Основные причины возникновения пожароопасных явлений и статистика возникновения пожаров от них

Короткие замыкания (43% от всех пожаров в электроустановках).

Коротким замыканием (К.З.) называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление между фазами, а в системах с заземленной нейтралью - замыкание одной или нескольких фаз на землю или нулевой провод. При возникновении К.З. в электрической сети ее общее сопротивление резко уменьшается, что приводит к значительному росту токов в ее ветвях.

Короткое замыкание может быть:

- трехфазное;

- двухфазное;

- 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:

J_к.з.(к) =

- двухфазное К.З. в системах с изолированной нейтралью:

J_к.з.(к) =

- трехфазное в начале заземляемой линии:

J_к.з.(к) =

Так при однофазных К.З. токи могут достигать сотен ампер, при трехфазных в силовых сетях напряжением 380В - тысяч, а при более высоких напряжениях - десятков тысяч ампер.

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 синхронизма параллельно 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:

- неправильный выбор электрооборудования;

- неправильный монтаж;

- неправильная эксплуатация.

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.:

- правильный выбор электрооборудования;

- правильный монтаж и эксплуатация;

- установка аппаратов 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, д опустимая температура нагрева:

- жилы с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией 65⁰С;

- жилы с изоляцией из кабельной пропитанной бумаги 80⁰С;

- голые провода 70⁰С.

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:

- несоответствие сечения проводников рабочему току;

- перенапряжения;

- повышение температуры 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;

· механические перегрузки двигателей;

· работа двигателя как двухфазного или однофазного (мощность снижается до 60 – 65% от номинальной);

· понижение напряжения сети.

Признаки перегрузки:

- показания приборов;

- перегрев оборудования;

- специфический запах изоляционных материалов;

- частая смена 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)

Переходным сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного проводника на другой или с провода на электромашину или аппарат т.е. сопротивление в контактных соединениях. Переходные сопротивления образуются в местах соединения проводников между собой и оконцевания проводов при плохом контакте или в местах присоединения проводников к машинам, аппаратам, приборам. Большие переходные сопротивления возникают в местах плохих контактов за счет слабого сжатия, окисления контактных поверхностей, малой поверхности контакта. В этом случае площадь действительного соприкосновения уменьшается, сопротивление в данном месте увеличивается, увеличивается количество выделяющегося в этом месте тепла. Это может приводить к перегреву и повреждению изоляции и даже ее воспламенению. Количество выделяющегося тепла можно рассчитать по формуле:.

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:

- неплотный контакт и неровность в местах соединения и оконцевания проводов – особенно при наличии вибрации оборудования;

- малая сила сжатия контактирующих проводников;

- уменьшение сечения 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:

* тщательное и правильное соединение проводников между собой (скрутка с последующей пропайкой, сварка, опрессовка);

* на съемных контактах применять специальные наконечники;

* создание трущихся контактов;

* покрытие контактов специальными составами (лужение, серебрение и т.п.);

* подпружинивание контактов.

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);

-дуговой разряд, с оплавлением металла (при достаточной мощности).

Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, при пробое изоляции между проводниками, в местах плохих контактов, при работе электрических машин между коллектором и щетками. Под действием электрического поля воздух между проводниками ионизируется и при достаточной величине напряжения происходит разряд – электрическая искра, а при большей мощности искровой разряд переходит в электродугу. При наличии в помещении легкогорючих веществ или взрывоопасных смесей искры и электродуги могут вызвать пожар или взрыв.

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:

- при неплотностях контактов;

- при сопротивлении оголенных проводов;

- при плохом уходе за щетками и коллектором электродвигателей;

- при разряде 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:

- искрящие по условиям работы части машин, аппаратов закрывать специальными кожухами;

- выносить искрящее оборудование за пределы взрывоопасных зон;

- оснащать коммутирующие аппараты искро и дуго гасителями;

- применять аппараты в искробезопасном или маслонаполненном исполнении;

- обеспечивать необходимую плотность контактов (соединений).

При электросварочных работах для защиты от статического электричества, а также от вторичных проявлений молний разрабатываются мероприятия по соответствующим инструкциям и правилам.