Вернуться в электронную библиотеку

О ПРОГНОЗИРОВАНИИ ЭКЗОГЕННЫХ ПОЖАРОВ ПО ДОНЕЦКОЙ ОБЛАСТИ

УДК 614.841.345
Васин А.А., Ковалев А.П., Шевченко О.А., Чурсинова А.А., Нагорный М.А.

Сборник научных трудов ДонГТУ. Серия: "электротехника и энергетика", выпуск 4: Донецк: ДонГТУ, 1999. - с. 214-216.

          По данным управления пожарной охраны Донецкой области за период 1986-1995г.г. от экзогенных источников произошло 12517 пожаров от: кабельных сетей и проводов - 6459; автоматических выключателей - 91; бытовых трансформаторов - 172; бытовых холодильников - 300; щитов со счетчиком - 570; выключателей, вилок, розеток - 232; магнитофонов и радиоприемников - 209; кондиционеров - 29; электрических плит - 717; телевизоров - 2156; электрических калориферов, каминов, вентиляторов - 567; электродвигателей - 118; электросветильников - 283; электроутюгов - 374; стиральных машин - 36; электрических звонков - 204.
          Из приведенных данных видно, что максимальное число пожаров происходит при повреждении кабельных сетей и проводов.
          Анализ интервалов времени между пожарами отдельно за каждый год наблюдения, параметры функции распределения, доверительный интервал с приведены в таблице 1.
          Таблица 1 - Результаты обработки экспериментальных данных о пожарах, происшедших в Донецкой области, начиная с 1986 г. и заканчая 1995 г.

Год Количество пожаров Средний интервал Доверительный интервал с
1986 0,0594 520 16,83 [15.25-18.41] 18,35
1987 0,06129 534 16,32 [14.80-17.83] 17,80
1988 0,06827 597 14,65 [13.43-15.83] 15,21
1989 0,06211 536 16,10 [14.64-17.53] 17,26
1990 0,07321 638 13,66 [12.50-14.82] 12,50
1991 0,07331 641 13,64 [12.55-14.73] 14,73
1992 0,081 710 12,35 [11.41 -13.29] 12,75
1993 0,07858 689 12,73 [11.70-13.75] 13,75
1994 0,09029 791 11,08 [10.27-11.88] 11,55
1995 0,09222 803 10,84 [10.08-11.61] 11,03

          Зависимость числа пожаров от года наблюдения может быть представлена уравнением регрессии вида [1]

          (1)

          где у - количество пожаров от повреждения кабельных сетей;
                х - год возникновения пожара.
         Для упрощения анализа год 1986 обозначим через 1, тогда год 1995 будет десятым годом наблюдения. Для определения коэффициентов уравнения регрессии (1) а и b использован метод наименьших квадратов. В результате получаем а=0,04982, b=485,5.
          Для определения степени соответствия количества пожаров, рассчитанных по (1) и фактического количества пожаров был рассчитан коэффициент корреляции по формуле [2]
          (2)

          где Хi – число пожаров в год, i=1,10;
                Yi – значение функции (1), где x=1,10;
                m – количество значений;
                Sx, Sy – выборочные дисперсии.
          Выборочные дисперсии определялись по следующим формулам

          (3)
          (4)

          Полученное знамение коэффициента корреляции r - 95,52% показывает, что существует тесная связь между вычисленными и фактическими количествами пожаров (на уровне значимости 0.999).
          Использование уравнения регрессии дает возможность сделать прогноз на следующий период 1996-2000гг. При этом года наблюдения 1996, 1997, 1998, 1999, 2000 будут входить в (1) соответственно как 11, 12, 13, 14, 15. Количественные характеристики прогноза представлены в таблице 2.
          Таблица 2 - Прогноз количества пожаров от кабеля или провода на 1996-2000гг.

Год 1996 1997 1998 1999 2000
Предполагаемое
количество
пожаров 		840 883 928 975 1025

          Из табл. 2 видно, что если не вводить никакие кардинальные технические решения, то число пожаров по сравнению с 1986г. возрастет в 2000г. в 1,97 раз.


          Для снижения числа, пожаров предлагается использовать устройство защитного отключения (УЗО) совместно с дополнительным реле 2 (рис.1), которое обеспечивает отключение питания при появлении в зоне зашиты (линия, электроприемник) дуговых замыканий через большое переходное сопротивление, а также в случае ослабления контактных соединений (интенсивное искрение).
          Схема защиты однофазных сетей изображена на рис. 1а. Традиционное УЗО содержит трансформатор тока ТА и реле 1. Это устройство обеспечивает отключение нагрузки при появлении утечки тока фазы на контур заземления порядка 10мА. При появлении тока между фазой и нулем (К1), вплоть до значения тока КЗ, УЗО не сработает, т.к. сумма токов в окне ТА будет равна нулю. Если в точке К1 появляется луговое замыкание через большое переходное сопротивление (ток дуги меньше тока уставки автомата), то автоматический выключатель и реле 1 не реагируют. Для того, чтобы прервать подобный режим схема оснащена дополнительным источником информации (TAV) наличия в фазном проводе определенного спектра ВЧ компонентов, на которые реагирует реле 2 и отключает автоматический выключатель. Аналогичная реакция реле 2 будет наблюдаться и при ослабленных контактных соединениях силовой цепи, т.к. при этом появляется искрение, сопровождающееся циркуляцией ВЧ токов в окне датчика ТАV.
          Схема защиты трехфазных линий изображена на рис. 1б и отличается лишь введением второго датчика токов ВЧ ТАV1 и TAV2 . В функциональном отношении эта схема не имеет отличий от предыдущей. Реле 1 peaгиpyет на ток утечки любой из фаз на контур заземления; реле 2 реагирует на дуговые замыкания фаз через большие переходные сопротивления и в случае ослабления контактных соединений.
          Выводы.
          1. Прогноз пожаров на 2000 г. показал, что если не разрабатывать организационные и технические мероприятия по снижению количества пожаров в единицу времени, то число пожаров по сравнению с 1986 г. увеличится почти в 2 раза.
          2. Одним из способов уменьшения числа пожаров является использование УЗО с установкой дополнительного устройства, выполненного для однофазной сети TAV и трехфазной TAV1.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализы и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. – 288с.

2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. – 576с.

Вернуться в электронную библиотеку