Что является результатом прохождения тока через воздух
Основные неисправности электросети
Перегрузкой называется такое явление, когда по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. При двукратной и большей перегрузке сгораемая изоляция проводников воспламеняется. При небольших перегрузках происходит быстрое старение изоляции и срок ее диэлектрических свойств сокращается.
Так, перегрузка проводов на 25% сокращает срок службы их примерно до 3-5 месяцев вместо 20 лет, а перегрузка на 50% приводит в негодность провода в течение нескольких часов.
Основными причинами перегрузки являются:
Кроме того, при перегрузке электросети приборы и аппараты, подключенные к ней, постоянно испытывают нехватку тока, что может привести к их аварийному выходу из строя. В связи с этим, обратите внимание на паспортные данные электроприборов: силу тока и напряжение. Желательно, чтобы напряжение питания электроприборов отклонялось на максимально допустимую величину от 220 В (например, от 90 до 260 В).
Коротким замыканием называется всякое замыкание между проводами, или между проводом и землей. Причиной возникновения короткого замыкания является нарушение изоляции в электрических проводах и кабелях, которое вызывается: перенапряжениями; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции. При возникновении замыкания в цепи ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима.
Искрение и электродуга — результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, когда вынимается электровилка из электророзетки), при пробое изоляции между проводниками, а также во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд). С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей могут быть причиной пожара и взрыва.
Общие принципы пожарной безопасности от искр, дуг, перегрузок, коротких замыканий и переходных сопротивлений.
Эти явления невозможны, если:
Электротермическое воздействия установок на окружающую среду
Установки греются и могут быть пожароопасны
1.Не оставлять установки без присмотра
Искрение и электрические дуги:
Всякая электрическая искра или дуга есть результат прохождения тока через ионизированный воздух и представляют собой поток электрических зарядов.
Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, при пробое изоляции между проводниками, в щёточно- коллекторных устройствах эл. машин, во всех других случаях при наличие плохих контактов. При достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги.
Эл.дуга обладает высокой температурой 1500-4000 0 С и может воспламенить находящийся рядом горючий материал. Кроме того, при образовании искр и дуг происходит разбрызгивание расплавленных частиц металла, которые имеют высокую тепловую энергию.
1. Соблюдение техники безопасности и эксплуатации оборудования
Известно, что при пересечении замкнутого проводника магнитными силовыми линиями в нём индуктируется ток. Токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями, называются вихревыми токами (токами Фуко).
Для уменьшения вихревых токов якори генераторов, эл.дв., сердечники трансформаторов, эл.магнитов делают не сплошными, а наборными из отдельных тонких листов электро-техническойой стали (0,35-0,5мм), расположенных по направлению магнитных силовых линий и изолированных один от другого. С этой же целью применяют легированные стали (стали с содержанием до 4% кремния).
Вынос потенциала, токи утечки:
Металлические коммуникации, на которые произошло замыкание, имеют большое сопротивление. На пути тока утечки от места замыкания к земле встречаются участки с не плотными контактами, где вследствие этого сильно нагреваются, что в конечном итоге может привести к возгоранию.
Аналогичное явление возникает в результате попадания молнии в различного рода металлические конструкции зданий и сооружений, вызывающего большие разности потенциалов.
Особенность ПО(пожарной опасности) токов утечки состоит в том, что из-за них загораются места, находящиеся далеко от места самой эл.установки, что затрудняет нахождение самого места замыкания.
Возникновение токов утечки в электроустановках, находящихся под напряжением, связано с ухудшением изоляции, которое может быть вызвано высокой влажностью изоляции, агрессивностью окружающей среды и механическими повреждениями. Первоначально токи утечки незначительны. С течением времени они растут, что в конечном итоге приводит к КЗ. Процесс увеличения токов утечки можно представить следующим образом. Колебания температуры токоведущих элементов электроустановок приводят к конденсации влаги на поверхности изоляции. Возникают токопроводящие слои жидкости или перемычки. При наличии потенциала начинается прохождение тока утечки, значение которого определяется сопротивлением перемычек. Выделяется теплота, испаряющая влагу в зоне перемычек, причем содержащиеся в испаряющейся влаге соли остаются на поверхности. С испарением жидкости прохождение тока утечки прекращается. При повторных увлажнениях этот процесс происходит вновь, причем из-за повышения содержания соли проводимость перемычек увеличивается. Ток утечки растет. Начинается обугливание изоляции вдоль токопроводящих перемычек, что в итоге ведет к их перекрытию. Возникшая электрическая дуга воспламеняет изоляцию, а также другие горючие материалы, оказавшиеся вблизи места КЗ (пыль, пух, солому и т. п.). Особенно характерно появление токов утечки в электроустановках сельскохозяйственного производства.
3. Требования пожарной безопасности при эксплуатации электроустановок
(Постановление Правительства РФ от 25 апреля 2012 г. N 390 «О противопожарном режиме»)
40. Запрещается оставлять по окончании рабочего времени не обесточенными электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых отсутствует дежурный персонал, за исключением дежурного освещения, систем противопожарной защиты, а также других электроустановок и электротехнических приборов, если это обусловлено их функциональным назначением и (или) предусмотрено требованиями инструкции по эксплуатации.
41. Запрещается прокладка и эксплуатация воздушных линий электропередачи (в том числе временных и проложенных кабелем) над горючими кровлями, навесами, а также открытыми складами (штабелями, скирдами и др.) горючих веществ, материалов и изделий.
а) эксплуатировать электропровода и кабели с видимыми нарушениями изоляции;
б) пользоваться розетками, рубильниками, другими электроустановочными изделиями с повреждениями;
в) обертывать электролампы и светильники бумагой, тканью и другими горючими материалами, а также эксплуатировать светильники со снятыми колпаками (рассеивателями), предусмотренными конструкцией светильника;
г) пользоваться электроутюгами, электроплитками, электрочайниками и другими электронагревательными приборами, не имеющими устройств тепловой защиты, а также при отсутствии или неисправности терморегуляторов, предусмотренных конструкцией;
д) применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы;
е) оставлять без присмотра включенными в электрическую сеть электронагревательные приборы, а также другие бытовые электроприборы, в том числе находящиеся в режиме ожидания, за исключением электроприборов, которые могут и (или) должны находиться в круглосуточном режиме работы в соответствии с инструкцией завода-изготовителя;
ж) размещать (складировать) в электрощитовых (у электрощитов), у электродвигателей и пусковой аппаратуры горючие (в том числе легковоспламеняющиеся) вещества и материалы;
з) использовать временную электропроводку, а также удлинители для питания электроприборов, не предназначенных для проведения аварийных и других временных работ.
Задание для самостоятельного изучения:
Стр.9-47.
3.Постановление Правительства Российской Федерации от 25.04.2012 N 390 «О противопожарном режиме»www.pravo.gov.ru, п.40-42.
Заключительная часть
Вопросы задаваемые в конце занятия:
1. При каком виде соединения электропотребителей или последовательном соединении увеличивается пожарная опасность?
2. Какие сердечники трансформаторов используют для уменьшения вихревых токов?
3. Каким физическим законом можно охарактеризовать пожароопасные проявления электрического тока?
4. Короткое замыкание охарактеризовать кратко (раскрыть сущность)
5. От чего зависит количество выделения тепла в проводнике? ( величины протекаемого тока, сечения проводника)
6. Основные причины возникновения короткого замыкания?
7. Основные причины возникновения на перегрузки?
8. К чему приводит загрязнение поверхности электрооборудования?
9. От чего зависит возникновение больших переходных сопротивлений?
Вам раскрыты пожароопасные проявления электрического тока такие, как короткое замыкание, перегрузка, большие переходные сопротивления, искры и дуги, вихревые токи.
В ходе анализа проведенного в течении лекции выявлено, что основными причинами технологических нарушений в работе электрооборудования приводящих к возникновению пожаров являются:
· физический износ оборудования;
· низкое качество технического обслуживания и ремонта оборудования;
· несоблюдение периодичности и объема выполнения профилактических мероприятий;
· недостаточный уровень использования средств оценки технического состояния и диагностики;
· ошибки и недостаточный уровень подготовки оперативного персонала;
· недостатки проектных решений, монтажных и строительных работ;
· недостатки конструкции и изготовления и др.
Соблюдение правил эксплуатации и выполнение мероприятий по предупреждению износа оборудования и негативного воздействия внешней среды снижает вероятность возникновения пожаров от электроустановок.
Ваша цель использовать изложенный материал при самостоятельном изучении дисциплины и выполнении курсового проекта.
Старший преподаватель кафедры пожарной безопасности объектов защиты
ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ЯВЛЕНИЙ И СТАТИСТИКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ ОТ НИХ
Короткие замыкания (43% от всех пожаров в электроустановках).
Короткое замыкание может быть:
— двухфазное на землю;
— однофазное на землю или корпус (в системах с глухозаземленной нейтралью). Однофазное короткое замыкание при аварии переходит обычно в трехфазное, которое является наиболее опасным.
В зависимости от вида К.З. его ток может быть рассчитан по формулам:
— однофазное К.З. в системах с глухозаземленной нейтралью в конце линии:
— двухфазное К.З. в системах с изолированной нейтралью:
— трехфазное в начале заземляемой линии:
Кроме выше перечисленных видов К.З. они бывают металлические и неметаллические.
Металлическое К.З. возникают когда провода замыкаются между собой на металлические конструкции, хорошо соединенные с землей. В этом случае возникают значительные токи, в результате чего срабатывает защита. Признаки и следы К.З. в этом случае наблюдаются только в одном месте.
При неметаллическом К.З., конструкции не имеют хорошего контакта с землей, сопротивление в этом месте может быть значительным, а ток сравнительно небольшим. Защита в этом случае не всегда срабатывает. Это плохо, так как ток короткого замыкания может действовать (протекать) длительно. Проявление такого тока может быть в нескольких местах (провод – кровля – водосточная труба – земля).
Опасность коротких замыканий определяется:
— термическим действием – выделением большого количества тепла в проводниках, что вызывает резкое повышение температуры, воспламенение изоляции, металла токоведущих жил с последующим выбросом брызг расплавленного металла;
— динамическим действием – разрушением проводников, обмоток машин, аппаратов за счет электромагнитных взаимодействий – возникновения эл. дуги, проплавляющий броню кабелей, трубы электрических проводок. Брызги расплавленного металла не просто капают вниз, а разлетается в стороны на большие расстояния, что может быть причиной возгорания и в удаленном от места К.З. месте;
— снижением или резким падением напряжения в питающей сети, что отрицательно сказывается на работе других потребителей (самопроизвольная остановка электродвигателей, погасание люминисцентных ламп и т.д.). Это может приводить к нарушениям технологического процесса, к браку продукции, и даже к пожарам и взрывам.
— выпадением из синхронизмапараллельно работающих генераторов на электростанциях, если К.З. произошло вблизи источника тока и действует длительно.
— поподанием токопроводящих предметов на неизолированные токоведущие части электрооборудования;
— повреждением изоляции за счет механических, термических или химических воздействий;
— пробоем изоляции вследствии перенапряжений, прямых ударов молнии или заноса высоких потенциалов.
Основными причинами К.З. являются:
—неправильныйвыбор электрооборудования;
—неправильныймонтаж;
—неправильнаяэксплуатация.
Признаками К.З. являются (слайд № 3):
—мигание ламп;
—остановка электродвигателей;
—пиковые показания приборов;
—оплавление медных проводов (шарики).
Для определения момента К.З. (т.е. являются ли К.З. причиной пожара или его следствием) применяют рентгеноструктурный и металлографический анализы.
Мероприятия против К.З.:
— правильныйвыбор электрооборудования;
— правильныймонтаж и эксплуатация;
— установкааппаратов защиты.
т.е. другими словами профилактика пожаров от К.З. проводится в двух направлениях:
1. недопущение К.З. (правильный выбор, монтаж, грамотная эксплуатация электроустановок, своевременное проведение планово-предупредительных осмотров и ремонтов, контроль сопротивления изоляции, расплавление токоведущих жил и другие последствия.)
2. ограничение величины и времени действия токов К.З. (для этой цели используют воздушные автоматические включатели, плавкие предохранители. Для уменьшения колебаний напряжения в сети применяют автоматические регуляторы напряжения, а для ограничения токов индуктивные реакторы).
Каждое из этих мероприятий состоит из очень большого количества требований, и задачей работника пожарной охраны является изучение всех норм и правил, в частности учета мер пожарной безопасности, имеющихся по данному вопросу.
Электрические перегрузки (12,3% от всех пожаров в электроустановках)
Электрической перегрузкой называется такой режим работы, когда по проводам и кабелям электрических сетей, обмоткам машин, аппаратов и приборов идет рабочий ток больше допустимого. Величина рабочего тока определяется расчетными методами или по показаниям приборов и зависит от мощности и вида включенных токоприемников, напряжения сети, рода тока, нагрузки и режима работы.
Длительно допустимым током называют ток, который длительное время может протекать по проводам, обмоткам машин и аппаратов не вызывая их перегрева сверх допустимой температуры, определенной классом нагревостойкости изоляции.
Величина допустимых токов определяется ГОСТами и ПУЭ и зависит от:
— сечения токоведущих жил;
— вида изоляции;
— материала токоведущей жилы;
— способа прокладки (монтажа);
— конструкции провода или кабеля;
— температуры окружающей среды.
Опасность перегрузок объясняется тепловым действием тока. При прохождении по проводнику электрического тока выделяется некоторое количество тепла. Это тепло при нормальных условиях отдается в окружающую среду и проводник не нагревается выше допустимой температуры. При перегрузке количество выделяющегося тепла увеличивается, тепло не успевает уходить в окружающую среду, и вследствие этого возникает перегрев проводов, кабелей, обмоток машин и аппаратов.
При двукратной и более перегрузке проводников со сгораемой изоляцией происходит ее воспламенение. При меньших перегрузках воспламенения как правило не наблюдается но происходит ее быстрое старение, тепловой пробой и как следствие К.З.
Например, допустимая температура нагрева:
— жилы с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией 65 0 С;
— жилы с изоляцией из кабельной пропитанной бумаги 80 0 С;
Таким образом при перегреве проводников выше допустимой температуры усиливается окисление контактов и мест соединения проводов, ускоряется старение изоляции и ее износ. В результате старения изоляция теряет эластичность и механическую прочность, растрескивается и ломается.
Основные причины перегрузок:
— несоответствиесечения проводников рабочему току;
— перенапряжения;
— повышениетемпературы окружающей среды;
— попадание на проводники токов утечки, молнии.
Причиной перегрузки осветительных сетей является большое число параллельно включенных потребителей, больше, чем предусмотрено проектом, без увеличения сечения проводников.
Причиной перегрузки двигателей является:
· неправильный выбор электрооборудования по мощности;
· механическиеперегрузки двигателей;
· работадвигателя как двухфазного или однофазного (мощность снижается до 60 – 65% от номинальной);
· понижениенапряжения сети.
Признаки перегрузки:
— специфический запах изоляционных материалов;
— частаясмена предохранителей, наличие «жучков»;
— снижение напряжения в сети и, как следствие, снижение накала ламп, снижение числа оборотов двигателя.
Профилактика перегрузок:
— правильный тепловой расчет электрических сетей;
— правильная эксплуатация (создание условий для охлаждения электрических машин, аппаратов и приборов, своевременная смазка двигателей, очистка их от пыли и грязи);
— ограничение мощности включаемых потребителей;
— применение аппаратов защиты: автоматов с тепловым расцепителем, тепловых реле, плавких предохранителей.
Большие переходные сопротивления (4,6% от всех пожаров в электроустановках)
В местах возникновения больших переходных сопротивлений возникает локальный, местный нагрев, что может приводить к воспламенению изоляции, сгораемых элементов конструкций и т. д., в конечном итоге стать причиной пожара.
Особенность (опасность) больших переходных сопротивлений усугубляется тем, что их трудно обнаружить (приборы их не обнаруживают), а аппараты защиты не срабатывают, т.к. ток в цепи не растет, а места возникновения Б.П.С. контролировать весьма сложно. Обнаруживают их обычно уже тогда, когда они являются причиной пожара. Поэтому особое значение приобретают мероприятия, направленные на то, чтобы не допустить появления больших переходных сопротивлений.
Причины появления переходных сопротивлений:
— неплотныйконтакт и неровность в местах соединения и оконцевания проводов – особенно при наличии вибрации оборудования;
— малаясила сжатия контактирующих проводников;
— уменьшениесечения в месте соединения;
— окисление– пленки окиси меди, аллюминия и др. металлов.
Окисление особенно часто возникает в помещениях сырых, особо сырых или с химически активной средой;
Профилактика переходных соединений:
*тщательноеи правильное соединение проводников между собой (скрутка с последующей пропайкой, сварка, опрессовка);
*на съемных контактах применять специальные наконечники;
*созданиетрущихся контактов;
*покрытиеконтактов специальными составами (лужение, серебрение и т.п.);
*подпружиниваниеконтактов.
Искрение и электрическая дуга (3,3% от всех пожаров в электроустановках)
Искрение есть результат прохождения тока через воздух, при этом может быть:
— тлеющий разряд (свечение, корона);
—искровой разряд (при достаточном напряжении);
-дуговойразряд, с оплавлением металла (при достаточной мощности).
Нужно запомнить, что искрение и электрическая дуга обязательно возникают в нормальных условиях работы при размыкании контактов, при сварочных работах. В этих случаях необходимо не допускать их контакта с горючей средой, для чего искрящие части электрооборудования заключают в защитные оболочки (кожухи), а при электросварочных работах применяют целый ряд защитных мероприятий.
Искрение также может возникать в следующих случаях:
— принеплотностях контактов;
— присопротивлении оголенных проводов;
— приплохом уходе за щетками и коллектором электродвигателей;
— приразряде статического электричества (от вторичных проявлений молнии электростатическая и электромагнитная индукция, занос высоких потенциалов).
Также нужно знать, что искрение опасно только при наличии горючей среды. Особенно опасно искрение в помещениях взрывоопасных и пожароопасных по ПУЭ.
Для уменьшения пожарной опасности от эл.искр и дуг необходимо:
—искрящиепо условиям работы части машин, аппаратов закрывать специальными кожухами;
—выноситьискрящее оборудование за пределы взрывоопасных зон;
—оснащатькоммутирующие аппараты искро и дуго гасителями;
—применятьаппараты в искробезопасном или маслонаполненном исполнении;
—обеспечиватьнеобходимую плотность контактов (соединений).
При электросварочных работах для защиты от статического электричества, а также от вторичных проявлений молний разрабатываются мероприятия по соответствующим инструкциям и правилам.
Лекция «Пожарная опасность организации»
Пожарная опасность организации
по программе обучения: пожарно-технический минимум для киномехаников
Обучающиеся: сотрудники (работники) предприятия
Разработчик : Общероссийская Общественная Организация «ВДПО»
Содержание
ВНИМАНИЕ! При изучение данной темы следует учитывать, что деятельность по обеспечению пожарной безопасности детально регламентируется действующим законодательством, которое в рамках проводимых реформ активно изменяется, поэтому рекомендуется положения нормативных правовых актов и нормативных документов в области пожарной безопасности уточнять в актуальных редакциях.
1. Причины пожаров от эксплуатации кинотехнического и электротехнического оборудования.
Анализ статистики пожаров с 2014 по 2018 гг. в помещениях киноаппаратных показал причины возникновения пожаров*:
* категории взяты из Приказа МЧС России от 26.12.2014 № 727 «О совершенствовании деятельности по формированию электронных баз данных учета пожаров (загораний) и их последствий»
Из статистики пожаров киноаппаратных, что все пожары связаны с электроустановками, более 90 % – это нарушение правил эксплуатации электрооборудования.
Нарушения эксплуатации улектроустановок, как правило приводят к короткому замыканию или перегреву.
Короткие замыкания возникают в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановок.
Опасные повреждения кабелей и проводок могут возникать вследствие чрезмерного растяжения, перегибов, в местах подсоединения их к электродвигателям или аппаратам управления, при земляных работах и т. п. При нарушении изоляции на жилах кабеля возникают утечки тока, которые затем перерастают в токи короткого замыкания. В зависимости от характера повреждения внутри кабеля может нарастать аварийный процесс короткого замыкания с сопутствующим мощным выбросом в окружающую среду искр и пламени.
Так как многие виды электрооборудования не являются влаго- и пыленепроницаемыми, то производственная пыль (особенно токопроводящая сажа, копоть, графит), химически активные вещества и влага проникают внутрь их оболочки и оседают на поверхности электроизоляционных частей и материалов. Некоторые нагревающиеся части электрооборудования при остановке охлаждаются, поэтому на них часто выпадает конденсат воды. Все это может привести к повреждению и переувлажнению изоляции и вызвать чрезмерные токи утечки, дуговые короткие замыкания, перекрытия или замыкания как изолированных обмоток, так и других токоведущих частей.
Изоляция электроустановок может повреждаться при воздействии на нее высокой температуры или пламени во время пожара, из-за перенапряжения в результате первичного или вторичного воздействия молнии, перехода напряжения с установок выше 1000 В на установки до 1000 В и т. д.
Причиной короткого замыкания может быть схлестывание проводов воздушных линий электропередач под действием ветра и от наброса на них металлических предметов. К возникновению короткого замыкания могут привести ошибочные действия обслуживающего персонала при различных оперативных переключениях, ревизиях и ремонтах электрооборудования.
Перегрузкой называется такой аварийный режим, при котором в проводниках электрических сетей, машин и аппаратов возникают токи, длительно превышающие величины, допускаемые нормами.
Одним из видов преобразования электрической энергии является переход ее в тепловую. Электрический ток в проводниках электрических сетей, машин и аппаратов выделяет теплоту, рассеивающуюся в окружающем пространстве. Проводники при этом могут нагреваться до опасных температур. Так, для голых медных, алюминиевых и стальных проводов воздушных линий максимально допустимая температура не должна превышать 70°С. Объясняется это тем, что с повышением температуры усиливаются окислительные процессы и на проводах (особенно в контактных соединениях) образуются окиси, имеющие высокое сопротивление; увеличивается сопротивление контакта, и следовательно, выделяемая в нем теплота. С увеличением температуры соединения увеличивается окисление, а это может привести к полному разрушению контакта провода.
Весьма опасным является перегрев изолированных проводников, особенно с горючей изоляцией, приводящий к ускорению её износа (старению). Старение изоляции оценивается в относительных единицах. За единицу принимается старение, соответствующее работе при температуре, допускаемой нормами для данного рода изоляции. Для расчетов обычно пользуются установленным экспериментально «восьмиградусным правилом». По этому правилу длительное повышение температуры проводника сверх допустимого на каждые 8°С, приводит к ускорению износа его изоляции вдвое.
Опыты показали, что продолжительность срока службы изоляции в электродвигателях при нагреве до 100°С будет 10 – 15 лет, а при 150°С сокращается до l,5 – 2 мес.
Причиной возникновения перегрузки может быть неправильный расчет проводников при проектировании. Если сечение проводников занижено, то при включении всех предусмотренных электроприёмников возникает перегрузка. Перегрузка может возникнуть из-за дополнительного включения электроприёмников, на которые проводники сети не рассчитаны.
Переходными называются сопротивления в местах перехода тока с одной контактной поверхности на другую через площадки действительного их соприкосновения. В таком контактном соединении за единицу времени выделяется некоторое количество теплоты, пропорциональное квадрату тока и сопротивлению участков действительного соприкосновения.
Количество выделяемой теплоты может быть столь значительным, что места переходных сопротивлений сильно нагреваются. Следовательно, если нагретые контакты будут соприкасаться с горючими материалами, возможно их воспламенение, а соприкосновение этих мест со взрывоопасными концентрациями горючих пылей, газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей явится причиной взрыва.
2. Меры предупреждения и устранения причин, способствующих возникновению пожаров. Профилактические мероприятия, планово-предупредительные работы.
Профилактика короткого замыкания
Наиболее действенным предупреждением короткого замыкания являются правильный выбор, монтаж и эксплуатация электрических сетей, машин и аппаратов. Конструкция, вид исполнения, способ установки и класс изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов, кабелей, проводов и прочего электрооборудования должны соответствовать номинальным параметрам сети или электроустановки (току, нагрузке, напряжению), условиям окружающей среды и требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Особенно строго следует соблюдать регулярное проведение осмотров, ремонтов, планово-предупредительных и профилактических испытаний электрооборудования во взрывоопасных установках как при приемке его, так и при эксплуатации. Кроме того, должна быть предусмотрена электрическая защита сетей и электрооборудования. Основное назначение электрической защиты заключается в том, что питание поврежденной в любом месте проводки должно быть прекращено раньше, чем произойдет опасное развитие аварии. Наиболее эффективными аппаратами защиты являются быстродействующие реле и выключатели, установочные автоматы и плавкие предохранители.
Чтобы избежать перегрузки или ее последствий, при проектировании необходимо правильно выбирать сечения проводников сетей по допустимому току, а также электродвигатели и аппараты управления.
В процессе эксплуатации электрических сетей нельзя включать дополнительно электроприёмники, если сеть на это не рассчитана.
При эксплуатации машин и аппаратов не следует допускать нагрев их до температуры, превышающей предельно допустимую.
Для защиты электроустановок от токов перегрузки наиболее эффективными являются автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей и плавкие предохранители.
Профилактика пожаров от контактных сопротивлений
Чтобы увеличить площади действительного соприкосновения контактов, необходимо увеличить силы их сжатия путем применения упругих контактов или специальных стальных пружин. Если контактные плоскости прижать друг к другу с некоторой силой, мелкие бугорки в местах касания плоскостей будут несколько сминаться, при этом увеличатся размеры соприкасающихся основных площадок и появятся новые дополнительные площадки касания. Переходное сопротивление контакта снизится, уменьшится и нагрев контактного устройства.
Для отвода тепла от точек соприкосновения и рассеивания его в окружающую среду необходимы контакты с достаточной массой и поверхностью охлаждения. Особое внимание следует уделять местам соединения проводов и подключения их к контактам вводных устройств электроприемников. На съемных концах для удобства и надежности контакта применяют наконечники различной формы и специальные зажимы, что особенно важно для алюминиевых проводов. Для надежности контакта предусматривают также пружинящие шайбы и бортики, препятствующие растеканию алюминия. В местах, подвергающихся вибрации, при любых проводниках необходимо применять пружинящие шайбы или контргайки. Все контактные соединения должны быть доступны для осмотра — их систематически контролируют в процессе эксплуатации.
Существует несколько способов соединения проводов; основные из них — пайка, сварка, механическое соединение под давлением (опрессование). При пайке необходим источник тепла с температурой, достаточной для нагревания соединяющихся проводов и плавления дополнительного металла (олова или оловянно-свинцовых припоев). Во время пайки изолированных проводов следует применять предохранительные меры, чтобы не повредить изоляцию.
Сварка проводов (электрическая и газопламенная) обеспечивает надежный электрический контакт (что особенно важно для алюминиевых проводов), однако это сложная операция, требующая большого опыта. Соединение проводов пайкой и сваркой не допускается в помещениях со взрывоопасной средой.
Наиболее распространено в настоящее время соединение проводов механической опрессовкой специальными клещами и гидропрессом. Этот способ дает хороший электрический контакт, не требует источника тепла и дефицитных припоев и допускается в помещениях с взрывоопасной средой.
Жилы проводов и кабелей в местах соединений и ответвлений должны иметь такую же изоляцию, как и в целых местах этих проводов и кабелей. Для уменьшения влияния окисления на контактное сопротивление размыкающиеся контакты конструируют таким образом, чтобы размыкание и замыкание их сопровождались скольжением (трением) одного контакта по другому. При этом тонкая пленка окислов разрушается, удаляется с площадки действительного касания контактов, и происходит самоочищение контактов.
Принципы оценки пожарной опасности электрических изделий включают два основных направления: определение возможности возникновения пожара и оценку последствий горения.
Оценка возможности возникновения пожара отражает комплексный подход, включающий: использование вероятностных методов, исходя из особенностей физико-химических явлений, способствующих зажиганию, а также экспериментальных методов, основанных на прямых измерениях и сравнении полученных результатов с допустимыми по нормам (например: полученная при испытаниях фактическая температура нагрева горючих изоляционных материалов сравнивается с критической; длина выгоревшей части кабельной прокладки сравнивается с классификационным показателем 2,5.
Пожарную опасность может представлять любая электрическая цепь, в которую локально, в течение определенного времени подключается мощность более 15 Вт. В этот диапазон входит большинство электрических изделий.
В соответствии с ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. «Пожарная безопасность. Общие требования» условие пожаробезопасности электротехнического изделия имеет вид:
Опасность возникновения пожаров при эксплуатации электроустановок заключается в наличии сгораемой изоляции электрических сетей машин и аппаратов, кислорода воздуха (или другого окислителя) и источника зажигания (электрического тока). Большинство изоляционных материалов (хлопчатобумажная и шелковая ткань, резина, лакоткани, бумага, картон, полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, трансформаторное масло и др.) сгораемые.
Причинами пожаров могут быть аварийные режимы работы электротехнических изделий: короткие замыкания, перегрузки проводников, машин и аппаратов; искры и электродуги; большие переходные сопротивления; вихревые токи, возникающие в массивных металлических деталях в результате изменения магнитных потоков, индуктирующих ЭДС (эти индуктированные токи замыкаются накоротко в толще деталей).
Перегрузкой называется такое явление, когда по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого. Основными причинами перегрузки являются:
— несоответствие сечения проводников рабочему току (например, когда электропроводка к звонку выполняется телефонным проводом);
— параллельное включение в сеть не предусмотренных расчетом токоприемников без увеличения сечения проводников (например, подключение удлинителя с 3-4 розетками в одну рабочую);
— попадание на проводники токов утечки, молнии; повышение температуры окружающей среды.
Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. Так, для кабелей с бумажной изоляцией срок их службы может быть определен по известному «восьмиградусному правилу», в соответствии с которым превышение температуры на каждые 8°С сокращает срок службы изоляции в 2 раза.. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) регламентируют допустимые длительные токи для проводов, шнуров и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией. Они приняты для температур: жил +65, окружающего воздуха +25 и земли +15°С.
Кроме того, при перегрузке электросети приборы и аппараты, подключенные к ней, постоянно испытывают нехватку тока, что может привести к их аварийному выходу из строя.
Воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией зависит от значения кратности тока короткого замыкания Ikз, т.е. от значения орошения IКЗ к длительно допустимому току кабеля или провода. Если эта кратность больше 2,5, но меньше 18 для кабеля и 21 для провода, то происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.
Выбор электрических проводников по условиям короткого замыкания осуществляется из условия, что температура нагрева проводников при КЗ должна быть не выше предельно допустимых значений, которые регламентируются для проводов и кабелей с медными и алюминиевыми жилами в поливинилхлоридной и резиновой изоляции (150°С).
Внезапное снижение напряжения при КЗ негативно сказывается на работе электрооборудования и может привести к пожару за много метров от места КЗ.
Искрение и электродуга есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, когда вынимается электровилка из электророзетки), при пробое изоляции между проводниками, а также во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами, ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд) С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а придостаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей могут быть причиной пожара и взрыва Федеральным законом «О пожарной безопасности» и Правилами пожарной безопасности в Российской Федерации ответственность за обеспечение пожарной безопасности электроустановок возлагается на руководителя предприятия, учреждения или организации. Основной задачей руководителя предприятия является проведение организационных мероприятий по обеспечению соответствующего противопожарного режима эксплуатации электроустановок на объекте, которые заключаются в соответствующей подготовке квалифицированного обслуживающего персонала, разработке эксплуатационных, должностных инструкций и инструкций по охране труда с включением вопросов пожарной безопасности. Электротехнический персонал должен проходить периодическую проверку знаний правил пожарной безопасности одновременно с проверкой знаний правил безопасности труда при эксплуатации электроустановок.
Требования Правил устройства электроустановок
Для предупреждения пожаров и аварий от коротких замыканий, перегрузок, больших переходных сопротивлений и других причин необходимы правильный выбор, монтаж и соблюдение установленного режима эксплуатации электрических сетей и электрооборудования (машин, аппаратов, устройств).
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) распространяются на вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки до 500 кВ. Отдельные требования ПУЭ можно применять для действующих электроустановок, если это упрощает электроустановку. По отношению к реконструируемым электроустановкам требования ПУЭ распространяются лишь на реконструируемую часть электроустановок. ПУЭ разработаны с учетом обязательности проведения в условиях эксплуатации планово-предупредительных и профилактических испытаний, ремонтов электроустановок и их электрооборудования, а также систематического обучения и проверки обслуживающего персонала.
Электроустановки (ЭУ) по условиям электробезопасности разделяются на ЭУ до 1 кВ и ЭУ выше 1 кВ (по действующему значению напряжения).
Открытыми или наружными ЭУ называются электроустановки, незащищенные зданием от атмосферных воздействий. ЭУ, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., рассматриваются как наружные.
Закрытыми или внутренними ЭУ называются электроустановки, внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий. Электропомещениями называются помещения или отгороженные, например, сетками, части помещения, доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала, в которых расположены ЭУ.
Кроме того, в зависимости от климатической среды, помещения подразделяются на: сухие (нормальные) (влажность до 60%), влажные (влажность 60-75%), сырые (влажность более 75%), особо сырые (влажность близка к 100%), жаркие (температура более +35°С), пыльные, помещения с химически активной или органической средой.
Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова »следует», »необходимо» и производные от них. Слова »как правило» означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано. Слово »допускается» означает, что данное решение применяется в виде исключения как вынужденное (вследствие стесненных условий, ограниченных ресурсов необходимого оборудования, материалов и т.п.). Слово »рекомендуется» означает, что данное решение является одним из лучших, но не обязательным.
Применяемые в ЭУ электрооборудование и материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ или ТУ, утвержденных в установленном порядке.
Конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов и прочего электрооборудования, а также кабелей и проводов должны соответствовать параметрам сети или электроустановки, условиям окружающей среды и требованиям соответствующих глав ПУЭ.
Применяемые в ЭУ электрооборудование, кабели, провода по своим нормированным, гарантированным и расчетным характеристикам Должны соответствовать условиям работы данной ЭУ.
Электроустановки и связанные с ними конструкции должны быть стойкими в отношении воздействия окружающей среды или защищены от этого воздействия.
Строительная и санитарно-техническая части ЭУ (конструкции здания и его элементов, отопление, вентиляция, водоснабжение и пр.) Должны выполняться в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) Госстроя СССР (Госстроя России) при обязательном выполнении дополнительных требований, приведенных в ПУЭ.
В ЭУ должны быть предусмотрены сбор и удаление отходов: химическиx веществ, масла, мусора, технических вод и т.п. В соответствии с действующими требованиями по охране окружающей среды должна быть исключена возможность попадания указанных отходов в водоемы, систему отвода ливневых вод, овраги, а также на территории, предназначенные для этих отходов.
В ЭУ должна быть обеспечена возможность легкого распознавания частей, относящихся к отдельным их элементам (простота и наглядность схем, надлежащее расположение электрооборудования, надписи, маркировка, расцветка).
В жилых, общественных и тому подобных помещениях устройства служащие для ограждения и закрытия токоведущих частей, должны быть сплошные; в производственных помещениях и электропомещениях эти устройства допускаются сплошные, сетчатые или дырчатые. Ограждающие и закрывающие устройства должны быть выполнены так, чтобы снимать или открывать их было можно лишь при помощи ключей или инструментов.
Устройства, предназначенные для защиты проводов и кабелей от механических повреждений, по возможности должны быть введены в машины, аппараты и приборы, Пожаро- и взрывобезопасность ЭУ, содержащих маслонаполненные аппараты и кабели, а также электрооборудования, покрытого и пропитанного маслами, лаками, битумами и т.п., обеспечивается выполнением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ. При сдаче в эксплуатацию указанные ЭУ должны быть снабжены противопожарными средствами и инвентарем в соответствии с действующими положениями.
Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения
Все ЭУ, в зависимости от их значимости, подразделяются в отношении обеспечения надежности электроснабжения на следующие три категории:
Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников
I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников I категории могут быть использованы местные электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи.
Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.
Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.
Выбор вида электропроводки, выбор проводов и кабелей и способа их прокладки по условиям пожарной безопасности
При выборе вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей должны учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности.
Прокладка проводов и кабелей, труб и коробов с проводами и кабелями по условиям пожарной безопасности должна удовлетворять требованиям табл. 2.1.3 ПУЭ.
При открытой прокладке защищенных проводов (кабелей) с оболочками из сгораемых материалов и незащищенных проводов (с изоляцией, но без оболочки) расстояние в свету от провода (кабеля) до поверхности оснований, конструкций, деталей из сгораемых материалов должно составлять не менее 10 мм. При невозможности обеспечить указанное расстояние провод (кабель) следует отделять от поверхности слоем несгораемого материала, выступающим с каждой стороны провода (кабеля) не менее чем на 10 мм. При скрытой прокладке защищенных проводов (кабелей) с оболочками из сгораемых материалов и незащищенных проводов в закрытых нишах.
Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон по ПУЭ
ПОЖАРООПАСНОЙ ЗОНОЙ называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.
Классификация пожароопасных зон
Зоны в помещениях и зоны наружных установок в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в которых постоянно или периодически обращаются горючие вещества, но технологический процесс ведется с применением открытого огня, раскаленных частей либо технологические аппараты имеют поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих паров, пылей или волокон, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным. Класс среды в помещениях или среды наружных установок за пределами указанной 5-метровой зоны следует определять в зависимости от технологических процессов, применяемых в этой среде.
Зоны в помещениях и зоны наружных установок, в которых твердые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их элетрооборудования к пожароопасным.
Зоны в помещениях вытяжных вентиляторов, а также в помещениях приточных вентиляторов (если приточные системы работают с применением рециркуляции воздуха), обслуживающих помещения с пожароопасными зонами класса П-II, относятся также к пожароопасным зонам класса П-II. Зоны в помещениях вентиляторов местных отсосов относятся к пожароопасным того же класса, что и обслуживаемая ими зона. Для вентиляторов, установленных за наружными ограждающими конструкциями и обслуживающих пожароопасные зоны класса П-II и пожароопасные зоны любого класса местных отсосов, электродвигатели выбираются как для пожароопасной зоны класса П-III.
В помещениях с производствами (и складов) категории В электрооборудование должно удовлетворять, как правило, требованиям гл. 7.4 ПУЭ к электроустановкам в пожароопасных зонах соответствующего класса.
При размещении в помещениях или наружных установках единичного пожароопасного оборудования, когда специальные меры против распространения пожара не предусмотрены, зона в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от этого оборудования является пожароопасной.
Щитки и выключатели осветительных сетей рекомендуется выносить из пожароопасных зон любого класса, если это не вызывает существенного удорожания и расхода цветных металлов.
Отключающие аппараты должны быть доступны для обслуживания в любое время суток.
4 Статическое электричество и его пожарная опасность. Меры профилактики.
Образование двойных электрических слоев возможно при контакте тел и из одинаковых диэлектрических материалов за счет наличия на их поверхностях загрязнений, различной температуры тел и т.д.
Величина контактной разности и потенциалов весьма различна и зависит от диэлектрических свойств соприкасающихся поверхностей, их состояния, величины давления, с которыми поверхности прижаты друг к другу, а также от влажности поверхностей, между которыми возникла контактная электризация, каждая поверхность сохраняет свой заряд, а контактная разность потенциалов по мере уменьшения емкости между поверхностями может достичь десятков и сотен киловольт. Так, при максимальной плотности зарядов (30 мкКл/м 2 и более) увеличение расстояния между наэлектризованными поверхностями на 1 см повышает разность потенциалов на десятки киловольт.
Энергию искры (Wи), Дж, способной возникнуть под действием напряжения между пластиной и каким-либо заземленным предметом, вычисляют по запасенной конденсатором энергий из формулы:
Реальную опасность представляет «контактная» электризация для, работающих с движущимися диэлектрическими материалами. При соприкосновении человека с заземленным предметом возникают искры с энергией от 2,5 до 7,5 МДж.
Ниже приведены потенциалы от электрического поля статического электричества, кВ:
Хождение людей в обуви на резиновых подошвах – 1;
Езда на автомобиле с резиновыми шинами по бетонной дорожке –3;
Вынимание шерстяной одежды из бензина – 5;
Распыление краски – 10;
Хождение людей по шерстяному ковру – 14;
Движение кожаного приводного ремня (со скоростью 15 м/с) – 80;
При разности потенциалов 3 кВ искровой разряд может воспламенить почти все горючие газы, а при 5 кВ также большую часть горючих пылей.
Токи при статической электризации обычно составляют микроамперы. Так, при протекании бензина к цистернам по трубопроводу величина токов составила от 1 до 10 мкА. При этом ток оказался прямо пропорциональным скорости течения бензина.
Для измерения параметров статического электричества применяются:
— индикатор статических зарядов марки: ИСПИ-4 (потенциал заряженной поверхности до 50 кВ; взрывозащищенный), МИЭП-1 и МИЭП-2 (потенциал до 40кВ; взрывозащищенный);
— статический вольтметр с датчиком СМ-2/С-95 (напряжение 0,03-3 кВ; взрывозащищенный);
— электрометр электронного типа: ПК-2-ЗА (до 50 кВ), П2-1 (напряженность электрического поля до 50 кВ/м), П2-2 (до 2,5 кВ), ИСЭП-9 (до 260 кВ/м) и некоторые др.
Для исключения накапливания статического электричества на человеке обеспечивают быструю утечку зарядов с человека. С этой целью уменьшают сопротивление обуви и пола, обеспечивая работающих электропроводящей (антистатической) обувью (например, с кожаным верхом и подошвой из электропроводной резиновой пластины).
Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона и пенобетона, ксилолита, настила из антистатической резины, считается электропроводящим.
Особое внимание следует уделять устранению электрического заряда с человека при выполнении некоторых ручных операций (промывка, чистка, протирка, проклеивание, прорезинивание) с применением бензина, бензола, ацетона, резинового клея и т.п.
Электростатическая искробезопасность объектов должна обеспечиваться за счет создания условий, предупреждающих возникновение разрядов статического электричества, способных стать источником зажигания объекта или окружающей и проникающей в него среды.
Для обеспечения электростатической искробезопасности объекта в нормальных и аварийных режимах необходимо определить:
— электростатическую искроопасность объекта;
— чувствительность объекта, окружающей и проникающей в него среды к зажигающему воздействию разряда статического электричества.
Электростатическая искроопасность объекта выражается максимальной энергией разрядов статического электричества W, которые могут возникнуть внутри объекта или с его поверхности.
Электростатическую искроопасность объекта определяют следующие показатели:
— параметры, характеризующие окружающую и проникающую в объект среду температура, давление, влажность.
По степени электростатической искробезопасности объекты подразделяются на три класса: Э1, Э2, ЭЗ. Меры по обеспечению электростатической искробезопасности объекта выбирают в зависимости от класса его электростатической искроопасности.
— удельное объемное электрическое сопротивление от 10 5 до 10 10 Ом-м.
Чувствительность объекта, окружающей или проникающей в объект среды к зажигающему воздействию разрядов статического электричества определяется минимальной энергией зажигания веществ и материалов, из которых изготовлен объект, а также окружающей и проникающей в объект среды.
Электростатическая искробезопасность объекта достигается при выполнении соотношения:
W 7 Ом-м, удельного поверхностного электрического сопротивления до величины 10 9 Ом, метод определения которых указан в ГОСТ 6433.2, ГОСТ 6581. Содержание паров антистатиков в рабочей зоне не должно превышать предельно допустимых концентраций по ГОСТ 12.1.005.
Экранирующие устройства должны быть заземлены в соответствии с требованиями ПУЭ.
Для изготовления антиэлектростатической специальной одежды должны применяться материалы с удельной поверхностным электрическим сопротивлением не более 10 7 Ом.
Электрическое сопротивление между токопроводящим элементом антиэлектростатической специальной одежды и землей должно быть от 10 6 до 10 8 Ом.
Электрическое сопротивление между подпятником и ходовой стороной подошвы обуви должно быть от 10 6 до 10 8 Ом.
Антиэлектростатические кольца и браслеты должны обеспечивать электрическое сопротивление в цепи человек-земля от 10 6 до 10 7 Ом. Заземляющий проводник антиэлектростатического браслета должен обеспечивать свободу перемещения рук.