ФГБОУ ВПО Ивановский институт ГПС МЧС России»

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

УНК «Государственный надзор»

Кафедра государственного надзора

Утверждаю

Заместитель начальника кафедры

государственного надзора

(в составе УНК «ГН»)

полковник внутренней службы

Карасев Е.В.

«___» __________ 2014 года

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ПРОВЕДЕНИЯ СЕМИНАРСКОГО ЗАНЯТИЯ

Специальность 280104.65 «Пожарная безопасность»

по учебной дисциплине «Расследование и экспертиза пожаров»

Тема № 9 Экспертные версии о причине пожара

Занятие 9/3 Версия о причине пожара электротехнического характера

Учебная группа: 411-414

Обсуждена на заседании методической секции

Протокол № __ от «___» __________ 2014 г.

I. Цели и задачи занятия

Цель обучения: обеспечить усвоение курсантами порядок выдвижения версий о причине пожара от аварийных режимов работы электросетей и установок и бытовых нагревательных электроприборов..

Цель воспитания: дать представление о возможностях пожарной криминалистики в вопросах установления «электротехнической причины пожара», повышение уровня общеобразовательной культуры обучаемых, развитие их творческого мышления, уяснения ими сущности имеющих место тенденций в развитии современной науки.

Цель развития: развить умения применять знания на практике, выделять из потока информации главное, составлять тезисы, вести конспект, развитие самостоятельности.

II. План проведения и расчет учебного времени

Содержание и порядок проведения занятия	Время, мин
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Учебные вопросы Версия о причине пожара от аварийных режимов работы электросетей и установок. Версия о причине пожара от бытовых нагревательных электроприборов. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ	5 75 35 40 5 5

III. Учебно-материальное обеспечение

Мультимедийная установка;

Методические рекомендации «Осмотр места пожара»;

Презентационные материалы.

IV. Методические материалы к проведению семинарского занятия

Учебные вопросы

Вопрос 1. Версия о причине пожара от аварийных режимов работы электросетей и установок.

Так называемые «электротехнические» версии (версии о причастности к пожару электротехнических приборов, электропроводок и устройств) необходимо обязательно рассматривать, если в очаговой зоне имелось электрооборудование, а электросеть была под напряжением. Это связано с тем, что электрооборудование, как правило, представляет реальную пожарную опасность, и выявить или исключить его причастность к возникновению пожара следует непременно.

Г.И. Смелков в одной из своих публикаций отмечал, что потенциально пожароопасными следует считать любые электроустановки мощностью более 15 Вт.

Отработка электротехнических версий предусматривает, как уже отмечалось, тщательное исследование всех участков электросети от силового трансформатора до конечного потребителя, независимо от размеров зоны горения.

Начинать следует с осмотра аппаратов защиты электросети.

Как известно, защита электросетей и электропотребителей осуществляется аппаратами двух типов - автоматическими выключателями (автоматами) и плавкими предохранителями.

Автоматические выключатели (автоматы)

Наиболее часто на пожаре дознавателю встречаются автоматы электрозащиты типа А-3160, а также автоматы серий АП, АЕ. Они могут иметь тепловой расцепитель (обозначаются при маркировке - Т), магнитный (М), комбинированный (ТМ).

Исследование автоматов включает в себя:

а) установление типа автомата и номинальных характеристик (по геометрическим размерам и маркировке на корпусе, если она сохранилась). Эти сведения, а также количество проводов, подсоединенных к каждой из контактных групп, необходимо отразить в протоколе осмотра;

б) проверку положения контактов - визуальным осмотром или измерением электросопротивления между контактами.

Щелкать рычагами и кнопками не следует; это не дает необходимой информации, но может разрушить механизм расцепителя и контактные группы, если автомат обгорел в ходе пожара.

При визуальном осмотре важно зафиксировать положение рычага управления и механизма расцепителя. Все клавишные (рычажные) автоматы, за исключением кнопочного АП-50, кроме положения включено (1) и выключено (0) имеют промежуточное положение механизма расцепителя - «автоматическое отключение», при котором рычаг находится между 1 и 0, ближе к 1. Такое положение свидетельствует о факте автоматического срабатывания выключателя. Вручную рычаг автомата в это положение не перевести.

в) если установлено, что автомат не выключен вручную, а именно сработал, то нужно попытаться установить, отчего это произошло. Автомат может сработать либо в результате роста тока вследствие аварийного режима в защищаемой сети (как возникшего на начальной стадии пожара, так и в ходе его развития), либо, если автомат имеет тепловой расцепитель, от внешнего нагрева корпуса в ходе пожара.

Установить возможность самопроизвольного срабатывания автомата под воздействием внешнего нагрева можно, осмотрев его корпус. Известно, что тепловой расцепитель может сработать при нагреве автомата до температуры 160-200 ⁰С. При этом на корпусе автомата остаются характерные признаки нагрева - как минимум, это мелкозернистые вздутия пластмассы. Если их нет, а рычаг автомата в положении, соответствующем автоматическому отключению, значит в сети было КЗ или перегрузка.

Плавкие предохранители

Наиболее часто в экспертной практике встречаются предохранители типа Ц-27, ПН-2, ПР-2, НПН-2 и другие.

Исследование плавкой вставки после пожара включает обычно два этапа:

а) проверку целостности плавкой вставки:

Если предохранитель имеет плавкий элемент, расположенный внутри непрозрачного (например, фарфорового) корпуса, то определить, перегорел он или цел, проще всего, измерив электросопротивление предохранителя с помощью омметра, тестера и т.п. приборов;

б) визуальный осмотр.

Если выяснится, что вставка перегорела, ее целесообразно разобрать и осмотреть место разрыва.

При коротком замыкании место оплавления имеет резко выраженную границу из-за взрывообразного разрушения плавкой вставки. На внутренней поверхности корпуса предохранителя обнаруживается большое количество мелких частиц (брызг) металла.

При перегрузке и КЗ через переходное сопротивление (так называемом неполном КЗ) идет медленный нагрев, постепенное плавление вставки. На ней образуются потеки, наплывы металла. Брызги на внутренней поверхности отсутствуют.

Характерные признаки аварийных процессов для отдельных типов предохранителей

Предохранители типа ПН-2 (рис.1) имеют прямоугольный фарфоровый корпус. Внутри его находятся плавкие вставки - штампованные ленты из меди и песчаный наполнитель. Медная лента имеет на двух участках зоны уменьшенного сечения, а между ними участок длиной 6 мм с нанесенным легкоплавким металлом (олово, свинец). Благодаря этому при аварийном режиме вставка расплавляется при температуре в 2 раза меньшей, чем температура плавления меди (имеет место так называемый «металлургический эффект»). Замечено, что при аварийных режимах, сопровождающихся ростом тока в сети до четырех номинальных значений (4J ном.), расплавление вставки происходит обычно в зоне напайки сплава. Причиной этому является относительно медленный нагрев предохранителя, при котором успевает проявиться «металлургический эффект» и медь растворяется в расплаве легкоплавкого металла.

П ри аварийных режимах, сопровождающихся резким ростом величины тока до значений более четырехкратного номинального тока (короткое замыкание, большая перегрузка), расплавление вставки происходит обычно в зоне узких перешейков.

Н

а)

б)

еобходимо, правда, иметь ввиду, что плавкая вставка может расплавиться и без тока, за счет тепла пожара. Как показали исследования, для этого достаточно примерно 30-40 минут нагрева при температуре 500 ⁰С.

Рис.1. Предохранитель ПН-2:

а) внешний вид;

б) рабочий элемент (медная лента).

Предохранители типа ПР-2 имеют цилиндрическую форму, фибровый корпус и цинковый плавкий элемент. Разбираются они путем от­винчивания торцевых колпачков.

Похожие по внешнему виду предохранители НПН-2 имеют стеклянный корпус, наполнитель из периклаза.

Плавкие вставки этих предохранителей рассчитываются на номинальный ток от 6 до 1000 ампер и имеют переменное сечение (рис. 2.), причем у НПН-2 имеется наплавка олова.

П ри КЗ плавление такой вставки происходит обычно в нескольких узких перешейках; небольшая перегрузка (J = 1,25-3 J ном.) - приводит к расплавлению только в одном из перешейков, чаще всего - в средней час­ти, в зоне наплавки.

б)

а)

Рис. 2. Предохранитель ПР-2:

а) внешний вид;

б) рабочий элемент.

Исследование проводов и кабелей

Известны три основных аварийных режима в электропроводках, приводящие к пожару:

• короткое замыкание (КЗ);

• перегрузка;

• большое переходное сопротивление (БПС).

При отработке версий о причастности этих аварийных режимов к возникновению пожара проводится тщательный осмотр проводов в зоне горения и вне ее (визуальное исследование).

Визуальное исследование проводов

Внешний вид проводов (жил и изоляции) позволяет оценить (правда, очень приблизительно) максимальную температуру нагрева провода на пожаре.

Там, где изоляция сохранилась, не изменила цвет, медный проводник сохранил чистоту и блеск поверхности металла - термического воздействия не было.

Там, где изоляция отсутствует, а на поверхности меди имеется слой окалины, полностью не удаляемый при протирании тканью со спиртом, но жилы и проволоки в жилах механически разделяются - температура отжига составляла 500-700 ⁰С.

Спекание медных проволок в жилах, изменение формы и размеров сечения, хрупкость (проволоки ломаются после 2-4 перегибов) свидетельствуют о том, что температура отжига была более 900 ⁰С.

Полезно обратить внимание и на состояние изоляции на участках, где она сохранилась. Преимущественное оплавление и обугливание изоляции по наружной поверхности, как правило, является следствием термического воздействия пожара. В тоже время, обугливание или оплавление изоляции изнутри, со стороны жилы - важный признак нагрева жилы токами КЗ или перегрузки.

Оплавления проводов на тех или иных участках проводки – существенный момент, который должен быть зафиксирован в протоколе осмотра места пожара, а причину оплавления следует выяснить.

Оплавления могут быть следствием:

• нагрева на пожаре определенного участка провода до температуры плавления меди (алюминия) и более;

• следствием действия электрической дуги при коротком замыкании;

• следствием попадания более легкоплавкого металла.

Дуговые оплавления можно попытаться отличить от оплавлений теплом пожара по внешним признакам, путем визуального осмотра провода. Теплом пожара провод нагревается не в точке, а на более широком участке. Поэтому оплавления от тепла пожара обычно рассредоточены по определенному, относительно протяженному участку провода. Это могут быть множественные бисеринки капелек расплавленного металла по длине провода (как ягоды облепихи на ветке, только значительно мельче); кроме того, провод, особенно алюминиевый, подплавляясь, меняет свое сечение по длине. Для «оплавлений пожара» характерна также неровная, пористая поверхность, оплавления часто имеют каплеобразную форму, вытянутую по направлению действия силы земного тяготения.

Оплавления дугой КЗ, как правило, локальны - когда горит дуга, в нескольких сантиметрах слева и справа еще относительно «холодно», а в локальной зоне, почти точке, дуга плавит металл.

Дуговые оплавления могут иметь форму (рис. 3.):

- шарика;

- заостренного конца;

- косого среза;

- кратера.

Оплавленный участок обычно вытянут вдоль оси проводника. Поверхность оплавления гладкая - без газовых пор и вырывов.

Оплавления проводов, имеющие, по внешним признакам, дуговое происхождение, выявляются при осмотре электропроводки. Если этих оплавлений несколько - необходимо просмотреть всю электрическую цепь и найти оплавление, наиболее удаленное от источника электропитания.

Рис. 3. Формы дуговых оплавлений.

Но и дуговые оплавления могут отличаться по моменту (механизму) происхождения. Они могут быть первичные, т.е. произошедшие до пожара или на начальной его стадии, или вторичные, т.е. появившиеся в ходе пожара, когда на проводах обгорала изоляция и возникали короткие замыкания с фазы на ноль или с фазы на фазу (при условии, что к этому моменту сеть не была обесточена). Очевидно, что при расследовании пожара наибольший интерес представляют первичные КЗ, т.к. они могут быть причастны к пожару. Но без специальных инструментальных исследований отличить дуговые оплавления с признаками первичного КЗ и вторичного КЗ невозможно. Поэтому участки про­водов с оплавлениями необходимо изъять и отправить их на исследование.

В первую очередь подлежат изъятию в качестве вещественных доказательств провода с локальными оплавлениями с участков, наиболее удаленных от источника питания.

Длина изъятого участка провода с оплавлением должна быть не менее 35 мм (лучше 40-50 мм), но уж никак не больше 0,5 - 1,0 метра. Провод ни в коем случае не следует скручивать во избежание излома.

В том виде, в котором провод обнаружили, его изымают, упаковывают, оформляют изъятие.

Если есть сомнения, КЗ это или просто разрыв или излом проводника, провод все равно изымают. В лаборатории морфологическим анализом под микроскопом специалисты установят природу разрушения.

Перегрузка

Версия о перегрузке, т.е. загорании изоляции провода вследствие прохождения по нему тока, в несколько раз превышающего номинальный, отрабатывается специалистом в следующей последовательности:

1) Исходя из суммарной мощности потребителей (если для этого есть необходимые данные), рассчитывается величина тока перегрузки; определя­ется номинальный ток для данного типа проводника, а затем путем срав­нения этих величин рассчитывается кратность перегрузки.

Необходимо помнить, что изоляция провода может загореться только при перегрузке, имеющей кратность выше определенного значения. Так, например, у провода АПР (сечение 4 мм²) пламенное горение возникает при кратности перегрузки равной 5 и более.

При меньшей кратности перегрузки провод греется до температуры, недостаточной для загорания изоляции. Некоторые провода не загораются и при слишком высокой кратности - жила провода быстро перегорает (как плавкий предохранитель) и изоляция не успевает загореться, либо изоляция плавится и стекает с провода, также не успев загореться. Например, провод АППВ (2х4 мм²) загорается только при кратностях перегрузки от 4 до 6. Данные по проводам других некоторых типов и марок приведены в специальной справочной литературе.

Можно рассчитать температуру, до которой может нагреться провод при соответствующем токе (есть такие методики), и посмотреть, могла ли при этом оплавиться и загореться изоляция. Существуют и специальные компьютерные программы расчета температуры провода при перегрузке токами КЗ.

2) Визуальным осмотром выявляются признаки перегрузки на проводах.

Нагрев проводов при перегрузке приводит к визуальным признакам, внешне сходным с термическим поражением от внешнего нагрева при пожа­ре - протяженные зоны оплавления, изменение сечения и формы провода по длине.

В настоящее время разработана инструментальная методика, позволя­ющая исследованием проводов устанавливать факт перегрузки. Для этого провод на нескольких участках анализируют методом металлографии.

Есть и еще одна форма перегрузки, не менее опасная и распространенная – перегрузка по напряжению (перенапряжение).

Перенапряжение может возникать в результате аварийных режимов в питающей низковольтной электросети или соответствующей высоковольтной; при ремонтных работах за счет неправильного подсоединения, перемены нуля и фазы в электрощите или отсоединения нуля и возникающего «перекоса фаз». Перенапряжение может возникнуть и в ходе пожара за счет теплового воздействия на элементы электросети, если электросеть своевременно не будет обесточена. Такого рода явления могут даже стать причиной образования вторичных очагов горения.

Перенапряжение может быть и кратковременным (тогда его называют скачком напряжения), но столь значительным по величине, что приведет к пожару.

Характерным признаком причастности перенапряжения к возникновению пожара является не единичный, а массовый выход из строя электроприборов, включенных в сеть, в которой имел место этот режим, яркие вспышки и перегорание лампочек, сбои в работе компьютеров и т.д. При подозрении, что именно перенапряжение стало причиной пожара, целесообразно опросить жильцов соседних квартир, подъезда, домов в сельской местности и выяснить, не отмечались ли подобные явления.

В самом загоревшемся электроприборе необходимо поискать признаки аварийного процесса – чаще всего, это пробой изоляции в наиболее «слабом» месте – например, лаковой изоляции обмоток трансформаторов, дросселей, катушек напряжения в электросчетчиках и т.д. При этом возникают межвитковые КЗ и появляются множественные мелкие дуговые оплавления.

Большое переходное сопротивление (БПС)

В электропроводках БПС возникают в месте неплотного контакта проводников в различных контактных соединениях, при изломе проводников. Достаточно часто БПС возникает в соединениях, выполненных с нарушением правил электромонтажа (в так называемых «скрутках»), в плохо зажатых винтовых контактах. Соединения с алюминиевыми проводами более опасны в этом плане, нежели соединения с медными проводами, т.к. алю­миний обладает способностью «вытекать» из- под винтового контакта.

Такая цепь событий: «неплотный контакт  большое электросопротивление в месте контакта и, соответственно, выделение тепла на контакте  кар­бонизация изоляции  увеличение электропроводности изоляции  возник­новение токов утечки через карбонизованную изоляцию и ее еще больший разогрев» обеспечивает лавинообразный процесс, который, в конечном счете, приводит к возникновению горения.

Распространенной ошибкой неопытных дознавателей, инспекторов Госпожнадзора и даже экспертов является то, что, обнаружив скрутку, они нисколько не сомневаются, что уже установили причину пожара. К счастью, скруток гораздо больше, чем пожаров, с ними связанных, далеко не каждая скрутка является причиной пожара. Это еще надо доказать.

Пока нет специальных инструментальных методов установления причастности плохого (неплотного) контакта к возникновению пожара. Поэтому БПС как причина пожара устанавливается по косвенным признакам. К таковым относятся:

а) термические поражения материалов в окружающей зоне (локальные выгорания с признаками «зоны тления» и др.);

б) динамика развития процесса.

Процесс возникновения горения в результате БПС развивается доста­точно длительно - дни, недели, месяцы. При этом соблюдаются признаки плохого контакта (мигание электролампочек, частые сбои в работе электроприборов и др.), запах горелой изоляции и т.д. Эти признаки обычно бывают замечены, поэтому важную роль при установлении данной причины пожара играют показания свидетелей.

Внезапное возникновение и быстрое, интенсивное развитие горения - не свойственны для БПС и являются основанием для исключения данной версии.