Пожарная опасность электроустановок

Пожарная опасность электроустановок обусловлена наличием в применяемом электрооборудовании горючих изоляционных материалов.

Горючей является изоляция обмоток электрических машин, трансформаторов, различных электромагнитов (контакторов, реле, контрольно-измерительных приборов), проводов и кабелей.

Пожарная опасность электрических проводок и кабелей обу­словливается возможным образованием в условиях эксплуатации ис­точников зажигания: электрических искр, дуг, нагретых контактных соединений и токоведущих жил, частиц расплавленного металла и открытого огня воспламенившейся изоляции.

Электроизоляционные материалы, применяемые в электриче­ских машинах, трансформаторах и аппаратах, по их нагревостойкости разделяют на семь классов (по ГОСТ 8865—93). Для каждого класса установлена предельно допустимая рабочая температура. В случае значительных перегрузок проводников и особенно при прохождении токов короткого замыкания температура изоляции возрастает настоль­ко, что материал разлагается с выделением горючих газов, что и бы­вает обычно причиной возгорания.

Пожарная опасность кабелей характеризуется их горючестью и способностью распространять горение. Горючесть кабелей — это способность поддерживать горение при воздействии на них источника зажигания. Она зависит от конструктивного исполнения кабеля, его расположения в пространстве, пожароопасных характеристик изоля­ции кабеля и других факторов.

Маслонаполненные аппараты. Наибольшую пожарную опас­ность представляют Маслонаполненные аппараты — трансформато­ры, баковые выключатели высокого напряжения, а также кабели с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифолевым составом.

В силовых трансформаторах с масляным охлаждением не ис­ключено межвитковое КЗ, в результате которого в части обмотки (вит­ке) возникает настолько большой ток, что изоляция быстро разлагает­ся с выделением горючих газов. При отсутствии надлежащей защиты, отключающей поврежденный трансформатор, не исключен взрыв га­зовой смеси с разрушением стенок кожуха и последующим выбросом горящего масла.

Пожарная опасность электрических машин. В результате перегрузки электрических машин, из-за засорения вентиляционных каналов системы охлаждения, а также при покрытии теплоизоли­рующим слоем волокон, пуха и пыли внутренней полости машин воз­никает их перегрев.

Перегрев электрических машин может быть вызван их работой на двух фазах, что является наиболее частой причиной выхода из строя трехфазных асинхронных двигателей. Потеря одной фазы воз­можна из-за обрыва проводников, нарушения плотности контактов, повреждения аппаратов (поломки, нарушения регулировки, подгора­ния контактов в магнитном пускателе), но чаще вследствие перегора­ния одной из плавких вставок в предохранителях. Перегрев обмоток электрических машин может вызвать воспламенение изоляции про­водов, что нередко приводит к пожару. Распространенной причиной возникновения пожаров является пробой изоляции обмоток на корпус электрических машин.

Особую пожарную опасность представляют искрение щеток и пригорание контактных колец у электрических машин, так как обра­зующиеся искры могут вызвать загорание горючих материалов.

В машинах постоянного тока при неправильном выборе и рас­положении щеток, при больших нагрузках происходит усиление ис­крения. Воздух в зоне коллектора ионизируется, что при определен­ных условиях ведет к появлению пламени круговой формы.

Причиной пожара может быть также перегрев подшипников электрических машин из-за недостаточной их смазки, перекосов вала и т.п. Чаще всего это наблюдается при использовании в машинах подшипников скольжения.

Пожарная опасность электрических аппаратов управле­ния и защиты. Как показывает статистика, более 20% всех пожаров, связанных с эксплуатацией электроустановок, приходится на элек­трические аппараты управления, регулирования и защиты.

На промышленных предприятиях в электроустановках широко применяются магнитные пускатели. В магнитном пускателе из-за дефектов при изготовлении и неправильного режима эксплуатации возникают неисправности, как правило, в виде чрезмерного повыше­ния температуры деталей. Недопустимое повышение температуры катушки в бвльшинстве случаев связано с появлением в ней между-витковых КЗ. Экспериментально установлено, что причиной повы­шенного нагрева катушки может быть также увеличение напряжения сети выше допустимого предела (105% номинального). Чрезмерный нагрев токоведущих частей получается при перегрузке пускателя, ос­лаблении затяжки контактных соединений, загрязнении контактных поверхностей и износе главных контактов.

Пожарная опасность аппаратов защиты заключается в появле­нии электрической дуги и искрообразования при перегорании плав­кой вставки, а также в возможности нагрева токоведущих частей при нарушении плотности контактов. Часто пожары являются результа­том ненадежной работы аппаратов защиты и наличия плавких вста­вок завышенного сечения.

Пожарная опасность электрических ламп накаливания общего назначения. Пожарная опасность лампы накаливания (ЛН) складывается из двух составляющих: опасности зажигания горючих материалов при несоблюдении пожаробезопасного расстояния до их колб и опасности появления при аварийных режимах в ЛН источни­ков зажигания с высокой зажигательной способностью.

В первом случае пожарная опасность обусловливается высоки­ми температурами нагрева колб. Температура нагрева колб зависит от мощности ЛН, от положения колбы в пространстве и чистоты по­верхности колбы. Так, если поверхность колбы чистая, то в зависимости от мощности ЛН температура ее нагрева достигает 80...170°С. Если колбы ламп загрязнены, например, различной производствен­ной пылью (древесной, мучной, травяной и т.п.), то температура на­грева может существенно повыситься и достигать 250...300 °С.

На практике пожары от ЛН нередко возникают в результате использования ЛН повышенной мощности, поскольку вместо реко­мендуемой заводом-изготовителем мощности лампы для светильника используют ЛН большей мощности, так как цоколи ламп накалива­ния в диапазоне от 15 до 300 Вт одинаковы. Поэтому нередки случаи загорания пластмассовых плафонов. Наиболее высокие температуры нагрева на колбе развиваются в местах соприкосновения ее с мате­риалами с низкой теплопроводностью.

Пожарная опасность люминесцентных светильников. В настоящее время для освещения помещений широка применяют светильники с люминесцентными лампами. Пожароопасными эле­ментами в них являются стартер, конденсаторы с бумажным диэлек­триком, светорассеиватели из органического стекла и др.

Исследования показали, что светильники, выполненные по схеме стартерного пуска (без дополнительного устройства в виде токо­вой защиты), в полной мере не отвечают требованиям пожарной безо­пасности. Пожарная опасность таких светильников усугубляется осо­бенностью зажигания ламп. Неисправность стартера приводит к увеличению рабочего тока, вследствие чего усиливается нагрев обмо­ток дросселя, заливочная масса начинает размягчаться и вытекать, что приводит к КЗ в витках обмотки дросселя или к пробою на корпус. В результате возникает опасность воспламенения горючих материа­лов. Применение в стартере бумажного конденсатора, особенно когда оболочка стартера из пластмассы, еще более увеличивает пожарную опасность светильников.

Пожарная опасность токов утечки. 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.

Парением 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 токопрово-дящих 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.).

Пожарная опасность больших переходных сопротивле­ний в электрических контактах. В электрических сетях, электро­технических устройствах и аппаратах их неотъемлемой частью явля­ются электрические контакты, от правильной работы которых зависит не только их нормальное функционирование, но и состояние пожар­ной безопасности. Нагрев электрических контактов, который может быть причиной пожара, обусловливается существованием переходно­го сопротивления между контактирующими элементами. Интенсив­ное выделение теплоты в контактном соединении ведет к нагреву изоляции и деталей из пластмассы, а при достижении ими темпера­туры самовоспламенения — к их воспламенению.

Электродуговая сварка. Электродуговая сварка представляет большую опасность возникновения пожара, поскольку в зоне горения электрической дуги развивается очень высокая температура и, кроме того, вокруг сварочного рабочего места выбрасываются крупные час­тицы расплавленного металла.

Электронагревательные приборы. Различные электронагре­вательные приборы (как бытовые, так и производственные) при неос­торожном обращении и неправильной их эксплуатации могут вызывать загорание различных материалов и веществ, с которыми они сопри­касаются. Особенно опасны электроутюги и электроплитки. Учитывая пожарную опасность электроустановок, ПУЭ устанавливают ряд спе­циальных требований к электрооборудованию при проектировании и монтаже.