Аварийные режимы работы электроустановок: Тема № 12. Причины пожаров и загораний от электроустановок

Тема № 12. Причины пожаров и загораний от электроустановок

АВАРИЙНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ, ПРИВОДЯЩИЕ К ПОЖАРАМ.

Аварийный режим работы электроустановки – режим работы, сопровождающийся отклонением рабочих параметров от предельно-допустимых значений, характеризующийся повреждением, выходу из строя электрооборудования, возможным перерывом электроснабжения или представляющий угрозу жизни людей.

Наиболее частыми причинами возникновения аварийного режима работы электродвигателя являются повреждения его обмоток, вызванные перегревом, пробоем изоляции или механические повреждения двигателя.

Перегрев обмоток электродвигателя возникает в случаях пропадания одной из питающих фаз, понижения питающего напряжения, слишком большой нагрузки на вал, либо его полная остановка, недостаточного охлаждения обмоток, высокой частоты включения двигателя или его запуск под слишком большой нагрузкой.

Пробой изоляции чаще всего случается при работе электродвигателя в условиях повышенной влажности, в результате увлажнения изоляции обмоток электродвигателя.

Частой причиной механического повреждения электродвигателя является износ подшипников, вызывающий осевой сдвиг ротора относительно статора.

Эксплуатация электродвигателей в аварийном режиме приводит к дорогостоящему ремонту или преждевременному выходу его из строя.

Анализ пожаров, возникающих при эксплуатации электроустановок, показывает, что наиболее частыми причинами их являются:

— короткие замыкания в электропроводках и электрическом оборудовании;

— воспламенение горючих материалов, находящихся в непосредственной близости от электроприемников, включенных на продолжительное время и оставленных без

присмотра;

— токовые перегрузки электропроводок и электрооборудования;

— большие переходные сопротивления в местах контактных соединений;

— появление напряжения на строительных конструкциях и технологическом оборудовании;

— разрыв колб электроламп и попадание раскаленных частиц нити накаливания на легкогорючие материалы и др.

Короткие замыкания

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), 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.

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.

Перегрузки

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.

Старение изоляции характеризуется уменьшением ее эластичности и механической прочности. Сильно состарившаяся изоляция под влиянием вибрации при работе трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т. п. начинает растрескиваться и ломаться. Следствием этого могут быть электрический пробой изоляции и повреждение электроустановки, а при наличии сгораемой изоляции и пожаро- и взрывоопасной среды – пожар или даже взрыв.

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.

Профилактика перегрузок

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.

Переходные сопротивления 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.

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.

Контакты из меди, латуни и бронзы защищают от окисления лужением тонким слоем олова или сплава олова и свинца. Лужение медных контактов особенно эффективно в наружных установках, в сырых или содержащих активные газы и пары помещениях и при температуре воздуха выше 60°С. В процессе эксплуатации необходимо систематически следить за тем, чтобы контакты аппаратов, машин и т. п. плотно и с достаточной силой прилегали друг к другу. Существенную роль играет защитная смазка, предохраняющая контактную поверхность от быстрого окисления.

Вывод по вопросу: Эксплуатация электродвигателей в аварийном режиме приводит к дорогостоящему ремонту или преждевременному выходу его из строя.

ОПАСНОСТЬ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.

Электростатические заряды возникают на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактной электролизации.

«Электролизация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов, причем материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую — отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. На соприкасающихся материалах с одинаковыми диэлектрическими свойствами (диэлектрической проницаемостью) зарядов не образуется».

Интенсивность образования электрических зарядов определяется различием электрических свойств материалов в материалах электрических свойств, а также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие электрических свойств, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов.

Например, электростатические заряды образуются на кузове двигающегося в сухую погоду автомобиля, если резина колес обладает хорошими изолирующими свойствами. В результате между кузовом и землей возникает электрическое напряжение, которое может достигнуть 10 кВ (киловольт) и привести к возникновению искры при выходе человека из автомобиля — разряд через человека на землю.Заряды могут возникнуть при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых материалов, при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлек­трических жидкостей (бензина, керосина), при обработке диэлектрических материалов (эбонита, оргстекла), при сматывании тканей, бумаги, пленки (например, полиэтиленовой). При пробуксовывании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относительно шкива могут возникнуть электрические заряды с потенциалом до 45 кВ.

Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электролизация электропроводящих объектов. Например, на металлических предметах (автомобиль и т.п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.

На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электроннолучевой трубкой.

Опасные и вредные факторы статического электричества

При прикосновении человека к предмету, несущему электрический заряд, происходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при разрядке токов небольшие и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возникает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты.

Кроме того, при образовании заряда с большим электрическим потенциалом вокруг них создается электрическое поле повышенной напряженности, которое вредно для человека. При длительном пребывании человека в таком поле наблюдаются функциональные изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и других системах.

«У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью».

Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электростатического заряда с тела человека (заземление, хождение босиком).

Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов.

Так, удаление из помещения пыли из диэлектрического материала с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложений пыли. Появление искрового разряда в этом случае может привести к воспламенению или взрыву пыли. Известны случаи очень серьезных аварий на предприятиях в результате взрывов в системах вентиляции.

При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по трубопроводам, сливе из цистерны или за счет плескания жидкости накапливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость.

Наибольшую опасность статическое электричество представляет на производстве и на транспорте, особенно при наличии пожаровзрывоопасных смесей, пылей и паров легковоспламеняющихся жидкостей.

В бытовых условиях (например, при хождении по ковру) накапливаются небольшие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недостаточно для инициирования пожара в обычных условиях быта.

Защита от статического электричества 

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ 12.1.045-84. «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Допустимые уровни напряженности полей зависят от времени пребывания на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей равен 60 кВ/м в 1 ч.

Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ/м.

При выборе средств защиты от статического электричества должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий.

Защита от статического электричества осуществляется двумя путями:

• уменьшением интенсивности образования электрических зарядов;

• устранением образовавшихся зарядов статического электричества.

Уменьшение интенсивности образования электрических зарядов достигается за счет снижения скорости и силы трения, различия в диэлектрических свойствах материалов и повышения их электропроводимости. Уменьшение силы трения достигается смазкой, снижением шероховатости и площади контакта взаимодействующих поверхностей. Скорости трения ограничивают за счет снижения скоростей обработки и транспортировки материалов.

Так как заряды статического электричества образуются при плескании, распылении и разбрызгивании диэлектрических жидкостей, желательно эти процессы устранять или, по крайней мере, их ограничивать. Например, «наполнение диэлектрическими жидкостями резервуаров свободно падающей струёй не допускается. Сливной шланг необходимо опустить под уровень жидкости или, в крайнем случае, струю направить вдоль стенки, чтобы не было брызг».

Поскольку интенсивность образования зарядов тем выше, чем меньше электропроводность мате­риала, то желательно применять по возможности материалы с большей электропроводностью или повышать их электропроводность путем введения электропроводных (антистатических) присадок. Так, для покрытия полов нужно использовать антистатический линолеум, желательно периодически проводить антистатическую обработку ковров, ковровых материалов, синтетических тканей и материалов с использованием препаратов бытовой химии.

Соприкасающиеся предметы и вещества предпочтительнее изготовлять из одного и того же ма­териала, так как в этом случае не будет происходить контактной электролизации. Например, полиэтиленовый порошок желательно хранить в полиэтиленовых бочках, а пересыпать и транспортировать по полиэтиленовым шлангам и трубопроводам. Если сделать это не представляется возможным, то применяют материалы, близкие по своим диэлектрическим свойствам. Например, электризация в паре фторопласт-полиэтилен меньше, нежели в паре фторопласт-эбонит.

Таким образом, для защиты от статического электричества необходимо применять слабоэлектризующиеся или неэлектризующиеся материалы, устранять или ограничивать трение, распыление, разбрызгивание, плескание диэлектрических жидкостей.

«Устранение зарядов статического электричества достигается прежде всего заземлением корпусов оборудования. Заземление для отвода статического электричества можно объединять с защитным заземлением электрооборудования. Если заземление используется только для снятия статического электричества, то его электрическое сопротивление может быть существенно больше, чем для защитного сопротивления электрооборудования (до 100 Ом). Достаточно даже тонкого провода, чтобы электрические заряды постоянно стекали в землю».

Для снятия статического электричества с кузова автомобиля применяют электропроводную полоску — «антистатик», прикрепленную к днищу автомобиля. Если при выходе из автомобиля вы заметили, что кузов «искрит», разрядите кузов, прикоснувшись к нему металлическим предметом, например, ключом зажигания. Для человека это не опасно. Обязательно сделайте это, если собираетесь заправить машину бензином.

Самолеты снабжены металлическими тросиками, закрепленными на шасси и днищах фюзеляжа, что позволяет при посадке снимать с корпуса статические заряды, образовавшиеся в полете.

Для снятия электрических зарядов заземляются защитные экраны мониторов компьютеров. Бензозаправщики снабжаются заземлителями в виде цепей, постоянно контактирующих с землей при движении автомобиля. При сливе бензина в цистерны на бензозаправочной станции автомобиль-заправщик и система слива бензина обязательно заземляются дополнительно.

Влажный воздух имеет достаточную электропроводность, чтобы образующиеся электрические заряды стекали через него. Поэтому во влажной воздушной среде электростатических зарядов практически не образуется, и увлажнение воздуха является одним из наиболее простых и распространенных методов борьбы со статическим электричеством.

Еще один распространенный метод устранения электростатических зарядов — ионизация воздуха. Образующиеся при работе ионизатора ионы нейтрализуют заряды статического электричества. Таким образом, бытовые ионизаторы воздуха не только улучшают аэроионный состав воздушной среды в помещении, но и устраняют электростатические заряды, образующиеся в сухой воздушной среде на коврах, ковровых синтетических покрытиях, одежде. На производстве используют специальные мощные ионизаторы воздуха различных конструкций, но наиболее распространены электрические ионизаторы.

В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатические халаты, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.

Вывод по вопросу: При прикосновении человека к предмету, несущему электрический заряд, происходит разряд последнего через тело человека.

МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Ток в разряде молнии достигает 10—300 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт.

Молния –электрический разряд длиной в несколько километров, развивающийся между грозовым облаком и землей или каким-либо наземным сооружением, между разноименно заряженными частями облака или соседними облаками.

Молнии — серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако-земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение, что так называемая шаровая молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В зависимости от заряда, который молния доставляет к земле, различают отрицательные и положительные молнии.

На всей территории России примерно 90% молний отрицательные и 10% — положительные)

Типы молний: Нисходящая (поражения наземных объектов), Восходящая (поражения высотных сооружений) Межоблачная (поражение летательных аппаратов)

Формирование молнии: Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий.

На первой стадии, в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными зарядами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают

значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их.

Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов —стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии. Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером.

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 20000-30000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров.

Опасность воздействия молнии

1. Прямой удар. Термическое воздействие (перегрев, проплавление металлических поверхностей; воспламенение пожаровзрывоопасных смесей).

Механическое (ударная волна, распространяющейся от канала молнии; электродинамические силы, действующие

на проводники, местные разрушения твердого негорючего материала, расщепление деревянных сооружений и деревьев).

Электрическое (поражением людей или животных электрическим током; появление перенапряжений на пораженных молнией элементах объекта)

2. Вторичное воздействие связано с действием на объект электромагнитного поля близких разрядов.

Электростатическая индукция проявляется в виде перенапряжения, возникшего на металлических конструкциях объекта и зависящего от тока молнии, расстояния до места удара и сопротивления заземлителя. При отсутствии надлежащего заземлителя перенапряжение может достигать сотен киловольт и создавать опасность поражения людей и перекрытий между разными частями объекта.

Еще одним видом опасного воздействия молнии является занос высокого потенциала. Он представляет собой перенапряжение, возникающее на коммуникации при прямых и близких ударах молнии и распространяющееся в виде набегающей на объект волны.

Средства и способы молниезащиты

Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий, направленных на предотвращение прямого удара молнии в объект или на устранение опасных последствий, связанных с прямым ударом молнии; к этому комплексу относятся также средства защиты, предохраняющие объект от вторичных воздействий молнии и заноса высокого потенциала.

Средством защиты от прямых ударов молнии служит молниеотвод — устройство, рассчитанное на непосредственный контакт с каналом молнии и отводящее ее ток в землю.

Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие, обеспечивающие растекание тока молнии, минуя объект, и установленные на самом объекте.

При этом растекание тока происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей (животных), взрыва или пожара.

Молниеотвод состоит из следующих элементов:

молниеприемника, опоры, токоотвода и заземлителя. Однако на практике они могут образовывать единую конструкцию, например металлическая мачта или ферма здания представляет собой молниеприемник, опору и токоотвод одновременно.

По типу молниеприемника молниеотводы разделяются на стержневые (вертикальные), тросовые (горизонтальные протяженные) и сетки, состоящие из продольных и поперечных горизонтальных электродов, соединенных в местах пересечений. Стержневые и тросовые молниеотводы могут быть как отдельно стоящие, так и установленные на объекте; молниеприемные сетки укладываются на неметаллическую кровлю защищаемых зданий и сооружений. Однако укладка сеток рациональна лишь на зданиях с горизонтальными крышами, где равновероятно поражение молнией любого их участка.

Во всех возможных случаях близрасположенные высокие сооружения необходимо использовать как отдельно стоящие молниеотводы, а конструктивные элементы зданий и сооружений, например металлическую кровлю, фермы, металлические и железобетонные колонны и фундаменты, — как молниеприемники, токоотводы и заземлители. Защита от термических воздействий прямого удара молнии осуществляется путем надлежащего выбора сечений молниеприемников и токоотводов, толщины корпусо

короткие замыкания неисправной электропроводки, перегрузки как аварийный режим работы электрооборудования, переходные сопротивления; комплекс мероприятий по защите электроустановок, предотвращению пожаров и ликвидации аварий.

По статистике пожаров около 27% от общего количества составляют пожары на электроустановках вследствие возникновения коротких замыканий и прочих
аварийных режимов работы электрооборудования. Однако, есть и положительная тенденция: с каждым годом количество пожаров в электроустановках постепенно уменьшается, несмотря на рост использования данного вида устройств, благодаря профилактике и своевременному принятию предупредительных мер.

В данной статье мы рассмотрим какие устройства относятся к электроустановкам, разберем наиболее частые причины и режимы работы электрооборудования, приводящие к пожарам, а также какие меры необходимо принять для предотвращения пожаров и аварий.

Электроустановка — совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии. 

На практике в качестве действующих электроустановок следует выделить такие устройства как:

• 
  
  
  линии, включающие в себя провода, опоры, кронштейны, изоляторы, кабели и прочее оборудование;

• 
  выключатели (воздушные, масляные, вакуумные и другие), разъединители и короткозамыкатели;

• 
  выпрямительные и инверторные установки для преобразования;

• 
  устройства защиты и борьбы с перенапряжениями, нормализации параметров электроэнергии;

• 
  бытовые потребители (в частности, проводка, распредщитки, приборы освещения и прочие аппараты также можно рассматривать в качестве примера действующей электроустановки).

Таким образом, электроустановки широко распространены на сегодняшний день и являются одной из основных источников пожаров, в чем можно удостовериться на основе статистики пожаров.

Анализ пожаров, возникающих при эксплуатации электроустановок, показывает, что наиболее частыми их причинами являются:

• 
  короткие замыкания в электропроводках и электрическом оборудовании;

• 
  воспламенение горючих материалов, находящихся в непосредственной близости от электроприемников, включенных на продолжительное время и оставленных без присмотра;

• 
  токовые перегрузки электропроводок и электрооборудования;

• 
  большие переходные сопротивления в местах контактных соединений;

• 
  появление напряжения на строительных конструкциях и технологическом оборудовании;

• 
  разрыв колб электроламп и попадание раскаленных частиц нити накаливания на легкогорючие материалы и др.

Рассмотрим основные причины возникновения пожаров в электроустановках и способы их предотвращения.

Короткие замыкания электропроводки: причины и меры защиты

Короткие замыкания (далее — КЗ) 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 КЗ. В зависимости от характера повреждения внутри кабеля может нарастать аварийный процесс КЗ с сопутствующим мощным выбросом в окружающую среду искр и пламени.

Причиной КЗ может быть схлестывание проводов воздушных линий электропередач под действием ветра и от наброса на них металлических предметов. К возникновению КЗ могут привести ошибочные действия обслуживающего персонала при различных оперативных переключениях, ревизиях и ремонтах электрооборудования.

Наиболее действенными мерами предупреждения КЗ 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). Кроме того, должна быть предусмотрена электрическая защита сетей и электрооборудования. Наиболее эффективными аппаратами защиты являются быстродействующие реле и выключатели, установочные автоматы и плавкие предохранители.

Перегрузки как аварийный режим работы 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.

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.

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.

Переходные сопротивления

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 пыли, газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей явится причиной взрыва.

Чтобы увеличить площади действительного соприкосновения контактов, необходимо увеличить силы их сжатия путем применения упругих контактов или специальных стальных пружин.

Для отвода тепла от точек соприкосновения и рассеивания его в окружающую среду необходимы контакты с достаточной массой и поверхностью охлаждения. 

Таким образом, для обеспечения безопасных условий работы в действующих электроустановках
должен предусматриваться комплекс мероприятий, реализующихся на всех этапах – до начала, в процессе выполнения и при завершении работ. Под мероприятиями понимают организацию определенных действий в электроустановках (оформление работ, назначение ответственных, подготовку места работ, проведение инструктажей и т.д.), а также конкретные манипуляции с устройствами электроустановок (коммутационные переключения, проверку наличия или отсутствия тушения в токоведущих частях, установку защитных заземлений и прочие). Помимо этого, стоит учитывать местные условия и сферы применения электроустановок. 

Рассмотренные причины пожаров являются актуальными. На сегодняшний день человек не может обойтись без машин, установок и ЭВМ. С каждым годом, как показывает практика, использование электроустановок увеличивается, и чем раньше будут разработаны и приняты меры по предупреждению пожаров, тем более безопасное будущее нас ждет. 

Режимы работы и замыкания в электроустановках

Библиографическое описание:

Коваленко, Д. В. Режимы работы и замыкания в электроустановках / Д. В. Коваленко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 18 (122). — С. 85-87. — URL: https://moluch.ru/archive/122/33627/ (дата обращения: 29.09.2020).



Система электроснабжения (СЭС) может находиться в различных режимах работы: нормальном, ненормальном и аварийном. Рассмотрим эти режимы.

Основные определения

Нормальный режим работы — это такой режим работы электроустановки, при котором обеспечивается снабжение электроэнергией любых потребителей надлежащего качества. При этом показатели качества электроэнергии находятся в пределах, установленных ГОСТ 32144–2013 [3].

Аварийный режим работы — это режим работы электроустановки, который сопровождается отклонением рабочих параметров от предельно-допустимых значений. Этот режим работы характеризуется повреждением элементов СЭС, выходом из строя электрооборудования, возможным перерывом электроснабжения.

Ненормальный режим работы — это режим работы электроустановки, при котором значение какого-либо одного из параметров, характеризующего режим работы СЭС выходит за пределы диапазона допустимых рабочих значений. Они связаны с отклонениями значений величин тока, напряжения и частоты. Ненормальные режимы работы могут быть опасны для оборудования или устойчивой работы энергосистемы.

К аварийным режимам работы электроустановок относятся короткие замыкания: трехфазные (К⁽³⁾), двухфазные (К⁽²⁾), двухфазные на землю (К^(1.1)), однофазные (К⁽¹⁾). Все эти виды замыканий справедливы для сетей с заземленным режимом работы нейтрали [1, 2, 4, 5].

Короткое замыкание(КЗ) — это электрическое соединение двух точекэлектрической цепис разными значениямипотенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу или состояние, при котором сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания. Кроме того, короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции токоведущих элементов [1, 2, 4, 5].

Виды коротких замыканий, основные соотношения токов инапряжений

При трехфазном коротком замыкании токи и напряжения во всех трех фазах равны по величине не только в месте короткого замыкания, но и любой другой точке сети: ; .

При двухфазном коротком замыкании на здоровой фазе ток отсутствует, а в поврежденных фазах проходят токи, одинаковые по величине и противоположные по направлению: , . Напряжение между поврежденными фазами равно нулю, а фазные напряжения равны: , .

При двухфазном коротком замыкании на землю соотношения токов и напряжений имеют следующий вид: , .

Для сетей с заземленной нейтралью этот вид короткого замыкания является более опасным по сравнению с двухфазным коротким замыканием из-за значительного уменьшения линейных напряжений в месте короткого замыкания.

При однофазном коротком замыкании соотношения токов и напряжений принимают следующий вид: ; . (Этот вид короткого замыкания справедлив только для сетей с заземленной нейтралью, также как и двухфазное короткое замыкание на землю.)

В электрических машинах возможны межвитковые короткие замыкания (замыкание витков обмотокротораилистатора, либо витков обмоток трансформаторов), а также замыкание обмотки на металлический корпус машины.

Короткое замыкание в любом из элементов СЭС может нарушить её функционирование — у некоторых потребителей может упасть питающее напряжение, что приводит к повреждению оборудования; в трёхфазных сетях при коротких замыканиях возникает несимметрия напряжений, нарушающая её нормальное электроснабжение. В системообразующих сетях короткое замыкание способно вызвать тяжёлые системные аварии [1–5].

Основные причины возникновения коротких замыканий

1. Старение и, вследствие этого, пробой изоляции.
2. Набросы на провода линий электропередачи (ЛЭП).
3. Обрывы проводов ЛЭП с падением на землю.
4. Механические повреждения изоляции кабельных ЛЭП при земляных работах.
5. Удары молнии в ЛЭП.

Чаще всего КЗ происходит через переходное сопротивление (через сопротивление электрической. дуги, возникающей в месте повреждения изоляции). Иногда возникают металлические КЗ без переходного сопротивления.

Таблица 1

Вероятность возникновения повреждений вэлектрических сетях

Другие ненормальные режимы работы

В сетях, не имеющих непосредственного заземления нейтрали (изолированная, компенсированная или резистивно заземленная нейтраль) могут возникать только трехфазные и двухфазные короткие замыкания.

В упомянутых выше сетях (без заземления нейтрали) при электрическом контакте любой из трех фаз с землей возникают однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые относятся к ненормальным режимам работы (не являются короткими), так как в режиме работы сети при однофазном замыкании на землю сеть (в классическом случае) не отключается устройствами релейной защиты и продолжает работать. В этом случае напряжения на здоровых фазах возрастают до линейных значений. Допустимые значения емкостных токов при однофазном замыкании на землю для сетей с различными классами напряжений приведены в таблице 2.

Таблица 2

Допустимые значения емкостного тока при однофазном замыкании на землю

Именно этот режим работы в настоящее время вызывает живой интерес, так как на данный момент еще никому не удалось создать универсальную селективную защиту от однофазных замыканий на землю, поэтому актуальность и перспективность создания такой защиты не вызывает сомнений.

Кроме всего вышеперечисленного следует выделить режим перегрузки как одну из разновидностей ненормальных режимов работы. К ним относятся: перегрузка оборудования при превышении номинального значения тока, перегрузка оборудования при превышении номинального значения напряжения. При превышении номинального значения тока возникает повышенный износ изоляции, что приводит к её повреждению. При превышении напряжения выше номинального значения уменьшается срок службы электрооборудования и увеличивается вероятность возникновения аварий.

В заключение приведем таблицу с режимами работ нейтралей СЭС и видами замыканий, которые могут возникнуть в каждом конкретном случае.

Таблица 3

Виды замыканий всистемах электроснабжения

Литература:

1. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В. А. Андреев. М.: Высшая школа, 2006. — 642 с.
2. Беркович М. А. и др. Основы техники релейной защиты / М. А. Беркович, В. В. Молчанов, В. Л. Семенов. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 376 с.
3. ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — М.: Стандартинформ, 2014. — 16 с.
4. Правила Устройства Электроустановок. 7-е издание.
5. Рожкова Л. Д. и др. Электрооборудование электрических станций и подстанций / Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. — 4-е изд., стер. — М.: Академия, 2007. — 448 с.

Основные термины (генерируются автоматически): короткое замыкание, ненормальный режим работы, однофазное замыкание, двухфазное короткое замыкание, земля, сеть, вид замыканий, заземленная нейтраль, замыкание, режим работы электроустановки.

Аварийный режим рaботы электропроводки – частая причина пожаров — Новости

Пожары от электротехнических причин возникают в случае перегрузки сети мощными потребителями, при неверном монтаже или ветхости электросетей, при пользовании неисправными электроприборами и оставлении их без присмотра.

Один из таких пожаров произошел минувшей ночью в Самаре.

В 00 час. 13 мин. 21 марта в Центр управления в кризисных ситуациях Главного управления МЧС России по Самарской области поступило сообщение о пожаре в частном жилом доме по адресу: г.о. Самара, Кировский район, ул. Енисейская, 18а.

Пожарно-спасательные подразделения привлекались по повышенному рангу вызова.

В 01 час. 24 мин. пожар был ликвидирован на площади 80 кв.м.

На месте пожара обнаружены трое погибших: мужчина 1977 г.р. и две женщины 1953 и 1980 г.р.

К ликвидации пожара  привлекались 49 человек и 16 единиц техники, в том числе от МЧС России 32 человека, 9 единиц техники.

Предварительная причина пожара – аварийный режим работы электропроводки.

Главное управление напоминает, чтобы избежать такого рода пожаров, необходимо соблюдать несложные правила:

— монтаж электропроводки должен выполнять только квалицированный специалист;

— замер сопротивления изоляции электропроводки необходимо производить не реже одного раза в три года;

— не следует эксплуатировать провода и кабели с повреждённой или потерявшей защитные свойства изоляцией, а также повреждённые розетки и выключатели;

— нельзя эксплуатировать самодельные электронагревательные приборы;

— необходимо применять подставки из негорючих материалов для электроутюгов, электроплит и чайников;

— не следует допускать перегрузки электросети — нельзя включать в электрическую розетку одновременно несколько электроприборов особенно большой мощности;

— запрещается применять некалиброванные плавкие вставки («жучки») в аппаратах защиты от перегрузки и короткого замыкания;

— не оставляйте электробытовые приборы включенными в сеть в течение длительного времени, они могут перегреться;

— не оставляйте работающий электронагревательный прибор без присмотра либо под присмотром детей и пожилых людей.

Будьте внимательны при эксплуатации электрооборудования и своевременно организовывайте его ремонт.

Помните, эти простые правила позволят сохранить ваше имущество и избежать трагедии!

При возникновении чрезвычайных ситуаций необходимо звонить

 по единому телефону пожарных и спасателей «101», «01»

 (все операторы сотовой связи)

 Единый телефон доверия Главного управления МЧС России

 по Самарской области

 8 (846) 337-72-82

Основные причины возникновения пожаров в электроустановках — Охрана труда и промышленная безопасность — Энергетика — Каталог статей

Анализ пожаров, возникающих при эксплуатации электроустановок, показывает, что наиболее частыми причинами их являются:

Короткие замыкания

    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.

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.

Перегрузки

    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.
    Старение изоляции характеризуется уменьшением ее эластичности и
механической прочности. Сильно состарившаяся изоляция под влиянием
вибрации при работе трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т.
п. начинает растрескиваться и ломаться. Следствием этого могут быть
электрический пробой изоляции и повреждение электроустановки, а при
наличии сгораемой изоляции и пожаро- и взрывоопасной среды – пожар или
даже взрыв.
    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.

Профилактика перегрузок

    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.

Переходные сопротивления

    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.

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.
    Контакты из меди, латуни и бронзы защищают от окисления лужением
тонким слоем олова или сплава олова и свинца. Лужение медных контактов
особенно эффективно в наружных установках, в сырых или содержащих
активные газы и пары помещениях и при температуре воздуха выше 60°С. В
процессе эксплуатации необходимо систематически следить за тем, чтобы
контакты аппаратов, машин и т. п. плотно и с достаточной силой прилегали
друг к другу. Существенную роль играет защитная смазка, предохраняющая
контактную поверхность от быстрого окисления.

Показатели пожарной опасности электроизоляционных материалов — Студопедия

ЗАНЯТИЕ 2

Тема Аварийные режимы работы электроустановок, причины пожаров и загораний от электроустановок. Аварийные режимы работы электроустановок (короткое замыкание, перегрузка электрической сети, переходное сопротивление, токи утечки, искрение и электрические дуги), приводящие к пожарам. Тепловое действие тока. Способы защиты электрических цепей при аварийных режимах работы. Предохранители, их номинальные параметры. Автоматические устройства защиты электрических сетей

АВАРИЙНЫЕ ПОЖАРООПАСНЫЕ РЕЖИМЫ

1) Развитие аварийных пожароопасных режимов

Причины загораний в электроустановках общие. Они зависят от теплового проявления тока и горючести электроизоляционных материалов. Нагрев изоляционных материалов токами короткого замыкания, или рабочими токами в местах больших переходных сопротивлений, при перегрузке или токах утечки приводит:

К выделению легковоспламеняющихся продуктов при сравнительно низких температурах;

К воспламенению горючей изоляции при достижении температуры воспламенения;

К тепловому пробою и коротким замыканиям (КЗ) в электрических цепях.

Таблица 1

Показатели пожарной опасности электроизоляционных материалов

Для снижения пожарной опасности электроустановок необходимо, чтобы температура их частей в нормальном режиме эксплуатации не превышала значений, допускаемых нормами, а при аномальных и аварийных режимах работы обеспечивалось их надежное отключение аппаратами защиты.

Однако широко используемые в настоящее время аппараты защиты (автоматические воздушные выключатели, предохранители и тепловые реле магнитных пускателей) не во всех случаях выполняют возложенные на них функции.

Характерным примером возникновения пожарной опасности при снижении сопротивления изоляции RИз является случай развития короткого замыкания от теплового проявления тока утечки IУт в сети с занулением. Преднамеренное надежное электрическое соединение металлических элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с нейтралью питающего трансформатора в таких сетях создает условия для протекания тока утечки при снижении сопротивления изоляции. Протекание же тока утечки вызывает его увеличение, так как температурный коэффициент сопротивления изоляции твердых диэлектриков отрицателен и с повышением температуры его сопротивление уменьшается. Изоляция выдержит фазное напряжение сети UФ, если при некоторой температуре установится тепловое равновесие, т. е. отдача тепла в окружающую среду сравнивается с выделением тепла током утечки. В противном случае сила тока утечки будет возрастать до теплового пробоя изоляции с возникновением электрической дуги. При двух предельных значениях RИз = 0 и RИз = ¥ тепловая мощность в месте утечки равна нулю, так как в первом случае
IУт = 0, а во втором – напряжение в месте утечки равно нулю. Следовательно, некоторому определенному значению сопротивления RИз соответствует наибольшее возможное значение тепловой мощности в месте утечки
РУт = I2утRИз . Однако особенность самого пробоя такова, что он наступает при относительно малых значениях РУт, поскольку размеры зоны с большим сопротивлением RИз и высокой температурой имеют локальный характер. Это способствует накоплению тепла.

Где t — продолжительность тепловыделения в зоне утечки. Установлено, что токи утечки IУт, равные 200–300 мА, пожароопасны. При этом протекание токов утечки по проводам сети практически не нарушает их теплового режима, так как

Где — допустимая длительная токовая нагрузка на проводники; RФ и
RН – соответственно активные сопротивления фазного и нулевого провода.

Продолжительность тепловыделения в зоне утечки определяется током уставки IУст и временем срабатывания tуст аппарата защиты, а при отсутствии защиты от тока утечки и достаточной тепловой мощности РУт — длительностью аварийного режима tа. р и временем tвоспл , необходимым для подготовки изоляции к воспламенению. При этом, если tа. р > tвоспл, то воспламенение практически неизбежно, а если tа. р <tвоспл, то воспламенение носит вероятностный характер. Воспламенению изоляции способствует также тепловой эффект электрической дуги, которая возникает в месте теплового пробоя.

В момент возникновения электрической дуги, если не происходит разрыва цепи аппаратами защиты или пережигания токоведущих жил, в цепи устанавливается ток короткого замыкания IКЗ, вызывающий общий интенсивный нагрев проводов сети. Выделяющееся при этом тепло в токоведущих жилах

Ведет к перегреву изоляции сверх допустимой по нормам ПУЭ и при достижении температуры воспламенения изоляция воспламенится. Таким образом, снижение сопротивления изоляции внутри электроприемника приводит к росту пожарной опасности самих помещений. Одновременно в сети устанавливается пожароопасный режим.

Таким образом, автоматические воздушные выключатели, предохранители и тепловые реле магнитных пускателей “не чувствуют” процесса развития короткого замыкания в конце защищаемого участка сети. В соответствии с требованиями ПУЭ

Время отключения однофазных КЗ этими аппаратами составляет несколько десятков секунд и определяется временем разрушения плавких вставок или срабатывания тепловых расцепителей. Например, для предохранителей типа ПН — 2 с номинальным током вставок выше 100 А оно достигает
30–60 с, а расцепителей автоматических выключателей типа А3100 с номинальными токами от 60 до 150 А – 60 — 90 с. Такое длительное протекание токов короткого замыкания может приводить к значительному тепловому нагреву изоляции и опасности ее возгорания. При низком качестве монтажа наблюдаются случаи, когда сопротивление “фаза-нуль” настолько велико, что вообще не обеспечивается срабатывание аппаратов защиты до возгорания изоляции. (S=2xPxL/UxdUxY- для однофазных цепей и цепей постоянного тока; S=PxL/UxdUxY- для цепей переменного тока)

Отмеченные закономерности развития короткого замыкания при разрушении электрической изоляции являются объективными предпосылками развития электрической и пожарной опасности, так как применяемые аппараты защиты не реагируют на протекание токов утечки до развития короткого замыкания.

2) Короткие замыкания в электроустановках

Основной причиной возникновения пожара в кабельных изделиях являются аварийные режимы их работы, сопровождаемые превышением рабочих значений тока (сверхтока). Зачастую сверхток может быть следствием различных видов короткого замыкания.

Под КЗ понимается не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление токопроводящих частей, имеющих различную полярность, подключенных к различным фазам (многофазный переменный ток) или имеющих различные потенциалы замыкания на землю(заземленные предметы и нулевые провода). КЗ в кабельных изделиях чаще всего возникает из-за нарушения изоляции токопроводящих жил вследствие ее старения, механического повреждения, неправильной эксплуатации.

Независимо от причины, вызвавшей КЗ, неизбежны: резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи, уменьшение напряжения системы, перерывы в электроснабжении потребителей.

При коротком замыкании образуется новая электрическая цепь или несколько электрических цепей, не предусмотренных нормальным режимом эксплуатации. Короткое замыкание представим в виде схем замещения (нарисовать схемы замыкания и их схемы замещения)

Таблица 2. Распределение пожаров, происшедших от КЗ в электроустановках, по местам их возникновения

При КЗ в местах соединения проводов сопротивление практически равно нулю, в результате чего ток, проходящий по проводникам и токоведущим частям аппаратов и машин, достигает больших значений. Токи КЗ на несколько порядков превышают номинальные токи проводов и токоведущих частей и достигают сотен и тысяч ампер. Такие токи могут не только перегреть, но и воспламенить изоляцию, расплавить токоведущие части и провода. Плавление металлических деталей машин и аппаратов сопровождается обильным разлетом искр, которые в свою очередь способны воспламенить близко расположенные горючие вещества и материалы, послужить причиной взрыва.
Примером может служить пожар, происшедший на одном из ковровых комбинатов. По неосторожности водителя автопогрузчика перевозимым негабаритным грузом был случайно задет электрощит на опоре, стоящей рядом с проезжей частью дороги. В результате КЗ в электрощите от электрических искр воспламенился хлопок, лежавший на земле в кипах недалеко от опоры. Огонь быстро распространился по хлопку до близлежащего здания цеха и через оконные проемы проник внутрь него.
Короткие замыкания в электроустановках возникают по разным причинам. Чаще всего они бывают из-за отказа электрической изоляции вследствие ее старения и отсутствия контроля за ее состоянием. Подтверждением этого служит тот факт, что чаще всего пожары от КЗ происходят в электропроводках жилых домов, причем это характерно для таких помещений, как жилые комнаты. чердаки, коридоры и подвалы.
Неправильная эксплуатация электроустановок неизбежно ведет к возникновению пожаров, поскольку либо не выполняются условия по предотвращению непредусмотренного аккумулирования выделяющегося тепла (например, эксплуатация телевизоров без соблюдения режима охлаждения ведет к его перегреву, особенно когда они встраиваются в мебельные «стенки»), либо не соблюдаются пожаробезопасные расстояния до горючих материалов (например, при эксплуатации нестандартных электронагревательных приборов для обогрева помещений), либо игнорируются четкие технические указания по режиму работы (табл. 3).

Таблица 3. Распределение пожаров, происшедших из-за несоблюдения пожаробезопасных расстояний от электроустановок до горючих материалов

В качестве примера можно привести пожар, происшедший в жилом доме г. Рязани. При осмотре очага пожара было установлено, что наибольшему воздействию огня подвергался участок пола, где стоял телевизор со стабилизатором напряжения. Расследованием установлено, что стабилизатор напряжения иногда длительное время находился под напряжением при выключенном телевизоре. В его паспорте указано, что включение в сеть без нагрузки не допускается. Несоблюдение этого требования привело к перегреву стабилизатора с последующим загоранием пола.
Пожары из-за неправильной эксплуатации электроустановок характерны для жилых и административных зданий, а также для передвижных домиков и вагончиков, причем среди электроустановок, нарушение режима работы которых приводит к пожарам, чаше всего фигурируют электрические светильники, электрические нагреватели и электрические утюги (табл. 4).

Таблица 4. Распределение пожаров, происшедших из-за оставления без присмотра электронагревательных приборов, по объектам и типам электронагревательных приборов

Особенно следует отметить, что пожары из-за неправильной эксплуатации электроприборов нередко сопровождаются гибелью людей, поскольку нарушение режима эксплуатации порой усугубляется потерей людьми контроля за их работой в результате сна или нетрезвого состояния. Например, оставление без присмотра включенного телевизора, особенно в ночные часы, может привести к его загоранию, поскольку допускаемое повышение напряжения в сети при определенных условиях может быть

Причины пожаров и защита электроустановок Для возникновение пожара необходимо наличие трех одновременно действующих факторов: горючей среды (горючих материалов и окислителя), источника зажигания и путей распространения пожара.

Аварийный режим электроустановки — это… Что такое Аварийный режим электроустановки?



Строительный словарь.

• Аварийный режим трансформатора
• Аварийный режим мощности энергосистемы (Аварийный резерв)

Смотреть что такое «Аварийный режим электроустановки» в других словарях:

• аварийный режим электроустановки — Режим эксплуатации электроустановки в условиях единичного или множественных повреждений. Примечание В аварийном режиме электроустановки появляются единичное или множественные повреждения средств защиты от поражения электрическим током, резко… …   Справочник технического переводчика

• аварийный режим электроустановки — работа неисправной электроустановки, при которой могут возникать опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой …   Российская энциклопедия по охране труда

• Аварийный режим электроустановки — – тех. без. работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой. [ГОСТ 12.1.038 82] Рубрика термина: Энергетическое оборудование… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• аварийный режим электроустановки — 20.7 аварийный режим электроустановки: Режим эксплуатации электроустановки в условиях единичного или множественных повреждений. Примечание В аварийном режиме электроустановки появляются единичное или множественные повреждения средств защиты от… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Аварийный режим электроустановки — – работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой. ГОСТ 12.1.038 82 …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

• Аварийный режим — 8. Аварийный режим Режим электрооборудования, при котором произошли изменения электрических и конструктивных параметров элементов (узлов, блоков), оказывающих влияние на искробезопасность цепи Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Аварийный — 56. Аварийный дамп Postmortem dump Дамп, полученный в результате ненормального завершения программы Источник: ГОСТ 19781 90: Обеспечение систем обработки информации программное. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р 50571.1-2009: Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения — Терминология ГОСТ Р 50571.1 2009: Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения оригинал документа: 20.16 PEL проводник (совмещенный защитный заземляющий и линейный проводник):… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Нормальный режим — 7. Нормальный режим Нормальный режим электротехнического устройства по ГОСТ 18311 80 Примечание. К нормальному режиму относятся искрения, которые могут возникнуть при разрыве, коротком замыкании или замыкании на землю внешних искробезопасных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 12.1.038-82: Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов — Терминология ГОСТ 12.1.038 82: Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов оригинал документа: Аварийный режим электроустановки Работа неисправной электроустановки,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Электробезопасность | WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Как инженер, подрядчик, производитель или обслуживающий персонал, независимо от того, является ли его бизнес электрическим по своей природе или нет, электробезопасность является общей проблемой для всех в строительной отрасли. Приблизительно 300 смертей происходят ежегодно в результате случайных ударов током. Ежегодно более 800 человек умирают из-за пожаров, вызванных неисправностями в электросети. Ежегодно из-за сбоев с электричеством тысячи людей получают травмы или ожоги, а электрические сбои становятся причиной более 1.3 миллиарда долларов материального ущерба.

По мере того, как строительные системы становятся все более интегрированными, а промышленность все больше учитывает концепции устойчивого развития и защиты окружающей среды при проектировании, важность непрерывной эксплуатации здания становится все более важной. Помимо уже знакомого электрического оборудования и систем, новые технологии, такие как системы возобновляемой энергии и производство электроэнергии на месте, все чаще становятся неотъемлемой частью многих проектов.

Фотография предоставлена ​​Тимом Матиасом

Проблемы электробезопасности, связанные с фотоэлектрическими системами и распределенными энергоресурсами, такими как топливные элементы и микротурбины, постоянно развиваются, и их нельзя игнорировать.Электробезопасность — важный элемент любого успешного строительного проекта от концепции до повседневной эксплуатации. Понимание важности электробезопасности, того, как распознать формы, которые может принимать электробезопасность, и обеспечение ресурсов для обеспечения электробезопасности в своей работе — все это необходимо для создания программы электробезопасности.

Для полного понимания, электрическая безопасность разбита на три отдельные темы для обсуждения: перспективы и обязанности, режимы электробезопасности и ресурсы электробезопасности.Каждая тема независима, но все три зависят от доступности и соблюдения других для полного выполнения мер безопасности. Одно без других приводит к опасному или потенциально опасному воздействию электрической энергии и ее влиянию на персонал и оборудование.

Описание

A. Перспективы и обязанности

Правильный образ мыслей — это первый шаг к установлению ответственности за соблюдение стандартов электробезопасности.Итак, перспектива определяет влияние электробезопасности на работу. Четыре точки зрения определяются признанными и принятыми ролями в строительной отрасли:

• Инженер
• Подрядчик
• Техническое обслуживание
• Производитель

Перспектива не подразумевает и не указывает на роль или должность человека в организации. Скорее, перспектива определяет систему координат. Например, электрик, устанавливающий распределительную коробку на открытом воздухе, осматривает коробку на предмет дефектов, которые могли возникнуть в процессе производства, и проверяет, что она предназначена для установки на открытом воздухе.Выполнение соответствующей программы электробезопасности требует, чтобы электрик знал не только о методах установки, связанных с монтажом шкафов, рассчитанных на использование вне помещений, но также и о стандартах, которым должен соответствовать шкаф, чтобы быть рассчитанным на использование вне помещений. Во время этой «простой и рутинной» установки электрик может определить точку зрения как подрядчика, так и производителя. Для достижения максимального уровня электробезопасности в своей работе необходимо полностью понимать все точки зрения, см. Рисунок 1.

Рисунок 1: Перспективные взаимосвязи

Взгляд инженера

Взгляд инженера определяет меры, необходимые для достижения электробезопасности в процессе инженерного проектирования. Таким образом, взгляд инженера превращается в ответственность за обеспечение электробезопасности от концепции необходимости до реализации идеи. Общие обязанности включают:

• Рейтинг оборудования
• Емкость проводов
• Выборочное согласование устройств защиты от сверхтоков
• Соблюдение действующих кодов
• Равенство спроса и предложения
• Общие методы распределения энергии

Термин инженер используется не только для инженера-электрика, но, напротив, включает все дисциплины, связанные с процессом проектирования.Например, инженер-механик должен ответственно предоставить необходимые электрические данные для оборудования и элементов управления отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC).

Перспектива подрядчика

Фото: Джо Тедеско

Точка зрения подрядчика определяет меры, необходимые для обеспечения электробезопасности в процессе установки. Следовательно, перспектива подрядчика превращается в ответственность за обеспечение электробезопасности от реализации идеи до полной реализации этой идеи.Общие обязанности включают:

• Правильный монтаж оборудования
• Надлежащая затяжка или момент затяжки соединений
• Использование правильных инструментов
• Сведение к минимуму истирания изоляции
• Координация на месте с другими подрядчиками
• Соблюдение действующих кодов

Термин «подрядчик» не предназначен только для подрядчика по электрике, но, напротив, включает все виды деятельности. Например, подрядчик по механическому оборудованию должен ответственно использовать правильный метод установки механического оборудования для соединения электрических цепей, включая лифты, оборудование HVAC и средства управления.

Перспектива техобслуживания

Перспектива технического обслуживания определяет меры, необходимые для обеспечения электробезопасности при эксплуатации системы. Эта перспектива расшифровывает предупреждающие действия в реальном времени и реактивные действия, доступные для непрерывной работы системы. Следовательно, перспектива технического обслуживания превращается в ответственность за обеспечение электробезопасности путем реализации профилактических программ и постоянного мониторинга системы. Общие обязанности включают:

• Профилактическое обслуживание
• Контроль параметров оборудования
• Применение мер безопасности при работе с оборудованием
• Следуя процедурам маркировки
• Использование правильных инструментов
• Глубокое знание систем
• Соблюдение действующих кодов

Перспектива производителя

Фото: Питер Л.Яннитто младший

Перспектива производителя определяет меры, необходимые для обеспечения электробезопасности при создании и изготовлении оборудования и устройств. Следовательно, точка зрения производителя превращается в ответственность за обеспечение электробезопасности за счет реализации трех других перспектив на соответствующих этапах производственного процесса. Использование трех других точек зрения и понимание использования конечным пользователем должны быть согласованы исключительно с целью электробезопасности.Общие обязанности включают:

• Рейтинг оборудования
• Емкость проводов
• Выборочное согласование устройств защиты от сверхтоков
• Соблюдение действующих кодов
• Равенство спроса и предложения
• Общие методы распределения энергии
• Правильный монтаж оборудования
• Надлежащая затяжка или момент затяжки соединений
• Использование правильных инструментов
• Профилактическое обслуживание
• Контроль параметров оборудования

Б.Режимы электробезопасности

После того, как определены перспективы и обязанности, электробезопасность далее определяется по режиму. Есть три основных режима:

• Профилактическое
• в реальном времени
• Реактивный

Каждый режим представляет собой отдельный подход к безопасности и определяется выполняемой работой. Сочетание трех режимов образует комплексный подход к обеспечению электробезопасности как неотъемлемой части любого процесса или программы, связанной с электричеством, см. Рисунок 2.

Рисунок 2: Взаимосвязь режимов

Профилактический режим

Профилактический режим определяется административными действиями, используемыми для предотвращения или предотвращения электрических сбоев до начала работы. Список действий для профилактического режима должен включать:

• Выполнение программ профилактического обслуживания
• Требование процедуры маркировки / блокировки
• Введение требований к повторным проверкам для отключения питания во время поиска и устранения неисправностей
• Ресурсы применимых кодов во время проектирования

Первым шагом на пути к разработке программы электробезопасности для отдельного лица или агентства является создание списка административных действий, определенных как «профилактические» в зависимости от характера их работы.

Режим реального времени

Режим реального времени определяется процедурными действиями по предотвращению или предотвращению электрических сбоев во время выполнения работы. Во многих случаях режим реального времени — это выполнение действий, определенных в превентивном режиме. Список действий для режима реального времени должен включать:

• Выполняется профилактическое обслуживание
• Процедуры маркировки / блокировки завершаются во время ремонта системы
• Повторные проверки при обесточивании оборудования
• Применение требований норм при проектировании
• Порядок правильной установки
• Надлежащие крепления на опорах оборудования
• Проверка крутящего момента

Программа электробезопасности для человека или агентства должна генерировать список процедурных действий, идентифицированных как «в реальном времени» в зависимости от характера их работы, и координировать эти действия с действиями превентивного режима.

Реактивный режим

Реактивный режим идентифицируется процедурными и административными действиями, используемыми для устранения сбоев в электроснабжении, которые происходят или уже произошли. Реактивный режим, как правило, является основным направлением многих установленных программ и обычно привлекает наибольшее внимание со стороны других лиц, не связанных со строительной отраслью, из-за пагубного воздействия, которое могут вызвать электрические аварии. Список действий для реактивного режима должен включать:

• Обучение тушению пожара
• Обучение поражению электрическим током (см. Рисунок 3: Влияние уровней поражения электрическим током)
• Тренировка СЛР
• Идентификация пострадавшего от поражения электрическим током
• Чрезвычайное планирование
• Ориентация электрической системы

Программа электробезопасности для частного лица или агентства компании должна генерировать список процедурных и административных действий, определенных как «реактивные» в отношении характера их работы, и координировать эти действия с профилактическими режимами и режимами реального времени.

C. Ресурсы по электробезопасности

Ресурсы изобилуют, что позволяет одному или его агентству лучше осознавать перспективу и ответственность за электрическую безопасность.При наличии такого большого количества ресурсов программа электробезопасности должна реализовывать метод получения информации в легкодоступном виде. «Библиотека по электробезопасности» — это начало организации и облегчения доступа к обширной информации. Не менее важна возможность доступа к разным типам медиа. Сегодня не только необходим доступ в Интернет, но и предлагается несколько точек входа. Выделенная область в компьютерной сети для электрической информации — отличный способ управлять и идентифицировать ресурсы под рукой и те, которые становятся доступными.В базе данных ресурсы по электробезопасности следует классифицировать по перспективам и режимам. Наконец, все ресурсы по электробезопасности, предусмотренные местными постановлениями или кодексами или требуемые каким-либо агентством, должны быть отмечены и доступны для всех пользователей.

Приложение

Электробезопасность была проблемой для всех с тех пор, как электричество стало неотъемлемой частью повседневной жизни каждого. Тем не менее, для тех, кто работает в строительной отрасли, необходимость в электробезопасности.Строительная отрасль и все те, кого она непосредственно затрагивает, часто диктуют правила, регулирующие действия в интересах конечного пользователя. Следовательно, электробезопасность требует упреждающего подхода, чаще всего инициируемого на организационном уровне. Перспективы, режимы и ресурсы, представленные на этой странице ресурсов, должны использоваться для создания структуры, необходимой для одной или ее организации для разработки или корректировки программы электробезопасности, более адаптированной к вашим потребностям. Важно отметить, что первым шагом к любой эффективной программе безопасности является структура, за которой следует обучение и реализация.

• NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс® — NEC является принятым стандартом защиты людей и имущества от электрических установок. Ознакомление с NFPA 70 является обязательным для всех, кто занимается проектированием, установкой, проверкой и обслуживанием безопасных и соответствующих требованиям электрических систем. Информацию можно найти на веб-сайте NFPA с членством, а печатные и электронные версии кода можно приобрести у NFPA и других поставщиков.

• Национальные стандарты по установке электрооборудования — NEIS дает определение «аккуратности и профессионализма» в соответствии с требованиями Национального электрического кодекса.Каждый стандарт представлен на утверждение Американского национального института стандартов (ANSI).

• Национальный кодекс по электробезопасности® (NESC®) — NESC® является продуктом IEEE. Этот код предоставляет информацию об установке, эксплуатации и техническом обслуживании электрических систем. Целью публикации является защита лиц, выполняющих работу. Информация, как и NEC, доступна при членстве в IEEE или при покупке печатной или электронной версии кода.

• Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) — NFPA является исчерпывающим источником всего, что связано с противопожарной защитой. Ассоциация разработала множество стандартов, которые были приняты федеральными, государственными и местными юрисдикциями в качестве обязательных стандартов. На сайте много бесплатной информации, но более конкретная информация доступна только участникам.

• Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) — NIOSH по своей миссии аналогичен OSHA, но отличается тем, что NIOSH является федеральным агентством, ответственным за предотвращение профессиональных заболеваний и травм, и является частью Центров по заболеваниям Контроль и профилактика.

• Управление по охране труда и технике безопасности (OSHA) — OSHA является основным правительственным источником эффективных методов безопасности. Веб-сайт представляет собой обширный, легко доступный информационный ресурс с тщательно продуманной поисковой системой.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Продуктивно — Содействовать здоровью и благополучию, Надежность / Надежность — Противопожарная защита, Надежность / Надежность — Безопасность и здоровье людей

Организации / ассоциации

Прочие

.

Синфазная импедансная муфта — Руководство по электрическому монтажу

Определение

Два или более устройства соединены между собой кабелями питания и связи (см. Рис. R30). Когда через эти синфазные импедансы протекают внешние токи (молния, токи короткого замыкания, помехи), между точками A и B появляется нежелательное напряжение, которое должно быть эквипотенциальным . Это паразитное напряжение может нарушить работу низкоуровневых или быстрых электронных схем.

Все кабели, включая защитные провода, имеют сопротивление, особенно на высоких частотах.

Открытые токопроводящие части (ECP) устройств 1 и 2 подключены к общей клемме заземления через соединения с импедансами Z1 и Z2.
Паразитное перенапряжение течет на землю через Z1. Потенциал устройства 1 увеличивается до Z1 I1. Разница потенциалов с устройством 2 (начальный потенциал = 0) приводит к появлению тока I2.
Z1I1 = (Zsign + Z2) I2⇒I2I1 = Z1 (Zsign + Z2) {\ displaystyle Z1 \, I1 = \ left (Zsign \, + Z2 \ right) I2 \ Rightarrow {\ frac {I2} {I1}} = {\ frac {Z1} {\ left (Zsign \, + Z2 \ right)}}}
Ток I2, присутствующий в сигнальной линии, нарушает работу устройства 2.

Рис. R30 — Определение синфазного импеданса связи

Примеры

(см. , рис. R31)

• Устройства, соединенные общим эталонным проводником (например, PEN, PE), подверженные быстрым или интенсивным (di / dt) изменениям тока (ток короткого замыкания, удар молнии, короткое замыкание, изменения нагрузки, цепи прерывания, гармонические токи, коррекция коэффициента мощности конденсаторные батареи и др.)
• Общий обратный путь для нескольких источников электроэнергии

Рис.R31 — Пример связи синфазного сопротивления

Контрмеры

(см. , рис. R32)

Если их невозможно устранить, синфазные импедансы должны быть как минимум минимальными. Чтобы уменьшить влияние синфазных импедансов, необходимо:

• Уменьшить импедансы:
  • Сетка общие ссылки,
  • Используйте короткие кабели или плоские оплетки, которые при одинаковых размерах имеют меньшее сопротивление, чем круглые кабели,
  • Установите функциональное уравнивание потенциалов между устройствами.
• Уменьшите уровень мешающих токов, добавив синфазную фильтрацию и индукторы дифференциального режима.

Если импеданс параллельного заземляющего проводника PEC (Z sup) очень низок по сравнению со знаком Z, большая часть мешающего тока протекает через PEC, т.е. не через сигнальную линию, как в предыдущем случае.
Разница потенциалов между устройствами 1 и 2 становится очень низкой и помехи приемлемы.

Рис. R32 — Меры противодействия синфазному импедансу связи

.

Проектирование электроустановок с интеграцией солнечного производства

Интеграция фотоэлектрического производства в электрические распределительные системы зданий и использование их для питания нагрузок здания становится все более распространенным явлением как для новых, так и для существующих зданий.

Однако использование солнечной энергии для собственного потребления все еще вызывает вопросы. Вы можете получить ответы на некоторые из наиболее распространенных ниже и ознакомиться с рекомендуемыми правилами дизайна на страницах этого раздела.

Что означает собственное потребление солнечной энергии?

Самостоятельное потребление солнечной энергии — это экономическая модель, в которой здание использует электричество, производимое солнечными панелями, для собственных электрических нужд, выступая, таким образом, как производитель и потребитель, или как потребитель. В этой модели энергия, генерируемая PV, потребляется мгновенно по мере ее производства.

Самостоятельное потребление солнечной энергии становится предпочтительной экономической моделью по нескольким причинам:

• Самопотребление предлагает или вскоре предложит большие экономические выгоды и лучший контроль счетов за электроэнергию
• Самопотребление позволяет зданиям потреблять собственную солнечную энергию
• Самостоятельное потребление обещает большую независимость от сети и будущих изменений тарифов на электроэнергию.

Почему самостоятельное потребление солнечной энергии влияет на электрическую установку здания? И почему решение «экспорт в сеть» на это не влияет?

Рис.P26 — Фотоэлектрическая система может быть подключена непосредственно к распределительной электрической сети (слева) или подключена к электроустановке здания и использована для собственного потребления (справа).

• Солнечная продукция экспортируется в сеть

• Производство солнечной энергии для собственного потребления

ПРИ ЭКСПОРТЕ В СЕТЬ ВАША ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И УСТАНОВКА В ЗДАНИИ ЯВЛЯЮТСЯ ОТДЕЛЬНЫМИ И НЕЗАВИСИМЫМИ

Когда фотоэлектрическая продукция полностью экспортируется в сеть, фотоэлектрическая установка подключается к электрической распределительной сети без какого-либо подключения к электрической системе здания.Хотя фотоэлектрическая система и строительная установка являются частью одной и той же физической инфраструктуры, они представляют собой два независимых и автономных электрических блока. Энергия PV, подаваемая в сеть, и энергия, потребляемая зданием, измеряются двумя независимыми устройствами измерения мощности. Для фотоэлектрической установки требуется минимум функций управления, обычно выполняемых фотоэлектрическими инверторами, и она не влияет на управление зданием.

ПРИ САМОПОТРЕБЛЕНИИ ВАША фотоэлектрическая УСТАНОВКА ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ УСТАНОВКИ ВАШЕГО ЗДАНИЯ

Во втором случае подключение фотоэлектрической установки к электроустановке здания осуществляется вниз по счетчику.Фотоэлектрическая установка является частью строительной установки, поэтому ее размеры, система заземления и защитное оборудование зависят от электрической установки здания. Интеграция фотоэлектрической установки также может потребовать изменений в других частях электроустановки здания.

Что меняется при интеграции солнечного производства для собственного потребления?

При выборе самостоятельного потребления фотоэлектрической энергии происходят три фундаментальных изменения:

• Электроустановка больше не питается от одного источника, а от двух или более источников, работающих параллельно с сетью
• Каждый местный источник будет вырабатывать энергию (или нет, в зависимости от условий), что означает, что установка имеет несколько режимов работы в соответствии с комбинациями источников энергии
• Фотоэлектрические панели вырабатывают выход постоянного тока и используют инверторы мощности для преобразования этого выхода постоянного тока в переменный ток

Рис.P27 — Установка, интегрирующая фотоэлектрические (возобновляемые) источники энергии для собственного потребления

Следовательно, собственное энергопотребление фотоэлектрических систем вызывает важные технические соображения при проектировании электроустановки здания, такие как:

• Куда подключить фотоэлектрическое производство?
• Как рассчитать системные параметры установки?
• Как определить размер здания с использованием солнечной энергии?
• Как защитить электрическую систему здания с помощью солнечной энергии?
• Как управлять фотоэлектрической системой и нагрузкой на здание?

Ответы находятся на разных страницах этого раздела.

Все технические видео, включенные в этот раздел

.

Согласование автоматических выключателей — Руководство по электрическому монтажу

Каскадная (или резервная защита)

В методе «каскадирования» используются свойства токоограничивающих автоматических выключателей, позволяющих устанавливать все расположенные ниже распределительные устройства, кабели и другие компоненты схемы со значительно более низкими характеристиками, чем было бы необходимо, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение каскадной техники

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях после его расположения распределительное устройство и компоненты цепей с гораздо более низкой отключающей способностью при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические. выдерживать возможности, которые иначе были бы необходимы.Уменьшение физических размеров и более низкие требования к производительности приводят к значительной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий выключатель оказывает влияние на цепи ниже по потоку, (по-видимому) увеличивая полное сопротивление источника в условиях короткого замыкания, он не имеет такого эффекта ни в каких других условиях; например, при запуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, необходимы лабораторные испытания, чтобы гарантировать выполнение условий реализации, требуемых национальными стандартами, и совместимые комбинации коммутационных устройств должны быть предоставлены производителем.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемой» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все последующие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить для выключателей только тестами, выполненными в лаборатории. Такие испытания проводят производители, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно спроектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов выключателей. В качестве примера, Рисунок h57 показывает возможности каскадного подключения автоматических выключателей типов iC60, DT40N, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для 230/400 В или 240/415 V 3-х фазная установка.

Рис. H57 — Пример возможностей каскадного подключения в трехфазной сети 230/400 В или 240/415 В

1. ^ ^{1 2} 230 В фаза на нейтраль

Преимущества каскадирования

Ограничение тока выгодно для всех нижестоящих цепей, которые управляются соответствующим токоограничивающим выключателем.

Принцип не является ограничивающим, т. Е. Токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае цепи ниже по потоку были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

• Упрощенный расчет тока короткого замыкания
• Упрощение, т. Е. Более широкий выбор распределительных устройств и приборов, расположенных ниже по потоку
• Использование более легких распределительных устройств и приборов с, как следствие, более низкой стоимостью
• Экономия места, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы избирательности

Селективность важна для обеспечения бесперебойного питания и быстрой локализации неисправностей.

Избирательность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыкания на землю, если условие отказа, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом замыкания, в то время как все другие защитные устройства остаются неизменными (см. Рисунок h58 ).

Рис. H58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, когда одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей услуги безопасности (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, например:

• Медицинский пункт
• Морской
• Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где бесперебойность электроснабжения критична из-за характера нагрузок.

• Дата-центр
• Инфраструктура (туннель, аэропорт…)
• Критический процесс

С точки зрения монтажа: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность должна проверяться для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

• Перегрузка
• Короткое замыкание
• Замыкание на землю

Если система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), в обоих случаях необходимо проверять избирательность.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

• Всего: до отключающей способности автоматического выключателя
• Частично: до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматических выключателей Рисунок h59, H50 и H51

Предлагаются различные решения для достижения селективности на основе:

• Текущий
• Время
• Энергия
• Логика

Рис.h59 — Полная и частичная избирательность

Рис. H50 — Полная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 — Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных пороговых значений срабатывания на ступенчатых уровнях от цепей ниже по потоку (более низкие значения) к источнику (более высокие значения).

Избирательность может быть полной или частичной, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки отключающих устройств с выдержкой времени, так что реле ниже по потоку имеют наименьшее время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме автоматический выключатель A, расположенный выше по потоку, имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с B (например, Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B спроектированы для селективности на основе времени, предел селективности будет кратковременным выдерживаемым значением на входе (Icw)

Избирательность на основе комбинации двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

У вышестоящего выключателя есть два порога магнитного срабатывания:

• Im A: магнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
• Ii: мгновенное отключение

Избирательность полная, если Isc B

Рис. H52 — Селективность по току, Селективность по времени, комбинация обоих

Защита от токов короткого замыкания высокого уровня: селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые зависимости времени от тока наложены, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они правильно согласованы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

• Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает отключение выключателя B
• Тогда энергия дуги ограничена на уровне A и недостаточна для отключения A

Рис. H53 — Селективность на основе энергии

Этот подход требует точного согласования уровней ограничения и уровней энергии отключения.Он реализован в линейке Compact NSX (токоограничивающий автоматический выключатель), а также в серии Compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность вплоть до высокого тока короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A согласно IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Селективность повышена за счет каскадирования

Каскадирование между 2 устройствами обычно достигается с помощью отключения автоматического выключателя A, расположенного на входе, чтобы помочь выключателю B, расположенному на выходе, отключить ток.По принципу каскадирование противоречит избирательности. Но технология энергоселективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет улучшить отключающую способность выключателей, расположенных ниже по цепи, и сохранить высокую селективность.

Принцип следующий:

• Следующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), а затем ограничивается ток
• Выключатель A, расположенный выше по цепи, имеет ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для отключения автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает выключателю B отключиться, не срабатывая при этом сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая избирательность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием автоматических выключателей, оборудованных электронными расцепителями, предназначенными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенными с контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных специально разработанными электронными расцепителями (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями кратковременной защиты (Isd, Tsd) и защиты от замыкания на землю (GFP). Избирательность. В частности, функция мгновенной защиты не касается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время отключения, где бы ни находилась неисправность, благодаря автоматическому выключателю категории селективности B.Селективность на основе времени в многоуровневой системе подразумевает длительное время отключения в исходной точке установки.

Настройки автоматических выключателей

• временная задержка: включение временных задержек необходимо, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1> время отключения без задержки D2 и ΔtD2> время отключения без задержки D3)

Пороговые значения

• : правила для пороговых значений не применяются, но должно соблюдаться естественное каскадирование номиналов защитного устройства (IcrD1> IcrD2> IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями аналогичного номинала.

Принципы

Активация функции логической селективности осуществляется посредством передачи информации по контрольному проводу:

• Вход ZSI:
  • низкий уровень (нет отказов на выходе): функция защиты находится в режиме ожидания без временной задержки,
  • высокий уровень (наличие отказов на выходе): соответствующая функция защиты переходит в состояние временной задержки, установленное на устройстве.
• ZSI выход:
  • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет приказы,
  • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (выход высокого уровня) и переводит выключатель цепи выше по потоку на установленную задержку времени (вход высокого уровня).Автоматический выключатель, расположенный чуть выше места повреждения, не получает никаких команд (вход низкого уровня) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 — Логическая избирательность.

.