Основні причини винекнення горючого середовища і загорання в електричному устаткуванні

 

Горюче середовище є обов’язковою передумовою виникнення пожежі. Пожежі або вибухи в будівлях та спорудах можуть виникати або через вибух устаткування, що в них знаходиться, або внаслідок пожежі чи вибуху безпосередньо в приміщенні, де використовуються горючі речовини та матеріали. Залежно від агрегатного стану та ступеня подрібненості речовин, горюче середовище може утворюватися твердими речовинами, легкозаймистими та горючими рідинами, горючим пилом та горючими газами.

Тверді горючі речовини, що зберігаються у приміщеннях та на складах, застосовуються у технологічному процесі, утворюють разом із повітрям стійке горюче середовище. Вони, як правило, не ізолюються від кисню повітря і можуть горіти безпосередньо у будівлях, приміщеннях, машинах та апаратах. Прикладами можуть бути паперові та книжкові фабрики, деревообробні комбінати, швацькі підприємства, склади та квартири.

При проведенні аналізу пожежної небезпеки такого середовища слід враховувати кількість матеріалів, інтенсивність та тривалість можливого горіння.

Легкозаймисті та горючі рідини знаходять застосування у багатьох технологіях. З метою прискорення хімічних реакцій за участю цих рідин можуть штучно створюватися високі температури, підвищений тиск або вакуум, що обов’язково повинно враховуватись під час аналізу пожежної небезпеки. Необхідно детально вивчати причини утворю­вання горючого середовища такого роду на усіх стадіях технологічного процесу: зливання, наливання, перекачування рі­дин, а також усередині апаратів, трубопроводів, сховищ.

Виникнення пожежонебезпечного горючого середовища усередині апаратів з легкозаймистими та горючими рідинами можливе за наявності пароповітряного простору та температури у діапазоні температурних меж спалахування.

При обробці ряду твердих речовин (деревини, бавовни, ін.) утворюється горючий пил, який перебуває у зваженому стані в повітрі або осідає на будівельних конструкціях, машинах, устаткуванні. При цьому як у першому, так і в другому випадку пил знаходиться в повітряному середовищі.

Таким чином, у суміші з повітрям горючий пил утворює горюче середовище підвищеної небезпеки, а також може вибухати.

Горюче середовище у приміщеннях виникає в разі виходу пилу через нещільності апаратів та трубопроводів, а всередині апаратів та трубопроводів – коли співвідношен­ня горючого пилу з повітрям складає вибухонебезпечну концентрацію.

Під час аналізу пожежної небезпеки технологій, в яких спосте­рігається утворення горючого пилу, слід додатково встановлювати його походження (органічний чи неорганічний), розмір частинок (ступінь здрібнення) та умови його займання та горіння (в окремих випадках – і вибуху).

Горючі гази мають здатність проникати через незначні нещільності та тріщини. Тому їх зберігають у герметичних посудинах і апаратах. Але в разі пошкоджень або порушень правил експлуатації останніх, гази можуть виходити у навколишнє середовище і утворювати з повітрям пожежовибухонебезпечні суміші.

Усередині апаратів гази можуть утворювати горюче- та вибухонебезпечне середовище, коли вони досягають вибухонебезпечних концентрацій при певних співвідношеннях з киснем повітря.

Під час аналізу пожежовибухонебезпеки технологічного устатку­вання необхідно також оцінювати можливість утворення вибухонебез­печного середовища при параметрах стану, відмінного від нормального.

Враховуючи поширеність та небезпеку пожеж, що виникають внас­лідок теплового прояву електричного струму, розглянемо детальніше причини загорянь в електричному устаткуванні та установках.

Причини загорянь кабелів і проводів:

q Перегрів від короткого замикання між жилами кабелів, жилами кабелю та землею, який можливий внаслідок:

· пробою ізоляції підвищеною напругою, в тому числі від перевантаження, викликаного блискавкою;

· пробою ізоляції в місці механічного пошкодження в процесі експлуатації;

· пробою ізоляції при виникненні мікротріщин внаслідок заводського дефекту;

· пробою ізоляції від її старіння;

· пробою ізоляції в місці локального зовнішнього чи внутрішнього перегрівання;

· пробою ізоляції в місці локального підвищення вологості або агресивності середовища;

· випадкового або навмисного з’єднання струмопровідних жил кабелів та проводів між собою чи з’єднання струмопровідних жил із землею.

q Перегрів від струмового перевантаження, який може статися у таких випадках:

· підключення споживача завищеної потужності;

· появи значного струму витоку між струмопровідними проводами, між струмопровідними проводами та землею;

· підвищення навколишньої температури на ділянці або в одному місці, погіршення тепловідводу чи вентиляції.

q Перегрів у місцях перехідних опорів, який може ви­никнути при:

· послабленні контактного тиску в місці з’єднання двох або більше струмопровідних жил, що призводить до значного підвищення перехідного опору;

· окисненні в місцях з’єднання провідників електричного струму.

Причини виникнення загорянь в електронагрівальних при­ладах, апаратах, устаткуванні:

q Перегрів приладів, апаратів та устаткування від замикання електронаг­рі­вальних елементів внаслідок:

· руйнування ізоляції від її старіння;

· руйнування електроізоляційних елементів від зовнішньої механічної дії;

· пробою електроізоляції конструктивних елементів підвище­ною напругою живлення;

· окиснення та послаблення контактного тиску в місцях підімкнення струмо­провідних елементів, що викликає значне підвищення перехідного опору;

· википання води чи іншої рідини, яка підлягає нагріванню, що призводить до деформації та зруйнування нагрівача;

· нашарування струмопровідного забруднення між струмове­дучими конят­рук­­тивними елементами.

q Загоряння від електронагрівальних приладів бувають у разі:

· теплового опромінювання горючих речовин від поверхні електронаг­рівальних приладів;

· попадання горючих речовин на нагріту поверхню електрона­грівальних приладів, апаратів, устаткування;

· недотримання безпечних відстаней від нагрітих поверхонь таких приладів до горючих матеріалів.

Причини, загоряння освітлювальної апаратури:

q Перегрів від електричного пробою, який може виникнути в разі:

· зниження електроізоляційних якостей конструктивних елементів;

· механічного зміщення струмопровідних елементів до взаєм­ного зіткнення різними потенціалами;

· послаблення контактного тиску та підвищення перехідного опору в місцях підімкнення проводів та джерел світла;

· використання джерел світла завищеної потужності;

· окиснення поверхонь, що контактують, і підвищення перехідного опору у місцях підімкнення джерел світла (ламп у цоколі, патроні, лампотримачі) до живильної напруги.

q Перегрів в елементах пускорегулювальної апаратури люмінес­цент­них ламп та ламп типу ДРЛ внаслідок:

· електричного пробою конденсатора, що призводить до стру­мового пробою дроселя;

· погіршення природного охолодження елементів конструкції освітлювача, зокрема дроселя, при сильному запиленні або неправильному встановленні;

· «залипання» стартера, що спричиняє струмові перевантажен­ня дроселя;

· «залипання» стартера, яке спричиняє розплавлення електро­проводів, перегрів цоколя лампи та лампотримача;

· підвищеного розсіювання потужності у дроселі внаслідок послаблення кріплення магнітного осердя;

· міжвиткового замикання у трансформаторі для безстартерних схем пуску та живлення.

Основні причини виникнення загорянь електродвигунів, генераторів та трансформаторів:

q Перегрів від коротких замикань в обмотках та на корпус, який виникає, коли має місце:

· міжвитковий пробій ізоляції від старіння;

· міжвитковий пробій в одній обмотці електроізоляції підви­щеною напругою;

· міжвитковий пробій ізоляції в місці виникнення мікротріщин при наявності заводського дефекту;

· міжвитковий пробій ізоляції під впливом вологи або агресив­ного сере­довища;

· міжвитковий пробій електроізоляції, що виникає внаслідок впливу локального зовнішнього чи внутрішнього перегріву;

· міжвитковий пробій ізоляції при механічному пошкодженні;

· пробій ізоляції обмоток на корпус підвищеною напругою;

· пробій ізоляції обмоток на корпус у разі її старіння;

· пробій ізоляції обмоток на корпус від механічного пошкод­ження електроізоляції;

· пробій ізоляції обмоток на корпус під впливом вологи чи агресивного середовища;

· пробій ізоляції обмоток на корпус від зовнішнього чи внут­рішнього перегріву.

q Перегрів від струмового перевантаження, який може спостері­гатися у таких випадках:

· гальмування ротора у підшипниках від механічного спрацю­вання та відсутності змащення;

· роботи трифазного електродвигуна на двох фазах;

· роботи електродвигуна в разі зниженої живильної напруги при номінальному навантаженні на валу;

· підвищеної напруги живлення;

· тривалої безперервної роботи під максимальним навантаженням;

· порушення охолодження;

· завищення частоти реверсування електродвигунів;

· порушення режиму пуску.

q Перегрів від іскріння у контактних кільцях та колекторі, який можливий за умов:

· забруднення, окиснення контактних кілець, колектора;

· механічного спрацювання контактних кілець, колектора та щіток, що може призвести до послаблення контактного тиску;

· механічного пошкодження контактних кілець, колектора та щіток;

· порушення місць установлення струмознімальних елементів на колекторі;

· перевантаження на валу (для електродвигунів);

· струмового перевантаження в ланцюзі генератора.

Причини загорянь у розподільних пристроях, електричних апаратах пуску, перемикання, керування та захисту:

q Перегрів обмотки електромагніту при міжвитковому замикан­ні через пробій ізоляції внаслідок:

· її старіння;

· підвищеної напруги;

· виникнення мікротріщин як виробничого дефекту;

· механічного пошкодження в процесі експлуатації;

· локального зовнішнього перегріву від контактів, що іскрять;

· підвищеної вологості або агресивності середовища.

q Перегрів від струмового перевантаження в обмотці електромагніту, коли має місце:

· підвищена напруга живлення обмотки електромагніту;

· підвищена частота (кількість) вмикань–вимикань;

· періодичне недотягнення рухомої частини осердя до замикання магнітної системи при механічних пошкоджен­нях конструктивних пристроїв;

· тривалий розімкнутий стан магнітної системи при вмиканні під напругою обмотки.

q Перегрів конструктивних елементів внаслідок:

· окиснення в місцях підімкнення струмопровідних провід­ни­ків та елементів, що призводить до значного підвищення пе­­ре­хідного опору;

· послаблення контактного тиску в місцях підімкнення стру­мопровідних елементів;

· іскріння робочих контактів при спрацюванні контактних повер­хонь;

· іскріння робочих контактів при окисненні контактних поверхонь;

· іскріння робочих контактів у разі перекосів контактних поверхонь, що призводить до підвищення контактного опору в місцях контактування;

· сильного іскріння нормальних робочих контактів при вилу­чених іскро-, дугогасниках;

· іскріння в разі електричного пробою проводів на корпус.

Причини загоряння від запобіжників:

¨ нагрівання в місцях робочих контактів від зниження контак­тного тиску та зростання перехідного опору;

¨ нагрівання у місцях робочих контактів від окиснення;

¨ розбризкування частинок розплавленого металу плавкої встав­ки при руйнуванні корпусу запобіжника, викликаному засто­суванням нестан­дартних плавких уставок («жучків»);

¨ розбризкування частинок розплавленого металу нестандарт­них відкритих плавких уставок.

Значна кількість пожеж від теплового прояву електричного стру­му трапляється внаслідок використання саморобних електронагріваль­них приладів, застосування «жучків», недотримання безпечних відста­ней, експлуатації несправного електроустаткування, неправильного вибору його виконання (ступеня захисту) залежно від класів зон.