Пожарная безопасность в электроустановках

1.5.9 Пожарная безопасность в электроустановках и противопожарная защита

Проектирование новых или реконструкция действующих предприятий предусматривает комплексную механизацию и автоматизацию технологических процессов, что в свою очередь может привести к концентрации производственных и энергетических мощностей, в результате чего увеличивается опасность возникновения взрыва и пожара.

Для обеспечения взрывобезопасности проектируемого предприятия, производственные помещения классифицируют по взрывоопасности в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Установлено шесть классов взрывоопасных зон и помещений.

В-I, в которых выделяются горючие газы или пары легко воспламеняющихся жидкостей (ЛФЖ) в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работ.

В-I а, в которых взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом могут образовываться только в случае аварий.

В-I б, аналогичны зонам класса В–Iа, но отличаются рядом особенностей, основные из которых – высокие значения нижнего концентрационного предела воспламенения образующихся газо-воздушных и паро-воздушных смесей (15% и более), а также небольшое количество взрывоопасных смесей не более 5% свободного объема помещений.

В-I г – пространства у технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ.

В-II – помещения и зоны, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

В-II а, в которых взрывоопасные пылевоздушные смеси могут образовываться только в случае аварий или производственных неисправностей.

Данная классификация производственных помещений необходима для правильного выбора электрооборудования, светильников и электропроводок.

Следует размещать электрооборудование таким образом, чтобы уменьшить возможность его контактов с взрывоопасной средой. Если по условиям производства добиться этого невозможно, то устанавливаемое во взрывоопасных зонах электрооборудование должно полностью соответствовать классам взрывоопасных помещений, зон и наружных установок.

В табл. 5.6 представлен выбор исполнения электрооборудования для взрывоопасных помещений.

Таблица 5.6

Класс взрывоопасности помещений по ПУЭ	Исполнение электрооборудования
В-I	Взрывонепроницаемые или продуваемые под избыточным давлением
В-II	Взрывонепроницаемые или продуваемые под избыточным давлением
В-I а	Любое взрывозащищенное, но в исполнении защищенном или брызгозащищенном
В-II а	Закрытое обдуваемое или продуваемое исполнение
В-I г	Любое взрывозащищенное исполнение, для соответствующих категорий и групп взрывоопасных смесей

При выборе конструкций машин и аппаратов учитывают степень пожарной опасности помещений, где они будут установлены. Правилами устройства электрооборудования определена классификация этих помещений.

Пожароопасными помещениями называют помещения или наружные установки, в которых применяют или хранят горючие вещества.

Пожароопасные помещения согласно ПУЭ подразделяют на следующие классы.

Помещения класса П-I. К ним относят помещения, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 450С, например, склады масел, установок регенерации масел и т.п.

Помещения класса П-II. K ним относят помещения, в которых выделяются горючие пыль или волокна, переходящие во взвешенное состояние. Возникающая при этом опасность ограничена пожаром, но не взрывом, либо в силу физических свойств пыли или волокон (дисперсность, влажность, нижний предел взрыва составляют 65 г/м3), либо в силу того, что содержание их в воздухе по условиям эксплуатации не достигает взрывоопасной концентрации, например, малозапыленные помещения.

Помещения класса П-IIа. К ним относят производственные и складские помещения, содержащие твердые или волокнистые горючие вещества, причём признаки, перечисленные выше для класса П-II отсутствуют.

Установки класса П-III. K ним относят наружные установки, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 450С, например, склады угля, дерева и т.п.

Для предотвращения при пожаре переброски огня от одного здания в другое, при проектировании и строительстве предусматривают между ними противопожарные разрывы шириной не менее 10-20 м.

Выбор конструкции электрооборудования в зависимости от пожароопасности помещения осуществляют в соответствии с его классификацией, установленной ПУЭ:

Открытое оборудование, не имеющее специальных приспособлений для предохранения от случайного прикосновения к вращающимся и токоведущим частям, а также для предотвращения попадания внутрь них посторонних тел.

Защищенное оборудование, имеющее приспособление для предохранения от случайного прикосновения к вращающимся и токоведущим частям, а также для предотвращения попадания внутрь них посторонних предметов.

Каплезащищенное оборудование, имеющее приспособления для предохранения его внутренних частей от попадания капель, попадающих отвесно.

Брызгозащищённое оборудование, имеющее приспособления для предохранения от попадания внутрь него водяных брызг, падающих под углом 450 к вертикали с любой стороны.

Закрытое оборудование, у которого внутренняя полость отделена от внешней среды оболочкой, защищающей его внутренние части, от прикосновения пыли.

Обдуваемое оборудование снабжено вентиляционным устройством для обдувания его наружной части.

Продуваемое брызгозащищенное оборудование, в котором имеется возможность охлаждения его внутренних частей воздухом.

Пыленепроницаемое оборудование, имеющее оболочку уплотненную таким образом, чтобы она не допускала проникновения внутрь тонкой пыли.

Маслонаполненное оборудование у которого все нормально искрящие части погружены в масло таким образом, что исключает возможность соприкосновения между этими частями и окружающим воздухом.

Пожарная опасность электрического тока заключается в его тепловом проявлении, которое при определенных условиях превращается в источник зажигания горючей среды. Причинами пожара электроустановок являются: короткое замыкание; токовые перегрузки электроустановок; перегрев контактов с большими переходными сопротивлениями; электрические искры и дуги, возникающие при резком разрыве сети.

Токи короткого замыкания возникают в результате повреждения изоляции токоведущих частей; неправильного выбора исполнения электрооборудования по условиям окружающей среды; попадания на изолированные провода металлических предметов; схлестывания проводов воздушной линии электропередач под действием ветра; а также ошибочных действий обслуживающего персонала при выполнении различных операций в электроустановках. В результате происходит перегревание и воспламенение изоляции проводов, а также расплавление их металлической токоведущей части.

Под токовыми перегрузками понимается такой режим работы электроустановки, когда в электропроводке длительное время протекает ток, превышающий допустимые величины.

Токовые перегрузки могут возникнуть в электрических сетях при включении в нее дополнительных электропотребителей. При этом возрастает мощность в сети, на которую она не рассчитана, одновременно повышается сила тока. В результате происходит перегрев и воспламенение электропроводки. Изложенное подтверждается формулами:

где Робщ – общая (суммарная) мощность, на которую рассчитана электропроводка, кВт;

U – напряжение в сети, В (постоянная величина);

cosj - коэффициент мощности;

I – сила тока, на которую рассчитана электропроводка.

По закону Джоуля-Ленца электрический ток, преодолевая сопротивление проводника, выполняет работу, в процессе которой выделяется тепло. Свободные электроны при своем движении сталкиваются с атомами и молекулами, при этих столкновениях механическая энергия движущихся электронов переходит в тепловую. Количество тепла (q), выделяемого током в проводнике, равно:

где I – сила тока, А;

R – сопротивление проводника, Ом;

t – время действия тока, с.

Пожарную опасность представляют переходные (контактные) сопротивления в местах некачественного соединения проводов между собой при присоединении к электрическим машинам и аппаратам. Количество тепла, выделяющееся в переходных контактах с большим сопротивлением, может быть настолько значительным, что приводит к перегреву проводов в этой зоне и воспламенению изоляции.

Для предохранения от коротких замыканий и чрезмерных перегревов в цепь включают легкоплавкие предохранители или отключающие автоматы. Выбор предохранителей и автоматов осуществляют в зависимости от площади сечения проводов. В табл. 5.7. приведены показатели допустимой силы тока при данном сечении провода и величины тока, на которые должны сработать плавкие вставки или отключающие автоматы.

Таблица 5.7.

Площадь поперечного сечения изолированных медных проводов, мм2

Наибольшая допустимая сила тока, А

Величина тока, на которую срабатывает предохранитель или автомат, А

1,5

2,5

100

На рис. 19 показаны схемы исполнения вводов изолированных питающих проводов в электродвигатели. Исполнение вводных устройств зависит от класса взрывоопасности помещения. Вводные устройства электродвигателей, устанавливаемых во взрывоопасных помещениях классов В-I, В-Iа и В-II, выполняют в стальных водо-газопроводных трубах или в гибких герметичных металлических рукавах, а в помещениях классов В-IIа, В-Iб и В-Iг – в резинотканевых рукавах.

Рис.19 Исполнение вводов изолированных питающих проводов в электродвигатели:

а– в стальной трубе;б– через переходную коробку;в– в гибком металлическом рукаве; г –в резинотканевом рукаве; 1 – разъемное соединение трубы; 2 – коробка уплотнительная ФПЗ; 3 – наконечник металлического рукава с резьбой; 4 – гибкий металлический рукав; 5 – штуцер с накидной гайкой; 6 – хомут стяжной; 7 – резинотканевый рукав; 8–переходная коробка.

При разрыве и замыкании цепей могут возникнуть искры и электрические дуги. Предупреждение их возникновения во многом зависит от правильного выбора аппаратуры управления. В качестве элементов управления на предприятиях применяют электромагниты и автоматические выключатели типа АП с дугогасительными камерами.

Электромагнитные аппараты предназначены для пуска, останова и защиты электродвигателей от перегрузок. Основными частями магнитного пускателя являются контактор и биметаллические реле для защиты рабочей цепи от перегрева при ее перегрузке.

Работа автоматических воздушных низковольтных выключателей основана на электромагнитном принципе. При увеличении тока или уменьшении напряжения катушек автоматов против установленных номинальных величин срабатывает электромагнитный расцепитель, под действием пружины автомат выключается.

Для тушения электрооборудования и двигателей внутреннего сгорания применяют газовые средства пожаротушения – диоксид углерода (двуокись углерода), азот и продукты сгорания топлива (дымовые газы). Огнегасительное действие этих веществ сводится к понижению концентрации кислорода в зоне горения.

Двуокись углерода чаще всего применяют для тушения электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания, а также в тех случаях, когда применение воды может вызвать повреждение аппаратуры и приборов.

В нормальных условиях двуокись углерода без цвета и запаха, тяжелее воздуха в 1,5 раза. При 0 0С, давлении 36ати переходит в жидкое состояние и называется углекислотой. Из одного литра жидкой углекислоты при 0 0С образуется 506 л газа. При подаче углекислоты через диффузоры происходит быстрое ее испарение и образуется углекислотный снег, который затем переходит в газообразное состояние. Эффект тушения при этом достигается за счет охлаждения зоны горения. Огнегасительная концентрация углекислого газа в воздухе составляет 30-35 % по объему.

При тушении пожаров углекислотой необходимо учитывать, что при вдыхании воздуха, содержащего 10 % углекислого газа, наступает паралич дыхания и смерть.

Азот не поддерживает горение и снижает концентрацию горючих газов и кислорода в зоне горения; применяется для тушения огнеопасных жидкостей.

Углекислоту и азот целесообразно применять в небольших помещениях. Они плохо тушат материалы, способные тлеть (дерево, бумажные кипы, рулоны и др.).

В последнее время широкое распространение для тушения загораний в электроустановках, находящихся под напряжением, всех видов нефтепродуктов и твердых материалов (за исключением щелочноземельных металлов), а также для тушения тлеющих очагов горения приобретают жидкие составы на основе галоидосодержащих соединений, тормозящих процесс горения. Основой этих составов является бромистый этил, обладающий способностью резко тормозить процесс горения, хорошо смачивая горящую поверхность. Огнегасительный эффект рассматриваемыми составами достигается при подаче в зону горения от 4,6 до 6,7 % по объему. Наибольший объем защищаемого помещения ограничивается 3000 м3. Для подачи составов в очаги пожаров используют стационарные огнегасительные системы, передвижные установки и ручные углекислотные и порошковые огнетушители.

Углекислотные огнетушители типа ОУ состоят из стального баллона, заполненного жидкой углекислотой под избыточном давлением (6 МПа). При открытии вентиля через раструб выбрасывается снегообразная углекислота с температурой – 72 0С.

Порошковые огнетушители типа ОП предназначены для подавления загораний двигателей внутреннего сгорания и в электроустановках до 1 кВт. Огнетушитель состоит из корпуса с порошком, баллончика со сжатым газом и запорно-пускового устройства. Для приведения огнетушителя в действие необходимо дернуть пусковое кольцо с рычагом вверх. При этом произойдет прокол мембраны баллончика, газ устремится в корпус и выбросит порошок через распылитель.

3.9. Пожарная безопасность в электроустановках и противопожарная защита

Установлено шесть классов взрывоопасных зон и помещений.

В-I г – пространства у технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ.

В табл. 3.6 представлен выбор исполнения электрооборудования для взрывоопасных помещений.

Таблица 3.6

Класс взрывоопасности помещений по ПУЭ	Исполнение электрооборудования
В-I	Взрывонепроницаемые или продуваемые под избыточным давлением
В-II	Взрывонепроницаемые или продуваемые под избыточным давлением
В-I а	Любое взрывозащищенное, но в исполнении защищенном или брызгозащищенном
В-II а	Закрытое обдуваемое или продуваемое исполнение
В-I г	Любое взрывозащищенное исполнение, для соответствующих категорий и групп взрывоопасных смесей

Пожароопасные помещения согласно ПУЭ подразделяют на следующие классы.

Помещения класса П-II.Kним относят помещения, в которых выделяются горючие пыль или волокна, переходящие во взвешенное состояние. Возникающая при этом опасность ограничена пожаром, но не взрывом, либо в силу физических свойств пыли или волокон (дисперсность, влажность, нижний предел взрыва составляют 65 г/м3), либо в силу того, что содержание их в воздухе по условиям эксплуатации не достигает взрывоопасной концентрации, например, малозапыленные помещения.

Установки класса П-III.Kним относят наружные установки, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 450С, например, склады угля, дерева и т.п.

Открытоеоборудование, не имеющее специальных приспособлений для предохранения от случайного прикосновения к вращающимся и токоведущим частям, а также для предотвращения попадания внутрь них посторонних тел.

Защищенноеоборудование, имеющее приспособление для предохранения от случайного прикосновения к вращающимся и токоведущим частям, а также для предотвращения попадания внутрь них посторонних предметов.

Каплезащищенноеоборудование, имеющее приспособления для предохранения его внутренних частей от попадания капель, попадающих отвесно.

Брызгозащищённоеоборудование, имеющее приспособления для предохранения от попадания внутрь него водяных брызг, падающих под углом 450к вертикали с любой стороны.

Закрытоеоборудование, у которого внутренняя полость отделена от внешней среды оболочкой, защищающей его внутренние части, от прикосновения пыли.

Обдуваемоеоборудование снабжено вентиляционным устройством для обдувания его наружной части.

Продуваемоебрызгозащищенное оборудование, в котором имеется возможность охлаждения его внутренних частей воздухом.

Пыленепроницаемоеоборудование, имеющее оболочку уплотненную таким образом, чтобы она не допускала проникновения внутрь тонкой пыли.

Маслонаполненноеоборудование у которого все нормально искрящие части погружены в масло таким образом, что исключает возможность соприкосновения между этими частями и окружающим воздухом.

где Робщ– общая (суммарная) мощность, на которую рассчитана электропроводка, кВт;

U– напряжение в сети, В (постоянная величина);

cos- коэффициент мощности;

I– сила тока, на которую рассчитана электропроводка.

По закону Джоуля-Ленца электрический ток, преодолевая сопротивление проводника, выполняет работу, в процессе которой выделяется тепло. Свободные электроны при своем движении сталкиваются с атомами и молекулами, при этих столкновениях механическая энергия движущихся электронов переходит в тепловую. Количество тепла (), выделяемого током в проводнике, равно:

где I– сила тока, А;

R– сопротивление проводника, Ом;

 – время действия тока, с.

Для предохранения от коротких замыканий и чрезмерных перегревов в цепь включают легкоплавкие предохранители или отключающие автоматы. Выбор предохранителей и автоматов осуществляют в зависимости от площади сечения проводов. В табл. 3.7. приведены показатели допустимой силы тока при данном сечении провода и величины тока, на которые должны сработать плавкие вставки или отключающие автоматы.

Таблица 3.7.

Площадь поперечного сечения изолированных медных проводов, мм2

Наибольшая допустимая сила тока, А

Величина тока, на которую срабатывает предохранитель или автомат, А

1,5

2,5

100

На рис. 3.11. показаны схемы исполнения вводов изолированных питающих проводов в электродвигатели. Исполнение вводных устройств зависит от класса взрывоопасности помещения. Вводные устройства электродвигателей, устанавливаемых во взрывоопасных помещениях классов В-I, В-Iа и В-II, выполняют в стальных водо-газопроводных трубах или в гибких герметичных металлических рукавах, а в помещениях классов В-IIа, В-Iб и В-Iг – в резинотканевых рукавах.

Рис.3.11. Исполнение вводов изолированных питающих проводов в электродвигатели:

а – в стальной трубе; б – через переходную коробку; в – в гибком металлическом рукаве; г –в резинотканевом рукаве; 1 – разъемное соединение трубы; 2 – коробка уплотнительная ФПЗ; 3 – наконечник металлического рукава с резьбой; 4 – гибкий металлический рукав; 5 – штуцер с накидной гайкой; 6 – хомут стяжной; 7 – резинотканевый рукав; 8–переходная коробка.

В нормальных условиях двуокись углерода без цвета и запаха, тяжелее воздуха в 1,5 раза. При 00С, давлении 36ати переходит в жидкое состояние и называется углекислотой. Из одного литра жидкой углекислоты при 00С образуется 506л газа. При подаче углекислоты через диффузоры происходит быстрое ее испарение и образуется углекислотный снег, который затем переходит в газообразное состояние. Эффект тушения при этом достигается за счет охлаждения зоны горения. Огнегасительная концентрация углекислого газа в воздухе составляет 30-35% по объему.

При тушении пожаров углекислотой необходимо учитывать, что при вдыхании воздуха, содержащего 10% углекислого газа, наступает паралич дыхания и смерть.

В последнее время широкое распространение для тушения загораний в электроустановках, находящихся под напряжением, всех видов нефтепродуктов и твердых материалов (за исключением щелочноземельных металлов), а также для тушения тлеющих очагов горения приобретают жидкие составы на основе галоидосодержащих соединений, тормозящих процесс горения. Основой этих составов является бромистый этил, обладающий способностью резко тормозить процесс горения , хорошо смачивая горящую поверхность. Огнегасительный эффект рассматриваемыми составами достигается при подаче в зону горения от 4,6 до 6,7% по объему. Наибольший объем защищаемого помещения ограничивается 3000 м3. Для подачи составов в очаги пожаров используют стационарные огнегасительные системы, передвижные установки и ручные углекислотные и порошковые огнетушители.

Углекислотные огнетушители типа ОУ состоят из стального баллона, заполненного жидкой углекислотой под избыточном давлением (6МПа). При открытии вентиля через раструб выбрасывается снегообразная углекислота с температурой – 720С.

Вопросы для самоконтроля:

В чем заключается механизм действия электрического тока на организм человека?
От каких параметров зависит термическое действие тока на организм человека?
Дайте определение понятию «фибрилляция сердца».
Какой величине равно минимальное сопротивление тела человека воздействию силы тока?
Какое время является длительным временем воздействия тока на организм человека?
При каких обстоятельствах может возникнуть электрическая дуга?
Расшифруйте условное обозначение характеристики напряжения электрической сети 380/220 В.
При каких условиях целесообразно использовать трехфазную четырехпроводную электрическую сеть?
В каком случае человек может оказаться под напряжением прикосновения?
В каком случае «напряжение шага» достигает максимального значения?
При каком условии напряжение шага равно нулю?
Какие средства защиты используют в нормальном режиме работы электроустановки?
Для какой цели и в каких случаях используют малые напряжения?
Что используют в качестве источников малого напряжения?
Для какой цели служит электрическое разделение сети?
Какие показатели характеризуют состояние изоляции?
Какая бывает изоляция по исполнению?
Какой смысл имеют буквенные обозначения сетей для электроснабжения жилых и общественных зданий, а также промышленных предприятий?
Какие требования предъявляют к сопротивлению системы защитного заземления?
Какую роль играет выравнивание потенциалов при контурном расположении электродов (заземлителей)?
В чем заключается отличие защитного заземления от зануления?
Что является причиной возникновения зарядов статического электричества?
В чем заключается классификация производственных помещений в зависимости от условий окружающей среды?
Из каких элементов состоит структурная схема устройства защитного отключения?
Какая допускается наименьшая высота расположения электропроводов в производственных помещениях над уровнем пола или рабочих площадок?

Тест по теме «Электробезопасность»

№	Вопрос	Альтернатива	Код
1.	По какой формуле определяют теплоту, выделяемую током в электрической цепи?	эл.=998 Р (1-) эл. = I2  R   по формулам, указанным в позициях 1.1. 1.2.	1.1. 1.2. 1.3.
2.	Какая сила тока вызывает фибрилляцию сердца?		2.1. 2.2. 2.3.
3.	Какое сопротивление тела человека принимается в расчетах по обеспечению электробезопасности?		3.1. 3.2. 3.3.
4.	Какое напряжение должно быть в нейтральной точке трансформатора при нормальном режиме работы электроустановки?		4.1. 4.2. 4.3.
5.	Допустимая величина напряжения прикосновения и силы тока на корпусе оборудования?	2 В и 0,3 мА 3 В и 0,4 мА 4 В и 0,3 мА	5.1. 5.2. 5.3.
6.	При каком значении шага (а, м) напряжение шага равно нулю?		6.1. 6.2. 6.3.
7.	Какой величине равен радиус растекания тока при замыкании электрического провода на землю?		7.1 7.2. 7.3.
8.	Какое напряжение является верхним пределом малого напряжения?		8.1. 8.2. 8.3.
9.	Как определяют электрическую прочность изоляции?	испытанием на пробой повышенным напряжением измерением специальными исследованиями	9.1. 9.2. 9.3.
10.	Какими буквенными обозначениями характеризуют трехфазную электрическую сеть с заземленной нейтралью при наружной электропроводке?	L1, L2, L3, N L1,L2,L3, РЕ L1,L2,L3, РЕN	10.1. 10.2. 10.3.
11.	По какой формуле определяют силу тока на корпусе заземленного электрооборудования?		11.1. 11.2. 11.3.
12.	Какой величине должно соответствовать сопротивление системы защитного заземления?		12.1. 12.2. 12.3.
13.	При каком удельном объемном электрическом сопротивлении материал будет относиться к группе диэлектриков?	 103Омм  104Омм  105Омм	13.1. 13.2. 13.3.

Ключ: 1.2; 2.2; 3.1; 4.3; 5.1; 6.3; 7.3; 8.3; 9.1; 10.1; 11.1; 12.2; 13.3.

1.8. Пожарная безопасность Организационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности

Во всех производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях на видных местах должны быть вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.

Правила применения на территории предприятий открытого огня, проезда транспорта, допустимость курения и проведения временных пожароопасных работ устанавливаются общеобъектовыми инструкциями о мерах пожарной безопасности.

На каждом предприятии приказом должен быть установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том числе:

• определены и оборудованы места для курения;

• определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещении сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

• установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранения промасленной одежды;

• определен порядок обесточивания электрооборудования в случае пожара и по окончании рабочего дня;

• регламентированы порядок проведения временных огневых и других пожароопасных работ, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы;

• регламентированы действия работников при обнаружении пожара;

• определен порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответственные за их проведение.

В зданиях и сооружениях (кроме жилых домов) при единовременном нахождении на этаже более 10 человек должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре.

Руководитель объекта с массовым пребыванием людей (50 человек и более) в дополнение к схематическому плану эвакуации людей при пожаре обязан разработать инструкцию, определяющую действия персонала по обеспечению безопасной и быстрой эвакуации людей, по которой не реже одного раза в полугодие должны проводиться практические тренировки всех задействованных для эвакуации работников.

Для объектов с ночным пребыванием людей (детские сады, школы, больницы и т. п.) в инструкции должны предусматриваться два варианта действий: в дневное и в ночное время.

Требования пожарной безопасности к электроустановкам

Монтаж и эксплуатацию электроустановок и электротехнических изделий необходимо осуществлять в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности (в том числе ПУЭ, ПТЭЭП, МПОТ).

Электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал, должны быть обесточены. Под напряжением должны оставаться дежурное освещение, установки пожаротушения и противопожарного водоснабжения, пожарная и охранно-пожарная сигнализация. Другие электроустановки и электротехнические изделия (в том числе в жилых помещениях) могут оставаться под напряжением, если это обусловлено их функциональным назначением и (или) предусмотрено требованиями инструкции по эксплуатации.

При эксплуатации электроустановок запрещается:

• использовать приемники электрической энергии в условиях, не соответствующих требованиям инструкций предприятий-изготовителей, или имеющие неисправности, которые MQtyr привести к пожару, а также эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией;

• пользоваться поврежденными розетками, рубильниками, другими установочными изделиями;

• обертывать электролампы и светильники бумагой, тканью и другими горючими материалами, а также эксплуатировать светильники со снятыми колпаками (рассеивателями), предусмотренными конструкцией светильника;

• пользоваться электроутюгами, электроплитками, электрочайниками и другими электронагревательными приборами, не имеющими устройства тепловой защиты, без подставок из негорючих теплоизоляционных материалов, исключающих опасность возникновения пожара;

• применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы, использовать некалиброванные плавкие вставки и другие самодельные аппараты защиты от перегрузки и короткого замыкания;

• размещать (складировать) у электрощитов, электродвигателей и пусковой аппаратуры горючие (в том числе легковоспламеняющиеся) вещества и материалы.

Объемные светящиеся знаки пожарной безопасности с автономным питанием и от электросети, используемые на путях эвакуации (в том числе световые указатели «Эвакуационный (запасный) выход», «Дверь эвакуационного выхода»), должны постоянно находиться в исправном и включенном состоянии. В зрительных, демонстрационных, выставочных и других залах они могут включаться только на время проведения мероприятий с пребыванием людей.

Запрещается эксплуатация электронагревательных приборов при отсутствии или неисправности терморегуляторов, предусмотренных конструкцией.

Отверстия в местах пересечения электрических проводов и кабелей (проложенные впервые или взамен существующих) с противопожарными преградами в зданиях и сооружениях должны быть заделаны огнестойким материалом до включения электросети под напряжение.

При эксплуатации электрических сетей зданий и сооружений с периодичностью не реже одного раза в 3 года должен проводиться замер сопротивления изоляции токоведущих частей силового и осветительного оборудования результаты замера оформляются соответствующим протоколом.

Кафедра «Пожарная безопасность в электроустановках» лекция

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский институт государственной противопожарной службы»

по дисциплине «Электротехника и электроника»

РАЗДЕЛ № 1.«Электротехника»

ТЕМА № 5.1. «Устройство и принцип действия трансформаторов»

Цели занятия:

учебные – формирование у курсантов знаний об истории создания трансформаторов, назначении, принципе действия, устройстве и области их применения, а также представления об их пожаровзрывоопасности;
воспитательная – развитие культуры речи и письма, поведения на занятиях;
развивающая – развитие навыков учебного труда (с опорным конспектом с элементами рабочей тетради, отвечать на поставленные вопросы), развитие познавательных интересов (внимания, памяти, воображения).

Методы, применяемые на занятии: лекция с элементами эвристической беседы, опорное конспектирование.

Время: 2 часа (90 мин.)

Место проведения: Л-II.

Учебно-материальное обеспечение: мультимедийный проектор, презентация лекции, опорный конспект с элементами рабочей тетради.

Литература, использованная при подготовке лекции:

Основная

Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника и электроника: учеб. М.: Академия, 2005. 9-е изд. С. 193–232.

Дополнительная

Данилов И.А. Общая электротехника с основами электроники: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2008. С. 195-209.
Кацман М.М. Электрические машины: учеб. для учащ. электротехн. спец. техникумов. М.: Высш. шк., 1990. С. 13-83.
Электротехника и электроника: рабочая программа цикла по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность». Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2009. 25 с.

План лекции:

1.Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности курсантов (слушателей) к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие(время 5 мин.)

2. Введение (15 мин.).

Около ста тридцати лет назад это неприметное устройство позволило осуществить на практике распределение электроэнергии. Хотя современная электротехника и телекоммуникации немыслимы без него, оно остается одним из «невоспетых героев» в истории технического прогресса. Такие технические устройства, как телефон и телевизор, прочно вошли в нашу повседневную жизнь. А вот изобретение, благодаря которому мы получили доступ к электроэнергии, остается в тени, хотя играет в нашей жизни очень важную роль. Это устройство неприметно, оно не движется, работает практически бесшумно, и, как правило, скрыто от наших глаз в отдельных помещениях или в корпусе различных устройств. Речь идет о трансформаторе. Трансформатор – важный элемент многих электрических приборов и механизмов. Зарядные устройства, радиоприемники, распределительные устройства электроэнергии – всюду трудятся трансформаторы, которые понижают и повышают напряжение.

Современные трансформаторы превосходят своих предшественников, созданных к началу XX века, по мощности в 500, а по напряжению в 15 раз, их масса из расчета на единицу мощности снизилась приблизительно в 10 раз, а КПД близок к 99%.

Остановимся кратко на истории создания трансформатора:

Столетов Александр Григорьевич обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (1880-гг.);
Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей;
В 1831 г. М.Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия трансформатора, и сформулировал закон электромагнитной индукции: если замкнутый контур пронизывает переменный магнитный поток, то в нем наводится электродвижущая сила электромагнитной индукции и индуцируется ток;
В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку;
30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки;
Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон;
Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока, построил первый трёхфазный асинхронный двигатель и первый трёхфазный трансформатор;
1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод (ныне — Московский электрозавод);
В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния;
Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии прокатки и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50 %, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.

С того времени трансформаторы получили широкое применение в системах передачи и распределения электроэнергии. Известно, что передача электроэнергии на дальние расстояния осуществляется при высоком напряжении (от 110 кВ и более). При передаче электроэнергии на напряжениях повышенного класса в сети уменьшаются токи, а соответственно потери электроэнергии, стоимость вложений в строительство и эксплуатацию линий электропередачи за счет уменьшения изоляции проводов и диаметра токоведущих частей.

Получить высокое напряжение на генераторе невозможно, т.к. в его устройстве присутствуют вращающиеся части. Поэтому электроэнергия после генератора подается на трансформатор, в котором напряжение повышается до необходимого значения. Это напряжение должно быть тем выше, чем больше протяженность линии и чем больше передаваемая по ней мощность. Например, при передаче электроэнергии мощность 1 000 000 кВт на расстояние 1000 км необходимо напряжение 500 кВ. В местах распределения электроэнергии между потребителями устанавливают понижающие трансформаторы, которые понижают напряжение до требуемого значения. И наконец, в местах потребления электроэнергии напряжение еще раз понижают посредством трансформатора до 220, 380 или 660 В. При этом напряжении электроэнергия подается непосредственно потребителям – на рабочие места предприятий и в жилые помещения. Таким образом, передаваемая электроэнергия подвергается трех-, а иногда и четырехкратному трансформированию (рис. 1). Помимо этого применения трансформаторы используются в различных электроустановках (нагревательных, сварочных), устройствах автоматики и связи.

Рис. 1. Схема передачи и распределения электроэнергии

Будущим инженерам пожарной безопасности необходимо знать, что трансформатор является пожаровзрывоопасным. Практически каждый год происходят взрывы трансформаторов, зачастую приводящие к человеческим жертвам. Приведем примеры аварий, связанных с трансформаторами.

15 января 2010 г. на Кольской АЭС взорвался трансформатор. Взрыв был такой силы, что механизм разнесло в клочья, а осколки разлетелись в радиусе 80 метров, повредив другое оборудование. Были отключены 2 высоковольтные линии.

Взрыв трансформатора по причине короткого замыкания в Бангладаше 4 июня 2010 г. привел к гибели более 100 человек, среди которых много женщин и детей. Трагедия произошла в старом густонаселенном квартале, огонь очень быстро распространился на жилые дома и магазины. Борьба с пожаром осложнялась близостью домов друг к другу, горючие химтовары на прилавках пылающих магазинов усугубили ситуацию.

Взрыв трансформатора на заводе «Сибинстрем» 30 октября 2010 г. в Красноярске не привел к жертвам, но на его тушение ушло 2 часа.

13 мая 2010 г. в результате взрыва воздушно-масляной смеси взорвался трансформатор в городе Набережные Челны в помещении турбинного цеха машинного зала Нижнекамской гидроэлектростанции, в результате чего погиб начальник цеха, еще десять сотрудников пострадали.

Неисправность измерительного трансформатора напряжения привела к взрыву на распредустройстве в Казани 31 августа 2010 г., что привело к обрушению 3 стен здания распредустройства. Причина взрыва - воспламенение воздушно-масляной смеси, образовавшейся в результате выброса масла из поврежденного трансформатора.

2 июня 2011 г. произошел взрыв на АЭС во Франциинедалеко от города Трикастен.

Все вышеизложенное подтверждает вывод о том, что будущим специалистам в области пожарной безопасности необходимо знать устройство, назначение, принцип действия и основные режимы работы этого вида электрооборудования.

Вопросы лекции:

Принцип действия трансформатора.
Классификация трансформаторов.
Устройство силового трехфазного трансформатора.
Особенности трехфазных трансформаторов.