ОЦЕНКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ УКРАИНЫКовалев А.П., Шевченко О.А., Якимишина В.В., Пинчук О.Г. Вісник Кременчугського держ. політехн. університета, 2004, вип. 2/2004(25)   Введение. Анализ пожаров, произошедших от повреждения электрооборудования и отказа в срабатывании
соответствующих средств защиты, показал: на тепловых электростанциях произошло 52 %; на подстанциях – 43 %; на
гидроэлектростанциях – 5 % от общего числа пожаров, произошедших по другим причинам, не связанным с электрическим
током. Число пожаров, произошедших по вине электрических машин, составило 16 % [1].
Таблица 1 – Распределение превышения установившихся температур лобовой части обмотки статора при различных уровнях несимметрии питающего напряжения
Рост температур обмоток существенно влияет
на срок службы изоляционных материалов. При работе АД в номинальном режиме срок службы изоляционного материала
составляет в среднем 10 лет. Используя данные табл.1, был произведен расчет сроков службы АД при различных значениях
несимметрии питающего напряжения по методике [5]. При уровне несимметрии K2U = 4 % срок службы изоляционного материала
снижается в 1,7 раза по сравнению с номинальным, а при K2U = 10 % - более чем в 15 раз. При работе двигателя с
K2U = 20 % остаточный срок службы изоляции составил 3,2 часа.
  Система уравнений (1) решается при начальных условиях:   Решение системы линейных дифференциальных уравнений будем искать в виде [7]: где Р(0) = (1,0,…,0) – вектор-строка, содержащий начальные условия; P(t) = [P1(t)]8i=1 - вектор-строка.
Здесь - средний интервал времени между появлениями обрыва фазы АД и средняя длительность существования данного режима работы; - средний интервал времени между отказами средств защиты (релейная защита) и средняя длительность нахождения их в отказавшем состоянии; - средний интервал времени между появлениями горючего материала на корпусах АД и средняя длительность нахождения горючего материала (пыли) на корпусах АД. Среднее время до первого пожара находим из системы уравнений: В тех случаях, когда , тогда из системы (4) находим - среднее время до первого пожара, если в начальный момент времени все элементы системы находились в безопасном состоянии. В практических случаях почти всегда соблюдаются следующие соотношения: d2 >> d1 и d3 >> d1, тогда формулу для нахождения можно представить в виде: Если заданы интервал времени между проверками наличия горючей пыли на корпусах АД, эксплуатирующихся в цехе, и интервал времени между проверками работоспособности системы отключения защитных коммутационных аппаратов, тогда и можно найти из формулы (7): При выполнении условий , из приведенной выше формулы находим: Подставляя формулы (8) и (9) в формулу (6), находим:
Дисперсия времени до первого пожара определяется из системы уравнений (11), записанных в матричном виде. В том случае, если , вероятность пожара в цехе от эксплуатации АД можно определить следующим образом: Пример 1. При наблюдении в течение Т = 8760 ч за электрооборудованием одного из пожароопасных цехов были получены следующие исходные данные: ч. – средний интервал времени
между появлениями обрыва фазы в рассматриваемой сети, питающей АД;
Определить вероятность пожаров в течение t = 8760 ч. при эксплуатации в цехе АД и сравнить полученный результат с нормируемой ГОСТ 12.1.004-91 величиной Q0(8760)=1*10-6. Решение. Используя исходные данные примера, находим и . Подставляя полученные данные в системы уравнений (4), (11), определим среднее время до первого пожара и дисперсию времени . Получили, что . Тогда вероятность пожара в цехе от эксплуатации АД определяем по приближенной формуле (12) Q(8760) = 5,619*10-4. Используя систему уравнений (1), с помощью ЭВМ находим P8(8760) = Q(8760) = 4,42*10-4. Сравнение полученного результата с нормируемой величиной Q0(8760)=1*10-6 показало, что в данном случае пожарная цеха при эксплуатации не обеспечивается. Пример 2.
Используя исходные данные примера 1, определить, через какое время    необходимо
проверять наличие горючего материала на корпусах АД, чтобы вероятность пожаров от их эксплуатации была на
уровне ГОСТ 12.1.004-91, т.е. Q0(8760)=1*10-6.
Следовательно, если проверять наличие горючего материала (пыли) на корпусах АД через каждые 7 часов, то нормируемый уровень пожаробезопасности при эксплуатации АД будет обеспечен. ЛИТЕРАТУРА1. Кашолкин Б.И., Мешалкин Е.А. Тушение пожаров в электроустановках. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 112 с. 2. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. –248 с. 3. Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г., Висящев А.А. Математические модели и анализ неполнофазных режимов ЛЭП. – Техническая электродинамика, 1985, №4. – с. 24 – 27. 4. Шевченко О.А., Якимишина В.В., Пинчук О.Г. О пожарной опасности асинхронных электродвигателей, эксплуатирующихся на промышленных предприятиях. Наукові праці ДонНТУ. Серія «Електротехніка і енергетика», випуск 67. Донецк: ДонНТУ, 20003 – с. 65 – 68. 5. Федоров М.М., Денник В.Ф., Корощенко А.В. Исследование температур узлов асинхронного двигателя при несимметрии питающих напряжений. – Электротехника, // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. Электротехника и энергетика. – Донецк – 1999. – Вып. 4. – с. 138 – 141. 6. Ковалев А.П. О проблемах оценки безопасности электротехнических объектов. – Электричество. – 1991, № 8, с. 50 – 55. 7. Тихонов В.И., Миронов В.А. Марковские процессы. – М.: Советское радио, 1977. – 340 с. 8. Ковалев А.П. Оценка степени риска поражения человека электрическим током при эксплуатации оборудования в подземных выработках угольных шахт. – Промышленная энергетика.– 1992, №2, с.42-45. |