Инновационные технологии профилактики пожаров в электрических сетях
Аннотация
Рассматриваются основные проблемы возникновения пожаров на различных объектах из-за перепадов напряжения электрической сети, современные технические способы защиты электрооборудования от перепадов напряжения электрической сети и предлагается разработать устройство, позволяющее коренным образом решить эту проблему.
Ключевые слова: Перепады напряжения, электрическая сеть, пожар, устройство.
05.23.17 - Строительная механика
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Ежегодный анализ причин пожаров на промышленных сооружениях, в жилых и общественных зданиях, проводимый специалистами ФГУ ВНИИПО МЧС России, свидетельствует о том [1], что более 20% от общего числа пожаров возникает в результате нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования. При этом свыше 70% пожаров в электрических сетях зданий приходится ежегодно на жилой сектор. Детальный анализ непосредственных причин возникновения пожаров в электрических сетях показывает, что основной причиной возникновения таких пожаров являются перепады электрического напряжения.
Причины такого состояния дел обусловлены следующими факторами:
- низким качеством электроэнергии;
- недостаточным качеством монтажа элементов систем электроснабжения жилых и общественных зданий;
- неправильно проведёнными монтажными мероприятиями по обслуживанию электрических сетей;
- процессами коммутации мощных потребителей в электрических сетях;
- нарушениями в местах присоединения нулевого рабочего проводника в трёхфазной сети, что приводит к фазным перенапряжениям;
- перемыканием проводов линий электропередачи в результате стихийных бедствий и аварий;
- нарушениями правил устройства и эксплуатации электрооборудования;
- физическим и моральным износом систем электроснабжения;
- возрастанием сложности эксплуатации систем электроснабжения;
- человеческим фактором и другими причинами.
Наиболее актуален вопрос снижения пожарной опасности электрических сетей в многоэтажных зданиях. Это обусловлено более сложной системой электроснабжения, массовым пребыванием людей, масштабностью строительных конструкций, разнообразием электрических приборов и оборудования в этих зданиях.
Современное развитие электротехники приводит к значительному увеличению количества и номенклатуры электрических приборов и радиоэлектронной аппаратуры, используемых в жилых и общественных зданиях. Большинство из этих приборов постоянно включены в электрическую сеть и, оказавшись без надзора, из-за перепадов напряжения электрической сети могут загореться и стать причиной пожара.
Неблагоприятная ситуация складывается с уже эксплуатирующимися электроустановочными изделиями и автоматами защиты.
В настоящее время [2] в электрических сетях жилых и общественных зданий повсеместно используется целый ряд устройств защиты электроприборов и человека от аварийных ситуаций в электрических сетях. При этом, в соответствии с нормативными документами, в настоящее время обязательными к установке в жилых и общественных зданиях являются вторичные устройства защиты и устройства защиты человека от поражения электрическим током. Все эти устройства объединяет одно – они включаются в работу тогда, когда аварийная ситуация в электрической сети уже возникла. Первичные же устройства защиты, призванные не допустить в сети ситуацию, в которой потребовалось бы включение в работу вторичных средств защиты и защищающие помимо электроприборов и электропроводки сами эти вторичные средства защиты, незаслуженно забыты, так как не являются обязательными к установке.
Наиболее распространёнными из вторичных устройств защиты, устанавливаемых в электрических сетях, являются автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), стабилизаторы напряжения сети, электрические фильтры. Все эти устройства объединяет одно: они не обеспечивают первичную защиту электрооборудования от выхода из строя и возможного возгорания в результате импульсного или плавного выхода параметров напряжения питающей электросети за пределы установленных допусков.
Единственным разумным решением в сложившейся ситуации является оперативное отключение электроприборов от сети в моменты появления значений напряжения электросети, выходящих за пределы, установленные нормативными документами, и автоматическое подключение электроприборов к сети после восстановления её параметров, а время подключения, при этом, должно выбираться с учётом специфики конструкции отдельных конкретных электроприборов.
Существует целый ряд отечественных и зарубежных устройств для защиты электроприборов от перепадов напряжения в питающей электрической сети [3] в виде реле контроля напряжения или автоматов защиты от перенапряжений. Указанные устройства имеют ряд недостатков, затрудняющих их повсеместное использование и резко снижающих их эффективность. При этом, наиболее существенными из недостатков являются:
-приблизительно установленный и, как правило, только верхний порог срабатывания;
-жёсткий алгоритм работы;
-относительно большое время срабатывания (от 0,1 секунды и более), что не обеспечивает защиту от импульсных перепадов напряжения электросети;
-относительно малый ток коммутации (обеспечивается защита только одного электроприбора);
-у большинства изделий присутствует необходимость подключения сети вручную человеком после их срабатывания.
В соответствии с планом НИР кафедры электротехники и автоматики РГСУ «Совершенствование электрооборудования электротехнологий систем автоматики в строительном комплексе» выделен раздел по системам и устройствам автоматической защиты (АЗУ) электрооборудования от перепадов напряжения электрической сети строительных площадок, заводов КСМ, ПСМ и т.д., промышленных и бытовых зданий и сооружений.
Предполагаемые преимущества разрабатываемого устройства от перепадов напряжения электрической сети:
- полностью обеспечивается защита электрооборудования и электропроводки от перепадов напряжения электрической сети:
- малое время срабатывания ( менее 0,01с );
- гибкий алгоритм функционирования;
- возможности оперативной и точной установки в широких пределах верхнего и нижнего порогов защитного отключения;
- большой ток коммутации ( не менее 60А);
- отсутствие паразитных электромагнитных излучений;
- защита от токовой перегрузки;
- защита от искрения контактов.
Исполнительная схема монтажа АЗУ представлена на рис.1
Литература
-
Боков Г.В., Прыгунов А.Г. Тезисы доклада на Ш международной научно-практической конференции «безопасность в электроэнергетике России» 24 октября 2007 года, Москва, ВВЦ.
-
Кононенко В.В., В.И. Мишкович, В.В. Муханов. Электротехника и электроника. Учебное пособие для вузов. Под ред. Кононенко В.В. Издание 6. «Феникс», 2010, г. Ростов-на-Дону.
-
Кононенко В.В., В.И. Мишкович, В.В. Муханов. Практикум по электротехнике и электронике. Учебное пособие для вузов. Под ред. Кононенко В.В. «Феникс», 2007, г. Ростов-на-Дону.