20. Причины образования больших переходных сопротивлений в переходных цепях и их пожарная опасность.
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. 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. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. Коротким замыканием (КЗ) называется всякое замыкание между проводами, или между проводом и землей. Опасность КЗ заключается в увеличении в сотни тысяч ампер силы тока, что приводит к выделению в самый незначительный промежуток времени большого количества тепла в проводниках, а это вызывает резкое повышение температуры и воспламенение изоляции, расплавление материала проводника с выбросом искр, способных вызвать пожар горючих материалов. Переходным сопротивлением (ПС) называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электроаппарат при наличии плохого контакта в местах соединений и оконцеваний (при скрутке, например). При прохождении тока в таких местах за единицу времени выделяется большое количество теплоты. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их воспламенение, а при наличии взрывоопасных смесей взрыв. В этом и заключается опасность ПС. 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. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей могут быть причиной пожара и взрыва. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) помещения и наружные установки, в зависимости от способности к образованию взрывоопасных смесей или возгоранию находящихся в них материалов и веществ, делятся на взрыво- и пожароопасные. Класс взрыво- и пожароопасных зон, в соответствии с которым выбирают электрооборудование, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации. По нормам технологического проектирования или по перечням производств, утвержденным в установленном порядке соответствующими министерствами и ведомствами, устанавливаются как категории помещений, так и классы зон.
Взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении (в радиусе 5 м) или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Зоны класса B-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т.п.
Зоны класса В-Ia — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
Зоны класса B-Iб — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:
1. Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок). 2. Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения. Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и стартерных аккумуляторных батарей).
Зоны класса В-Iг — пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т.п.
Зоны класса В-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и выгрузке технологических аппаратов). Зоны класса В-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные в В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
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. Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С.
Зоны класса П-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м 3 к объему воздуха. Зоны класса П-IIа — з оны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.
Зоны класса П-III — расположенные вне помещений зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С или твердые горючие вещества.
Проектирование, монтаж, эксплуатацию электрических сетей, электроустановок и электротехнических изделий, а также контроль за их техническим состоянием необходимо осуществлять в соответствии с требованиями нормативных документов по электроэнергетике. Электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал, должны быть обесточены, за исключением дежурного освещения, установок пожаротушения и противопожарного водоснабжения, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Другие электроустановки и электротехнические изделия (в том числе в жилых помещениях) могут оставаться под напряжением, если это обусловлено их функциональным назначением и (или) предусмотрено требованиями инструкции по эксплуатации Не допускается 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 При эксплуатации действующих электроустановок запрещается:
• использовать приемники электрической энергии (электроприемники) в условиях, не соответствующих требованиям инструкций организаций-изготовителей, или приемники, имеющие неисправности, которые в соответствии с инструкцией по эксплуатации могут привести к пожару, а также эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией; • пользоваться поврежденными розетками, рубильниками, другими электроустановочными изделиями; • обертывать электролампы и светильники бумагой, тканью и другими горючими материалами, а также эксплуатировать светильники со снятыми колпаками (рассеивателями), предусмотренными конструкцией светильника; • пользоваться электроутюгами, электроплитками, электрочайниками и другими электронагревательными приборами, не имеющими устройств тепловой защиты, без подставок из негорючих теплоизоляционных материалов, исключающих опасность возникновения пожара; • применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы, использовать некалиброванные плавкие вставки или другие самодельные аппараты защиты от перегрузки и короткого замыкания; • размещать (складировать) у электрощитов, электродвигателей и пусковой аппаратуры горючие (в том числе легковоспламеняющиеся) вещества и материалы.
Источник
27. Классификация взрывопожарных зон
Современное производство насыщено электрооборудованием, пускорегулирующей аппаратурой, которые могут стать источником воспламенения окружающей взрывопожароопасной среды в результате нагрева или искрения.
В связи с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) предусматривается классификация производственных помещений и наружных установок по взрывоопасным и пожароопасным зонам.
К взрывоопасной зоне относится помещение, ограниченный объём помещения или наружная установка, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси. При этом если объём взрывоопасной смеси более 5 % от свободного объёма помещения, то все помещение относится к взрывоопасной зоне, если равен или меньше 5 % от свободного объема, взрывоопасной считается зона в помещении в пределах 5 м по горизонтали и вертикали.
Зона класса В–I – зоны, в которых выделяются горючие зоны или пары ЛВЖ в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы (переливание ЛВЖ).
Зоны класса В–Iа – зоны, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси газов или паров ЛВЖ не образуются, а возможны лишь в результате аварии или неисправности.
Зоны класса В–Iб – те же зоны, что и в классе В−Iа, но отличающиеся следующим:
горючие газы обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом (аммиачная холодильная установка);
зоны, в которых горючие газы, пары ЛВЖ, газообразный водород имеются в небольших количествах, исключающих образование взрывоопасной смеси в объёме.
Зоны класса В−Iг – пространство у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (газгольдеры, ёмкости для ЛВЖ подземные).
Зоны класса В−II – зоны, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы.
Зоны класса В−IIа – то же, что и В-II, но взрывоопасные смеси образуются только в результате аварий или неисправностей.
Пожароопасная зона – пространство, в котором постоянно или периодически находятся горючие вещества.
Зона класса П−I – зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 0 .
Зоны П−II – зоны, в которых выделяются горючие пыли и волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м 3 .
Зона класса П−IIа – зона, в которой обращаются твёрдые горючие вещества.
Зона класса П−III – расположенные вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 0 или твёрдые горючие вещества.
ПУЭ определены требования к электроустройствам, размещённым во взрывоопасных зонах. Выбор и установка электрооборудования для взрывоопасных зон должны проводиться в соответствии с ПУЭ на основании классификаций взрывоопасных смесей и взрывоопасных зон.
28. Пожарная безопасность электроустановок
Оценка пожарной опасности электрических изделий включает два основных этапа: определение возможности пожара и оценку последствий горения.
Оценка возможности возникновения пожара отражает комплексный поход, 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.
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 условие пожаробезопасности электротехнического изделия имеет вид
где Qn—p – вероятность возникновения характерного пожароопасного режима в составной части изделия (КЗ, перегрузка, повышение переходного сопротивления и т.п.), 1/год;
Qn-з − вероятность того, что значение характерного электротехнического параметра (тока, переходного сопротивления и др.) лежит в диапазоне пожароопасных значений;
Qн-з − вероятность несрабатывания аппарата защиты (электрической, тепловой и т. д);
QВ − вероятность достижения горючим материалом критической температуры или его воспламенения.
Полученные данные о фактических вероятностях возникновения пожаров сравнивают с нормативной величиной (10 -6 в год в расчёте на одно изделие). Изделие считается пожаробезопасным, если фактическая или расчётная (для новых изделий) вероятность возникновения пожара не превышает нормативную.
Опасность возникновения пожаров при эксплуатации электроустановок заключается в наличии изоляции электрических сетей, машин и аппаратов, кислорода, воздуха (или другого окислителя) и источника зажигания (электрического тока). Большинство изоляционных материалов (хлопчатобумажная и шелковая ткань, резина, лакоткань, бумага, картон, полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, трансформаторное масло и др.) являются горючими.
Анализ пожаров в электроустановках, возникающих в результате неправильного устройства, эксплуатации и неисправностей электроустановок, показывает, что частыми причинами их являются: короткие замыкания в электропроводках и электрооборудовании; возгорание горючих материалов, находящихся близко от электроприёмников, включенных и оставленных на продолжительное время без присмотра; токовые перегрузки электросетей и электрооборудования; большие переходные сопротивления, электрические искры, дуги и др.
Коротким замыканием (к.з.) называется аварийный режим в электроустановках, при котором происходит соединение разноимённых проводников, находящихся под напряжением, через малое сопротивление, не предусмотренное режимом работы данной электрической цепи, машины и аппарата.
Перегрузкой называется явление, когда в проводниках электрических сетей, машин и аппаратов возникают токи, длительно превышающие величины, допускаемые нормами. Переходными называются сопротивления в местах перехода тока с одного контакта на другой через места действительного их соприкосновения (табл. 8.1).
Источник