Перевантаження електротехнічного виробу – перевищення фактичного значення потужності або струму електротехнічного виробу (пристою) над номінальним значенням. Надструм в електротехнічному виробі – струм, значення якого перевищує найбільше робоче значення струму електротехнічного виробу (пристою). Перенапруга в електротехнічному виробі – напруга між двома точками електротехнічного виробу (пристою), значення якої перевищує найбільше робоче значення напруги.
Джерела запалювання електромагнітного походження (іскровий, дуговий, коронний, китицевий розряди тощо) проаналізовані на початку розділу.
В умовах нормальної роботи електроустановок відповідно до їхнього функціонального призначення джерелами запалювання найчастіше виступають такі з них:
електрична дуга, яка є елементом технологічного процесу установки (в електрозварювальних агрегатах, у плавильних електропечах, в кінопроекційних апаратах тощо)
теплота нагрівальних елементів виробничих та побутових електротермічних установок та приладів (тени, спіралі тощо);
теплота нагрітих поверхонь колб різних світильників, а також джерел випромінювання інфрачервоного та ультрафіолетового спектру у відповідних установках;
теплота магнітопроводів електричних машин і апаратів, які нагріваються змінними магнітними потоками;
бризки розжареного чи розплавленого металу, які утворюються під час зварювання (частинки електродів та зварювальних деталей);
розжарені та розплавлені частинки металу, що утворюються під час спрацювання апаратів захисту (плавких і автоматичних запобіжників, теплових реле тощо).
Порушення нормальних умов роботи електроустановок наступають під час їхніх аварій та пошкоджень і внаслідок невиконання технологічних регламентів та помилкових дій людини. Аварії та пошкодження часто супроводжуються виникненням електричних розрядів, а невиконання технологічних регламентів найчастіше призводить до перевантажень та зумовлених ними перегрівань, тоді як помилки обслуговуючого персоналу – до першого та другого наслідку.
До найбільш характерних джерел запалювання, що проявляються в умовах порушень нормальної роботи електроустановок, належать такі з них:
електрична дуга, яка виникає в наслідок дотикання струмопровідних частин електроустановки або порушення ізоляції між ними (коротке замикання);
електрична дуга та іскри під час теплового чи електричного пробиття ізоляції;
іскри та теплота в місцях нещільного контакту в з’єднаннях елементів електроустановок;
іскри та дуги під час розрядів статичної електрики;
іскри в разі витоку струму на конструкції будівель та споруд (китицевий розряд);
теплота від жил провідників (проводів, шнурів, кабелів), які нагріваються до високої температури внаслідок електричного перевантаження чи коротких замикань;
теплота від магнітопроводів електричних машин і апаратів, які нагріваються до високої температури під дією вихрових струменів та перемагнічення;
бризки розплавленого металу, які утворюються електричною дугою при коротких замиканнях у мережах;
частинки розжарених спіралей та розплавлених мідно-нікелевих тримачів цих спіралей під час розтріскування колб ламп розжарювання.
Перераховані джерела запалювання першого та другого виду реалізуються, переважно, поодиноко, але можуть і накладатися в часі.
До третього виду джерел запалювання, пов’язаних з блискавкою, належать такі з них:
прямий удар блискавки в об’єкт, який відзначається надвисокими струмами (до 200 кА) та сильною термічною дією;
розряд кульової блискавки;
електричний розряд (іскра) між елементами конструкції об’єкта, зумовлений електростатичною індукцією в атмосфері;
електричний розряд (іскра) між елементами конструкції об’єкта, зумовлений електромагнітною індукцією в атмосфері;
електричний розряд (іскра) між елементами конструкції об’єкта зумовлений занесенням високих потенціалів під час ураження блискавкою різних надземних чи підземних комунікацій.
Горюче середовище. Як уже було відзначено, горюче середовище може знаходитися всередині та ззовні електроустановок. Внутрішнє горюче середовище утворюють елементи конструкції електроустановки та технологічні заповнювачі її порожнин. До них належать такі тверді та м’які матеріали, рідини і гази:
ізоляція обмоток електричних машин і трансформаторів (кабельний папір, бавовняна тканина та волокна, просочені кабельною або трансформаторною оливою тощо);
кріпильні вироби з твердого ізоляційного матеріалу (дерев’яні клинці в пазах, дерев’яні ярма, картонні прокладки, пластмасові циліндри та інше);
ізоляція та захисні оболонки (паперова, гумова, поліхлорвінілова, поліетиленова тощо) кабелів, проводів силових та освітлювальних електропроводок; у мережах вимірювання, сигналізації, захисту і автоматики системи диспетчерського пульту та щитів керування;
зовнішнє покриття кабелів (бавовняне прядиво, просочене бітумним складником);
олива в системах охолодження трансформаторів та потужних генераторів; у системах змащування опорних підшипників турбін, генераторів та компенсаторів;
в оливоначинених електричних апаратах (вимикачах, реакторах); кабелях та в обладнанні, призначеному для підтримання її присутності в кабелях;
суміші водню з киснем повітря, які можуть утворюватися всередині електричної машини в разі проникнення повітря в її систему водневого охолодження, а також у приміщенні машзалу в разі витоку водню із системи водневого охолодження.
Горючі середовища ззовні електроустановок в системах виробництва, передачі та розподілу електроенергії зустрічаються мало. Це може бути просочене оливою обтиральне ганчір’я, забуте в зонах роботи ремонтного та
обслуговуючого персоналу, конструктивні елементи будівель ПС та РУ, витоки оливи через тріщини корпусів та ввідних ізоляторів електричних апаратів, поодинокі горючі нагромадження вздовж траси повітряних ЛЕП тощо. Проте такі горючі середовища, запалюючись приносять шкоду не так довкіллю, як самим електроустановкам.
Наявність горючих середовищ ззовні електроустановок більше властива для електроустановок споживачів електроенергії. Так електродвигуни та інші електроприймачі промислового призначення встановлюються у виробничих приміщеннях, де наявні горючі конструкції будівель, горючі матеріали, сировина, продукція, відходи виробництва (пил, волокна тощо). Можуть бути присутні також вибухонебезпечні поєднання парів легкозаймистої рідини, горючих газів та пилу з повітрям. Загоряння самих електроустановок у таких випадках може призвести не лише до пожежі, але й до вибухів у приміщеннях, де вони встановлені. Нанесені при цьому збитки можуть у багато разів перевищити збитки лише від втрати електроустановок. Тому питанням відвернення запалювань горючих середовищ електроустановками споживачів електроенергії буде приділена значна увага в подальшому викладі.
Загальна оцінка пожеж в електроустановках. Електроустановки можна вважати основним об’єктом та основною причиною виникання пожеж. Якщо всі пожежі прийняти за 100%, то пожежі від електроустановок в цілому по країні становлять 28%, а в деяких галузях промисловості їхня частка досягає 38%.
Кількість пожеж від електроустановок у житлових будинках становить 32%, а у приватних будівлях досягає 70%.
На певні висновки стосовно пожеж в електроустановках наводить аналіз статистики причин виникнення пожеж в електроустановках (табл.2.1) та відносної кількості пожеж у різних видах електрообладнання (табл.2.2).
Таблиця 2.1 Причини виникнення пожеж в електроустановках
Джерело запалювання, яке спричинило виникнення пожежі
Кількість пожеж, %
Короткі замикання в електричних мережах, машинах, апаратах Перевантаження проводів, кабелів, обмоток машин, апаратів
Перегрівання горючих матеріалів та предметів, що знаходяться поблизу залишених без догляду електронагрівальних приладів
Іскріння та електрична дуга
Утворення великих перехідних опорів
Нагрівання конструкцій в умовах виносу на них напруги
43,5 12,0 33,5 3,5 4,5 3,0
Таблиця 2.2 Відносна кількість пожеж у різних видах електрообладнання
Вид електроустановки
Кількість пожеж, % Електропроводки
Електронагрівні прилади Електродвигуни
Світильники та лампи розжарення Радіоприймачі
Апарати керування Кабельні лінії
Силові трансформатори Інші види електроустановок
41 25 7,0 4,5 3,5 3,0 2,0 1,0 13 Аналіз наведених у табл.2.1 і табл.2.2 даних показує, що основними причинами пожеж в електроустановках є короткі замикання і запалювання близько розміщених предметів електронагрівальними приладами, тобто фактично – несправності електроустановок, які призводять до виникання коротких замикань, і порушень протипожежного режиму людьми.