Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Забезпечення пожежної безпеки є однією з найважливіших задач охорони праці.

Поняття пожежна безпека означає такий стан об'єкта, при якому виключається можливість пожежі, а в разі його виникнення запобігається вплив на людей небезпечних факторів пожежі і забезпечується захист матеріальних цінностей.

Для людей становлять небезпеку наступні основні фактори пожежі: відкритий вогонь, іскри, підвищена температура повітря і навколишніх предметів, токсичні продукти горіння, дим.

Досягненню пожежної безпеки сприяють:

– нормативне правове регулювання і здійснення державних заходів у галузі пожежної безпеки;

– розробка і здійснення заходів пожежної безпеки;

– виробництво пожежно-технічної продукції;

– облік пожеж та їх наслідків;

– здійснення Державного пожежного нагляду (ДПН) та інших контрольних функцій щодо забезпечення пожежної безпеки;

– науково-технічне забезпечення пожежної безпеки.

1. Актуальність теми

Чинні нормативні документи, зокрема, ПУЕ, відомчі норми та правила не завжди дозволяють об'єктивно оцінити небезпеку загоряння в електричних мережах житлових і громадських будівель. Електротехнічні вироби (кабелі, шнури, проводи й ін.) Належать до найбільш пожежонебезпечним видам продукції, оскільки в їх конструкції використовуються горючі електроізоляційні матеріали. При пошкодженні таких виробів, які перебувають під напругою можуть виникати джерела ініціювання пожеж (іскри, електричні дуги, розбризкування розплавлених металевих частинок).

За даними МНС на території Донецька за 2016 р відбулося 5513 пожеж, що на 12,6% більше, ніж за 2015 м Із загальної кількості пожеж 11,1% загорянь сталося внаслідок порушення правил пожежної безпеки при влаштуванні та експлуатації електроустановок. При цьому від теплових проявів електричного струму (короткі замикання, ослаблені і небезпечно нагріті контактні з'єднання, перевантаження) відбулося 125 пожеж, з них від пошкодження кабельних мереж і проводів – 65.

Наведені дані свідчать про те, що оцінка рівня пожежної безпеки приміщень при пошкодженнях в електричній мережі є важливим завданням. Для цього також необхідно удосконалення методів обліку пожеж та загорянь, що сталися від пошкоджень електрообладнання та електропроводки.

2. Опис процесу формування пожежі в приміщеннях від пошкодження в електричній провідникової мережі.

Проведення приміщень житлових і громадських будівель виконуються, як правило, ізольованими алюмінієвими установочними проводами всіх перерізів, а також неброньованими силовими кабелями з гумовою або пластмасовою ізоляцією в металевій, гумової або пластикової оболонці перетином до 16 мм2 включно. [1]

При КЗ в точці дотику струмоведучих жил між собою утворюється контакт з великим перехідним опором. Процес утворення загоряння при експлуатації електрообладнання представимо що відбувається за такою схемою. Сталося КЗ в проводці; відмовив в спрацьовуванні найближчий до місця КЗ захисний комутаційний апарат (автоматичний вимикач, запобіжник), через який пройшов наскрізний аварійний струм, пошкоджену ділянку мережі відключився з витримкою часу резервним захисним комутаційним апаратом, що забезпечує поздовжнє резервування, або в місці короткого замикання відбувалося перегорання провідників, при цьому захисту від коротких замикань не спрацьовували.

За час відключення струму КЗ резервної захистом (або вигоряння частини провідника в місці КЗ) спостерігалося прогорание матеріалу поверхні на глибину закладки кабелю (провідників). З утворився отвори назовні (в приміщення) відбувалося розбризкування розплавленого металу, з якого виготовлений провідник, і в приміщеннях в більшості випадків спостерігалося загоряння паперових або матер'яних шпалер, килимів, дерев'яних панелей і т.д. Причиною утворення частинок металу в зоні короткого замикання є електричний вибух рідкої перемички, що утворилася в результаті розплавлення провідникових матеріалів під дією електричної дуги в місці їх торкання. [2]

Руйнування перемички призводить до утворення ударної хвилі, розбризкує рідкий метал, після чого що виникає дуговий розряд з температурою дуги 3000-6000С в зоні каналу викликає газодинамический удар, який і повідомляє прискорення частинок металу [3]. Займання горючих матеріалів може статися під час перебування їх на відстані від місця виникнення КЗ.

Захист чотирьох провідних електричних мереж від КЗ і перевантаження здійснюється широко вживаними автоматичними вимикачами, які випускаються в однофазному або трифазному виконанні.

В ряді випадків дугові короткі замиканню не відключаються апаратами захисту. причинами неспрацьовування існуючих захисних пристроїв є значне зниження струмів короткого замикання через що обмежує дії електричної дуги. Опір дуги в апаратах може змінюватися в межах від 0,075 до 0,5 Ом, а для кабелів і проводів 0,05-4,0 Ом. Величина струму в дузі іноді не досягає значення уставок струму відключення внаслідок переривчастого характеру горіння дуги, при якому час безперервного проходження струму становить 0,05-0,04 сек, тобто найчастіше менше, ніж потрібно для спрацьовування захисту і тим більше для перегорання плавкої вставки. [4]

Існують пожежонебезпечні нестаціонарні режими електричної мережі, ліквідувати які за допомогою відомих пристроїв захисту (автоматичні вимикачі, УЗО) не представляється можливим. До таких режимам можна віднести інтенсивне іскріння в ослаблених (окислених) контактних з'єднаннях мережі, режим дугового замикання через велике перехідний опір між фазним і нульовим робочим провідниками. Нечутливість УЗО з таким режимам обумовлена тим, що сума струмів у вікні диференціального трансформатора струму буде дорівнює нулю.

Основною частиною електротехнічних пристроїв і апаратів є контактні з'єднання, від технічного стану яких залежить не тільки їх нормальне функціонування, але і пожежна безпека об'єкта.

Аналіз пожеж від електричних джерел показав, що в 84% вони виникають через ослаблених і небезпечно нагрітих силових контактів в електропроводці. Нагрівання електричних контактів обумовлюється існуванням перехідного опору між контактіруемие поверхнями. Кількість теплоти, виділяється в контактному з'єднанні, залежить від стану конструкції його контактуючих поверхонь і надійності їх кріплення. В процесі експлуатації з плином часу в контактних з'єднаннях (розетки, штепселя, щити та ін.) утворюється окисна плівка і зростає перехідний опір з'єднання і, як наслідок, його перегрів. Перегрів, в свою чергу, викликає прискорене зростання окисів плівки, яка ще більше збільшує перехідний опір і перегрів в місці контакту. У порівняно короткий час кількість контактних точок в з'єднанні зменшується, щільність струму зростає і виникає іскріння (Дугообразованіе) на контактному з'єднанні, в результаті чого воно розігрівається до температури займання ізоляції, що призводить до займання ізоляції.

Запобігання пожеж і загорянь від нагрівання контактних з'єднань досягається контролем падіння напруги на контактах, т.е. вибором оптимальних з точки зору безпеки термінів профілактики контактних з'єднань з тим, щоб забезпечувався нормований рівень пожежної безпеки [6] або розробкою нового виду захисту, яка б реагувала на появи між контактуючими поверхнями дугових розрядів.

3. Моделювання процесу загоряння в житлових і громадських приміщеннях.

В роботі процес формування загорянь в мережах 380/220В з глухозаземленою нейтраллю, що живлять електроприймачі приміщень, представлений, як збіг у просторі і часі двох випадкових подій: пошкодження мережі, що захищається (короткі замикання в провіднику або неприпустимий з точки зору займання ізоляції перевантаження лінії) при якому дія захистів обов'язково; відмова в спрацьовуванні основного захисного комутаційного апарату. [7]

На основі марковських випадкових процесів розроблена математична модель, що пояснює процеси формування пожежі при експлуатації електричної мережі приміщень і розраховані такі характеристики для випадку, коли захисний комутаційний апарат не обслуговується в процесі експлуатації

Середній час до першої пожежі

– середній інтервал часу між появами коротких замикань в мережі, що захищається;

– середній час існування короткого замикання (середній час спрацьовування захисту);

– середній час між відмовами в спрацьовуванні захисного комутаційного апарату;

– середній час перебування захисного комутаційного апарату в невиявлення відмовив стані. [8]

Дисперсія часу до першої пожежі :

Імовірність безпечної роботи мережі квартири протягом часу

[4]

В тому випадку, коли , тоді

В роботі отримані і використані формули для визначення , і для випадку коли У тому випадку, коли – інтервал часу між перевірками системи відключення захисного комутаційного апарату, при якому забезпечується нормований рівень пожежної безпеки, інтенсивність пожеж визначається наступним чином:

Використовуючи розроблену в роботі математичну модель, визначена інтенсивність пожеж в розглянутому приміщенні від коротких замикань в проводах, розетках, вилках і вимикачах. Це значення порівнюється з довірчим інтервал, отриманим при обробці статистичних даних з довірчою ймовірністю .

Для з'ясування впливу пристрою захисного відключення (УЗО) на пожежну безпеку мережі електропостачання будівель запропонована математична модель, згідно з якою ймовірність знаходження системи в кожному з можливих станів протягом часу визначається з наступної системи рівнянь. [9]

(анімація: 9 кадрів, завжди повторюється, 61,7 кілобайт)

де

– середній інтервал часу між відмовами ПЗВ;

– середній час перебування УЗО в невиявлення відмовив стані.

Система рівнянь повинна бути вирішена при початкових умовах: , які випливають із зроблених припущень про те, що в початковий момент часу засоби захисту (максимальна струмовий захист і УЗО) знаходяться в справному стані, в мережі, яка живить споживачі приміщення, короткого замикання не спостерігається. Рішення системи лінійних диференціальних рівнянь знаходиться чисельними методами.

Пожежа в системі відбувається в момент попадання її в поглинаючий стан.

Для мережі забезпеченою ПЗВ отримані системи лінійних алгебраїчних рівнянь, з яких визначаються середній час до першої пожежі і дисперсія цього часу Для випадку, коли ( – інтервал часу між перевірками ПЗВ) визначається за формулою:  

В тому випадку, коли ймовірність пожеж знаходиться по формулі:

Висновки

Дана магістерська робота виконується з метою оцінки рівня пожежної безпеки приміщення, в якому виконаний розрахунок системи внутрішнього електропостачання. також буде розглянуто вплив параметрів обраного електрообладнання на інтенсивність появи загоряння від пошкоджень в електричній проводці.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена, термін завершення – червні 2018 р. Представлений реферат носить оглядовий характер, подальша робота буде спрямована на розрахунки і доопрацювання отриманих результатів.

Список джерел

  1. Правила улаштування електроустановок / Міненерго СРСР.- М .: Вища школа, 1986. – 640 с.
  2. Пашкевич І.Р., Дєєв Г.Ф. Поверхневі явища в зварювальних процесах. – М .: Металургія, 1974. – 122 с.
  3. А.А. Александров, Г.І. Смелков, В.А. Пєхотін і ін. Характер освіти пожежонебезпечних частинок металу при коротких замиканнях // Промислова енергетика. – 1997. – № 2. – С. 45 – 46.
  4. Забираючи А.С. Пожежна небезпека коротких замикань. – М .: Стройиздат, 1980. – 136 с.
  5. Смелков Г.І. Пожежна небезпека електропроводок при аварійних режимах. – М: Вища школа, 1984. – 184 с. с.
  6. Ковальов О.П. Про проблеми оцінки безпеки електротехнічних об'єктів // Електрика. – 1991. – №8. –; С.50 – 55.
  7. Ковальов О.П., Співаковський О.В., Чурсінова А.А., Шевченко О.А., Колесник Л.І., Нагорний М.А. Оцінка рівня безпеки технологічних об'єктів // Вибухозахищене електрообладнання: Зб. наук. праць УкрНДІВЕ. – Донецьк, 1998. – С.177-180
  8. Ковальов О.П., Шевченко О.А., Журавель О.О., Нагорний М.А. Вибір надійності комутаційного апарату, що забезпечує пожежну безпеку шахтної мережі електропостачання // Вибухозахищене електрообладнання: Зб. науч. тр. УкрНДІВЕ. – Донецьк: ТОВ "Юго-Восток, ЛТД". – 2002. – С. 161 – 164
  9. Шевченко О.А. Про вплив пристроїв захисного відключення на пожежну безпеку мережі 380 / 220В житлових квартирах // Зб. наук. праць ДонНТУ. серія: "Електротехніка и енергетика". Випуск 50. – Донецьк: ДонНТУ, 2002. – С. 141–143.