGURNOST ELEKTRIČNE INSTALACIJE

Koncept "električne instalacije" uključuje sve žice, prekidače, transformatore i druge dijelove predviđene za opskrbu medicinskom opremom električnom energijom. Neki dijelovi električne instalacije mogu se nalaziti u blizini pacijenta, gdje treba izbjegavati napone koji bi mogli uzrokovati prolazak viška struje.

U ovom slučaju, kombinacija uzemljenja opreme i izjednačavanja potencijala u električnoj instalaciji smatra se najboljom mjerom zaštite. Predloženi sistem ima ozbiljan nedostatak. Ako izolacija pokvari, struja u slučaju nužde koja teče u kolu direktno spojenom na napajanje može uzrokovati značajan pad napona na zaštitnom uzemljivaču odgovarajućeg kola (vidi sliku 4). Smanjenje ovog stresa povećanjem površine presjek zaštitni provodnik općenito nije moguć. Stoga se vrijeme dotoka struje u slučaju nužde u zemlju smanjuje korištenjem posebnih uređaja ili korištenjem izvora napajanja izolovanog od zemlje (što može biti korisno kada je zbog smetnji nemoguće izvršiti tvrdo uzemljenje zatvorenog kola od televizijska oprema). Biomedicinska izloženost i ograničenja za struje pacijenata se razmatraju.

Za specifikaciju zahtjeva za električnu instalaciju u medicinskim prostorijama i zgradama, sobe ili grupe prostorija razvrstavaju se prema potrebnim mjerama opreza.

U medicinskoj praksi uglavnom su potrebni sistemi električnih instalacija koji se sastoje od pet provodnika sa izolovanim, podeljenim neutralnim i podeljenim zaštitnim uzemljenjem. Ovisno o tekućim pregledima pacijenata i ciklusima liječenja, dodatno su potrebne sljedeće dodatne mjere opreza u vezi sa zaštitnim uzemljenjem i zaštitnim uređajima za smanjenje istosmjernog napona:

Smanjenje napona uz dodatno izjednačavanje potencijala. U svakom slučaju, tokom rada opreme u direktnom kontaktu sa pacijentom, oko pacijenta se mora stvoriti zona ekvipotencijala sa uzemljenim centrom na lokaciji pacijenta, na koji moraju biti povezani zaštitni i funkcionalni uzemljeni provodnici. Svi dostupni provodni dijelovi i površine u zoni također moraju biti spojeni na centar za izjednačavanje potencijala;

Centar za izjednačavanje potencijala treba, ako je moguće, biti ograničen na područje oko pacijenta (praktično oko operacionog stola ili kreveta u jedinici intenzivne nege);

Ako postoji više od jednog pacijenta u tom području, različiti centri za izjednačavanje potencijala trebaju biti povezani na centralnu ekvipotencijalnu šipku, koja je zauzvrat poželjno povezana sa zaštitni sistem izvor napajanja za tu zonu. Završena mreža za izjednačavanje potencijala može se dijelom sastojati od fiksnih i trajno montiranih priključaka, a dijelom od većeg broja zasebnih priključaka, koji su neophodni ako se oprema postavlja u blizini pacijenta. Potrebno je da priključci za ove provodnike budu obezbeđeni električnom opremom ili električnom instalacijom;

Ograničavanje trajanja prolaznih napona korištenjem kontrolirane zaostale struje zaštitnih uređaja(prekidači struje curenja u zemlji);

Kontinuirano napajanje opreme u slučaju prvog kvara izolacije na zemlju i ograničavanje prolaznih napona pomoću izolacionih transformatora;

Kontrola prvog kvara izolacije na uzemljenje u kolu izolovanog napajanja (sekundarni krug izolacionog transformatora) sa dovoljno visokim impulsom prema zemlji;

Sprečavanje eksplozija i požara u prostorijama koje sadrže eksplozivne anestetike i slične mješavine kroz ventilaciju, antistatičke mjere opreza i pažljiv raspored električnih instalacija;

Upotreba glavnog izvora napajanja za hitne slučajeve za glavne odjele bolnice (obično dizel generator), prisutnost preporuke za spajanje na strujni krug;

Primjena posebnog napajanja za hitne slučajeve za kritičnu opremu, na primjer, sisteme za održavanje života, rasvjetu za operacione sale, kompjutere, laboratorijsku opremu. Vrijeme priključenja izvora napajanja na navedene uređaje je vrlo kratko ili se veza ovih uređaja sa izvorom napajanja uopće ne prekida. Ovaj uređaj mogu se sastojati od baterija, eventualno u kombinaciji sa pretvaračima ili posebnim generatorskim setovima;

Suzbijanje smetnji elektromagnetnih talasa korištenjem odgovarajućih rasporeda zgrada, električnih instalacija i ugradnje zaštitnih konstrukcija. Za izvođenje osjetljivih mjerenja potrebno je postaviti ograničenja magnetnih polja frekvencije mreže.

Električne instalacije u vozilima u kojima se može koristiti medicinska električna oprema moraju ispunjavati posebne zahtjeve.

Rendgenski odjeli zahtijevaju posebno nezavisno napajanje.

4. PRIMJENA

4.1. Pravila prijave

Pravila korištenja su neophodna kako bi se pomoglo korisniku da sigurno i pouzdano upravlja opremom.

Za sigurnost rada opreme prvenstveno je odgovoran korisnik. Prije svega, treba naglasiti da korisnici moraju pažljivo pratiti upute za korištenje opreme.

Pravila primjene trebaju sadržavati informacije o tehničkim pitanjima vezanim za rad opreme, okolišnim uvjetima opreme u radu, njenim kombinacijama i sličnim pitanjima, uključujući sljedeće:

Određivanje načina provjere struja curenja;

Mjerenje izjednačavanja potencijala;

Mjerenje struja curenja pacijenata iz dijelova električne opreme spojenih na pacijenta;

Definicija klasa I, II, III sa stanovišta potrošača;

Prevencija visokofrekventnih opekotina u visokofrekventnoj dijatermiji;

Postupak za korištenje električne opreme tipa H, BF ili CF;

Raspored preventivnog održavanja;

Pravila za upotrebu eksplozivnih plinova za ublažavanje bolova u kombinaciji s opremom;

Opis povezivanja sastavnih dijelova ili jedinica opreme;

Pravila za izbjegavanje pozadinskih smetnji, smetnji, itd.;

Mogućnost postavljanja opreme na sunce;

Postupak za provođenje mjerenja pomoću rendgenskih dozimetara;

Određivanje veličine magnetskog interferentnog polja u strujnom kolu;

Sprečavanje visokofrekventnih smetnji;

Kontrolna lista električne sigurnosti za brojne standardne procedure;

Sigurnosne mjere u vanrednim situacijama tokom standardnih procedura;

Zahtjevi električne sigurnosti koje treba provjeriti po prijemu nove opreme;

Sprječavanje nastanka opasnosti pri prijelaznim pojavama u elektroenergetskoj mreži;

Spisak opreme za priključenje na besprekidno napajanje u nuždi;

Kako koristiti defibrilator.

4.2. Organizacioni aranžmani

Iz navedene liste jasno je da je za bezbedno korišćenje opreme potrebna dobra organizacija, dubinsko poznavanje bezbednosnih pravila i određena disciplina u odnosu na njen sistematski pregled.

S tim u vezi, pravila primjene bi trebalo da nadležnim organima dodatno pruže informacije o organizacioni aranžmani, instrukcije i programe inspekcije.

4.2.1. Organizacioni događaji

Prilikom postavljanja opreme morate:

Odrediti osobe odgovorne za sigurnost u radu opreme,

Organizirajte zone po "stepenima" električna sigurnost„u bolnicama i postavljanje električne opreme u njima,

Organizovati centralnu kontrolnu sobu u slučaju oštećenja opreme i električnih instalacija,

Izraditi programe za periodične preglede električne opreme i električnih instalacija,

Organizovati obuku medicinskog i tehničkog osoblja i osoblja,

Napravite sistem arhive tehničkih podataka (uputstva za montažu, servisni priručnik, uputstvo za upotrebu, dnevnik).

4.2.2. Obuka i instrukcije

a) Obuka medicinsko osoblje(opće i posebne) izvode se na teme:

Osnovni pojmovi elektrotehnike i medicinske fizike,

Opasnosti koje proizlaze iz upotrebe opreme,

upravljanje opremom,

Opasnosti povezane s kombinacijom razne vrste oprema.

b) Obuka tehničkog osoblja se sprovodi na sledeće teme:

Osnovni pojmovi fiziologije i medicinske fizike;

Električni medicinski instrumenti;

Projektiranje mjernih sustava za medicinske potrebe;

Otklanjanje kvarova, inspekcija opreme u skladu sa specifikacijom i za kalibraciju;

Servis opreme;

Instrukcije medicinskog osoblja o sigurnosti i upravljanju opremom.

c) Obučavanje pacijenta kod kuće, ili njegove porodice, ako pacijent nosi opremu koja se koristi u medicinske svrhe, privremeno ili trajno.

4.2.3. razgledanje

Program ispita sadrži:

Provjera dolazne nove, ispravljene, popravljene ili konvertirane opreme;

Periodični pregled opreme i električnih instalacija;

Periodična provjera usklađenosti sa sigurnosnim uputama i upravljanje opremom.

Centar za elektromagnetnu sigurnost
Petukhov V.S.
dr., član IEEE
Sokolov V.A.
Merkulov A.V.
Krasilov I.A.

Čini se da su počele da se ostvaruju ponovljene izjave o mogućoj krizi značajnog dijela tehničke infrastrukture u komunalnom sektoru, ali i industriji, kao jednom od glavnih faktora "problema 2003. godine".

Uvod

Čini se da su počele da se ostvaruju ponovljene izjave o mogućoj krizi značajnog dijela tehničke infrastrukture u komunalnoj, ali i industriji, kao jednom od glavnih faktora "problema 2003. godine". Rusija je suočena sa naglim pogoršanjem stanja inženjerskih sistema zgrada i objekata stambenog i poslovnog tipa. Na toj pozadini dolazi do povećanja potrošnje energije, uvođenja modernih tehnički sistemi rad u automatskim režimima (ventilacija, klimatizacija, gašenje požara, odvođenje dima i sl.), broj kompjuterskih i drugih digitalnih ureda i kućanskih aparata. Više od 7 godina Centar za elektromagnetnu sigurnost obavlja stručne i inženjerskih radova u stambenim i poslovnim zgradama u Moskvi. Vlastiti podaci, analiza materijala objavljenih u domaćoj i stranoj naučnoj i tehničkoj literaturi, kao i od strane Međunarodnog društva inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE), omogućili su da se identifikuju karakteristike stanja sistema napajanja modernog doba. poslovne zgrade u Moskvi, koje direktno utiču na tehničku infrastrukturu zgrade, uključujući kompjutersku i komunikacionu opremu, sistem cevi u zgradi i direktno na zdravlje ljudi.

Formulacija problema

Prilikom projektovanja i ugradnje novih sistema za napajanje zgrada, kao i prilikom rekonstrukcije starih, uvodi se trožilna i petožilna šema priključka električne opreme, odnosno u fazu se dodaje nulti zaštitni provodnik. i nulti radni provodnici. Gotovo svaka neočigledna greška u povezivanju električne opreme u ovim krugovima (najčešće spajanje nultog radnog vodiča na nulti zaštitni terminal, i obrnuto, ili spajanje oba vodiča na jednu stezaljku terminala) dovodi do nekontroliranog širenja struja kroz metalne konstrukcije i cjevovodi sistema vodosnabdijevanja i grijanja zgrada (sl.1, 2). Dakle, greške u ugradnji električnih instalacija zgrada mogu se smatrati glavnim uzrokom struja curenja.

Osim grešaka u instalaciji, postoji niz drugih razloga koji dovode do pojave struja curenja:

• oštećenje izolacije nultih radnih vodiča, što može nastati ili zbog pregrijavanja potonjeg, ili kao rezultat mehaničkog oštećenja;
• pogoršanje stanja kontaktnih veza u krugovima nultih radnih vodiča;
• oštećenje izolacije električnih potrošača.

Fig.1. Ispravna veza nulti radni i nulti zaštitni provodnici

Slika 2. Pogrešna veza nulte radnog i nultog zaštitnog provodnika

Posljedice prisustva struja curenja u električnim instalacijama zgrade

Magnetna polja frekvencije snage

Rice. 3. Distribucija izvora po vrstama iz ukupan broj anketiranih prostorija

Uticaj elektromagnetnih polja na zdravlje ljudi

„Vjeruje se da su medicinske posljedice kao što su rak, promjene ponašanja, gubitak pamćenja i mnoga druga stanja, uključujući povećanje broja samoubistava, rezultat izlaganja elektromagnetnim poljima“ (iz obrazloženja Međunarodnog naučnog programa (1996. 2005) Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) o biološkim efektima elektromagnetnih polja). Prema rezultatima studija koje su sproveli naši stručnjaci u prostorijama kancelarijskog tipa opremljenim računarom, u 70% slučajeva na radnim mestima osoblja, nivoi standarda su prekoračeni za 1,5-10 puta za električno polje, a 2- 40 puta za magnetno polje. Uzimajući u obzir potencijalnu opasnost EMF-a po javno zdravlje, naša zemlja je razvijena i puštena u djelo Sanitarni standardi, po nizu parametara, najtvrđi na svijetu.

Utjecaj EMF-a na računarsku opremu

Ako se personalni računar nalazi u prostoriji, uz zidove, iza plafona ili ispod poda u kojoj postoje kablovski vodovi sa strujama curenja, što dovodi do povećanja nivoa magnetsko polje, slika na video monitoru može biti primjetno izobličena ("plutajući" ili "treseći"). Postoje slučajevi kada je raster prekriven obojenim mrljama različitih nijansi, a ponekad slika potpuno ili djelomično nestane na nekoliko sekundi, a opet se pojavi. Očigledno je da je nemoguće i štetno raditi iza takvog monitora. Treba napomenuti da u skladu sa zahtjevima SanPiN 2.2.2.542-96 " Higijenski zahtjevi na video displej terminale, personalne elektronske računare i organizaciju rada „maksimalna dozvoljena vrednost gustine magnetnog fluksa koju generiše računar na radnom mestu korisnika ne bi trebalo da prelazi 0,25 μT u frekvencijskom opsegu 5-2000 Hz, odnosno prisustvo „potresa”. " slike na video monitoru ukazuju na najmanje 2-4 puta više od ovih zahtjeva.

Osim „trepetanja“ slike, magnetno polje uzrokovano strujama curenja kroz kablovske vodove, kao i strujanjem struja kroz metalne konstrukcije i cjevovode zgrade, pod određenim uvjetima, može izazvati naizmjenične struje industrijske frekvencije. u provodnicima informacionih kablova. Dakle, čak i uz pravilno implementiran sistem uzemljenja informacione opreme, u okviru jedne deonice lokalne mreže, prisustvo navedenih problema u drugim delovima zgrade može najverovatnije dovesti do kvarova u radu informacionih i računarskih sistema u celom objektu. zgrada.

Protok struja kroz sistem uzemljenja zgrade, a samim tim i kroz glavni sistem izjednačavanja potencijala, takođe dovodi do niza negativnih posledica, kako za računarske sisteme, tako i za sisteme napajanja uopšte. Budući da glavni sistem izjednačavanja potencijala uključuje nulte zaštitne (PE) provodnike, metalne cijevi svih komunalnih objekata, metalne dijelove okvira zgrade, gromobranski uzemljivač, metalne omote telekomunikacionih kablova, protok naizmjenične struje kroz njih može uzrokovati kvarove i " smrzavanja” računarskih mreža, pojavu struja smetnji duž interfejsnih, informacionih i signalnih kablova, kao i nemogućnost normalnog rada druge kancelarijske i elektronske opreme (Sl. 4.)

Fig.4. Struja kroz paralelni (LPT) port Interfejs kabla štampača

Utjecaj struja curenja na performanse savremenih zahteva za osiguranje požarne i električne sigurnosti u zgradama

Prisutnost struja curenja u kablovskim vodovima ne dozvoljava upotrebu savremenih sredstava za osiguranje požarne i električne sigurnosti - propisani uređaji za zaštitu od kvara. Državni standardi Ruske Federacije, poučna pisma Glavgosenergonadzora Ruske Federacije i Glavne uprave Državne vatrogasne službe Ministarstva za vanredne situacije Rusije.

1. jula 2000. godine stupio je na snagu novi (7. izdanje) odjeljak 6 i poglavlja 7.1 i 7.2 odjeljka 7 "Pravila o električnim instalacijama (PUE)". Konkretno, ukazuje na potrebu ugradnje uređaja za diferencijalnu struju koji obezbjeđuju trenutno potreban nivo električne i požarne sigurnosti, i kao rezultat toga, nedopustivost struja curenja u sistemima napajanja zgrada.

Korozivni efekat struja curenja

Utjecaj struja curenja na sustave cjevovoda dovodi do istih posljedica kao i korozivni učinak jednosmjernih i naizmjeničnih lutajućih struja. U periodu od 1996. do 2002. godine na više od 200 objekata u Moskvi vršena su direktna oscilografska mjerenja struja koje teku kroz unutrašnje cjevovode sistema grijanja i vodosnabdijevanja zgrada. U toku rada zabilježeno je da kroz cjevovode teku naizmjenične struje industrijske frekvencije od 0,1 do 18,2 A, a raspodjela struja je prikazana na sl. pet.

Rice. 5. Histogram distribucije registrovanih struja u unutrašnjim cevovodima zgrada (ukupno 2095 merenja).

Na osnovu vlastitih podataka, kao i stručnih mišljenja Sveruskog istraživačkog instituta za koroziju i Udruženja programera i proizvođača antikorozivne zaštite za kompleks goriva i energije (KARTEK), možemo zaključiti da postoji direktna korelacija između brzine korozije unutrašnjih cjevovoda zgrada i veličine naizmjeničnih i jednosmjernih struja koje teku kroz njih.

U posljednje vrijeme, kako bi se isključila korozijska oštećenja unutrašnjih cjevovoda zgrada, postoji tendencija zamjene metalnih vodovodnih cijevi plastičnim. U tom smislu treba uzeti u obzir sljedeće:

1. Uzrok ubrzane piting (pitting) korozije cijevi u 98% slučajeva je protok struje kroz njih, odnosno cijevi su de facto elementi sistema napajanja.
2. Prilikom zamjene metalne cijevi na plastici se rješava pitanje otklanjanja njihove elektrokemijske korozije, ali istovremeno se opterećenje na nultim radnim vodičima može značajno povećati i otpor petlje faza-nula može se značajno povećati, što dovodi do smanjenja veličine struja kratkog spoja.
3. Gore navedene okolnosti mogu dovesti do neprihvatljivog povećanja otpora i / ili izgaranja nultih radnih vodiča, zbog čega se napon na potrošačima najmanje opterećenih faza naglo povećava, što često dovodi do kvara električne opreme i požara.
4. S povećanjem otpora petlje "faza-nula", uređaji za zaštitu od kratkog spoja možda neće raditi ( prekidači) zbog neslaganja između podešavanja prekidača i smanjenih struja kratkog spoja do kojih je došlo nakon zamjene cijevi.

PUE omogućava korištenje vodovodnih cijevi kao zaštitnog vodiča za uzemljenje. Stoga, kako bi se osigurala električna sigurnost pri zamjeni metalnih cijevi plastičnim, potrebno je pažljivo provjeriti prisutnost uzemljenja i uzemljenja i izmjeriti vrijednost otpora u tim krugovima.

Tehnički i ekonomski aspekti rješavanja problema

Vidimo da pitanje nastanka struja curenja utiče na čitav niz inženjerskih i tehničkih problema i problema vezanih za zdravlje ljudi. Zato im je potrebno pristupiti profesionalno, upoređujući sve moguće opcije rješenja u tehničkom smislu iu smislu ekonomske izvodljivosti.

Razmotrimo ilustrativan primjer. Po pravilu, kada se detektuje izvor povećanog nivoa magnetnog polja, prva reakcija je želja da se izvor "zaštiti". Međutim, u praksi je magnetna zaštita prilično složen inženjerski i tehnički problem, ali se u principu može riješiti. Za implementaciju ove metode potrebno je dugotrajno praćenje vrijednosti gustine magnetskog fluksa u prostorijama. Zatim, prema dobijenim podacima, izračunajte parametre magnetnog ekrana. Nažalost, materijali za zaštitu magnetnog polja trenutno se ne proizvode u Rusiji. Da bi se izvršila magnetna zaštita područja kablovsku liniju 50 m dužine sa strujom curenja do 10 A i smanjenjem gustoće magnetskog fluksa, potrebno je napraviti ekran površine 550 kvadratnih metara. m. Troškovi kupovine samo materijala za ekran će iznositi 203.500,00 USD. Dodatno, potrebno je uzeti u obzir i troškove predprojektnog snimanja prostora i dizajna ekrana, njegove isporuke, carinjenja i ugradnje, što će trajati oko 1-2 mjeseca uz potpunu obustavu radova u predmetnih prostorija. Dakle, zaštita magnetnih polja je u uslovima naše zemlje ekonomski neisplativa mjera.
Za rješavanje problema u gore opisanoj situaciji, najracionalnija metoda je smanjenje struje koja stvara magnetsko polje, tj. otklanjanje osnovnog uzroka. Ova metoda zahteva dijagnostiku sistema napajanja zgrade, odnosno ispitivanje sistema zaštitnog uzemljenja i nuliranja i naknadni rad na otkrivanju i otklanjanju struja curenja na metalnim konstrukcijama i cevovodima.

U skladu sa domaćom i međunarodnom regulatornom dokumentacijom, kao i na osnovu velikog praktičnog iskustva u otklanjanju struja curenja, mogu se predložiti sledeće tehničke mere:

1. Odredite najvjerovatnije izvore strujanja i mogućnost njihovog dolaženja na metalne konstrukcije i cjevovode zgrade.
2. Izvršite skup radova za identifikaciju i uklanjanje struja curenja.
3. Izvršite cijeli niz standardnih pregleda elektro instalacija zgrade.
4. Provjerite prisutnost, pravilan odabir sekcija i ugradnju nultih zaštitnih provodnika.
5. Kako bi se spriječila pojava struja curenja i osigurali savremeni zahtjevi za protivpožarnu i električnu sigurnost, izraditi projekat ugradnje uređaja za zaštitu od diferencijalne struje (RCD).

Termini i definicije (GOST R 50571.1-93)

• Struja curenja je struja koja teče do zemlje ili do vodljivih dijelova treće strane u električno netaknutom kolu.
• Vodljivi dio treće strane - provodni dio koji nije dio električne instalacije, uključujući metalne konstrukcije zgrada, metalne plinske mreže, vodovodne cijevi, cijevi za grijanje itd. i neelektrični aparati koji su na njih električni spojeni (radijatori, neelektrični štednjaci, sudoperi, itd.), podovi, zidovi od neizolacionog materijala.
• Zaštitno uzemljenje- uzemljenje izvedeno u svrhu električne sigurnosti.
• Nulti zaštitni (PE) provodnik - zaštitni provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, dizajniran za spajanje otvorenih provodljivih dijelova na čvrsto uzemljenu neutralnu nulu izvora napajanja.
• Workingground- uzemljenje tačke ili tačaka strujnih delova električne instalacije, koje se vrši radi obezbeđivanja rada električne instalacije (ne radi elektrosigurnosti).
• Nulti radni (N) provodnik - vodič u električnim instalacijama do 1 kV, dizajniran za napajanje električnih prijemnika i povezan na uzemljeni neutral transformatora ili generatora u mrežama trofazne struje.

Književnost

1. 1. Yu.G. Grigoriev, V.S. Stepanov, O.A. Grigoriev, A.V. Merkulov //Elektromagnetna ljudska sigurnost. Ruski nacionalni komitet za zaštitu od nejonizujućeg zračenja, 1999.
2. O.A. Grigoriev, V.S. Petukhov, V.A. Sokolov // Uticaj kvarova u elektroenergetskom sistemu zgrada na ubrzanu koroziju cevovoda. Vijesti o opskrbi toplinom, 2002, br. 7, str. 44-46.
3. O.A. Grigoriev, V.S. Petukhov, V.A. Sokolov //O ubrzanoj "pitting" koroziji unutrašnjih cjevovoda zgrada. Praksa zaštite od korozije, 2002, br. 3, str. 15-19.
4. Pravila za postavljanje električnih instalacija. Izdanje 7. Odjeljak 6, odjeljak 7, poglavlja 7.1, 7.2 M., Izdavačka kuća NTs ENAS 1999.
5. Pravila za postavljanje električnih instalacija. Izdanje 7. Odjeljak 1, odjeljak 7, poglavlja 1.1, 1.2, 1.7, 1.9, 7.5, 7.6, 7.10 M., Izdavačka kuća NTs ENAS 2002.
6. Pismo Sveruskog istraživačkog instituta za koroziju br. 87 od 06.11.2001.
7. Dopis Udruženja programera i proizvođača antikorozivne zaštite gorivno-energetskog kompleksa (KARTEK) br. 01/2007 od 04.12.2000.
8. Petukhov V.S. Oštećenja građevinskih cjevovoda od korozije uzrokovana protokom struja kroz njih. Praksa zaštite od korozije, br. 4 (10), 1998.
9. Pravila za postavljanje električnih instalacija. Izdanje 6. M., GLAVGOSENERGONADZOR RUSIJE, 1998.