- •В ведение
- •1. Основы пожарной безопасности применения электроустановок
- •1.1. Общие сведения об электроснабжении и электроустановках
- •1.2. Общие сведения о проводах и кабелях
- •Расшифровка маркировки кабелей
- •1.3. Вероятностная оценка пожароопасных отказов в электротехнических устройствах
- •Вероятностные показатели пожарной опасности электротехнических изделий
- •Значения пожароопасных режимов для комплектующих элементов электротехнических изделий
- •Распределение вероятностей отказов комплектующих элементов по видам
- •Комплектующие элементы электротехнических изделий
- •Вероятность воспламенения комплектующих элементов
- •Вероятность воспламенения конструкционных материалов, находящихся в непосредственной близости от пожароопасных комплектующих элементов
- •Вероятностные показатели возникновения пожароопасных производственных отказов
- •Вероятность возникновения источника зажигания от пожароопасных комплектующих элементов телевизора
- •2. Пожарная безопасность электрических сетей
- •2.1. Нагрев проводников электрическим током
- •Допустимые температуры нагрева материалов проводников
- •Расчетные температуры среды
- •2.2. Противопожарная защита электрических сетей при проектировании
- •2.3. Противопожарная защита электрических сетей при монтаже и эксплуатации
- •2.4. Профилактика пожаров на вводах электрических сетей в здания и сооружения
- •Допустимые по механической прочности сечения проводов
- •Сечения жил проводов
- •3. Пожарная безопасность силовых, осветительных и термических электроустановок
- •4. Заземление и зануление электроустановок
- •4.1. Опасность поражения электрическим током
- •Данные о физиологическом действии переменного тока промышленной частоты
- •4.2. Заземление и зануление электроустановок как устройств электро- и пожарной безопасности
- •4.3. Устройство заземлений и занулений
- •Размеры защитных проводников по условиям механической прочности и стойкости к коррозии
- •Рекомендуемые минимальные сечения проводников из полосовой стали и диаметры труб электропроводки
- •Нулевые и защитные проводники
- •Повышающие коэффициенты
- •4.4. Защитные заземления и зануления во взрывоопасных зонах
- •5. Молниезащита и защита от статического электричества
- •5.1. Молния и ее характеристики
- •5.2. Пожаро- и взрывоопасность воздействия молнии
- •Воздействия прямого удара молнии
- •Вторичные воздействия молнии
- •5.3. Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты Категории молниезащиты
- •Обязательность устройства молниезащиты
- •Средняя продолжительность гроз
- •Требования к устройствам молниезащиты
- •5.4. Оценка ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений
- •Удельная плотность ударов молнии в землю
- •5.5. Определение категории молниезащиты
- •Категории молниезащиты
- •Особенности выполнения молниезащиты
- •5.6. Молниеотводы
- •Конструктивное выполнение молниеотводов
- •Типовые конструкции заземлителей
- •5.7. Зоны защиты молниеотводов
- •Размеры зоны защиты от прямых ударов молнии
- •5.8. Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии
- •5.8.1. Молниезащита I категории
- •Молниезащита зданий и сооружений I категории
- •Эквивалентное удельное электрическое сопротивление грунта
- •5.8.2. Молниезащита II категории
- •Молниезащита зданий и сооружений II категории
- •Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений
- •II категории молниезащиты
- •Молниезащита наружных установок II категории
- •5.8.3. Молниезащита III категории
- •Молниезащита зданий и сооружений III категории
- •Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений
- •III категории молниезащиты
- •5.8.4. Разработка молниезащиты зданий Алгоритм решения задач
- •5.9. Защита взрывоопасных производств от разрядов статического электричества
- •5.9.1. Общие представления об электризации
- •Потенциалы от электрического поля статического электричества, кВ
- •5.9.2. Приборы для измерения параметров статического электричества
- •Основные характеристики выпускаемых промышленностью электростатических вольтметров
- •Характеристики приборов
- •5.9.3. Способы устранения опасности статического электричества
- •Заземление
- •Технические характеристики уза
- •Уменьшение объемного и поверхностного удельных электрических сопротивлений
- •Ионизация воздуха
- •5.9.4. Эксплуатация устройств защиты от разрядов статического электричества
- •6. Контроль противопожарного состояния электроустановок
- •6.1. Нормативная и аналитическая оценка классов
- •Взрывоопасность горючих смесей
- •Концентрационные пределы воспламенения лвж
- •Нормативная оценка классов взрыво- и пожароопасных зон и их размеров
- •Параметры, характеризующие пожаро- и взрывоопасность пыли некоторых горючих веществ
- •Классификация взрыво- и пожароопасных зон
- •Аналитическая оценка классов взрыво- и пожароопасных зон и их размеров
- •6.2. Аппараты защиты в электроустановках
- •Плавкие предохранители
- •Автоматические выключатели (автоматы)
- •Тепловые реле
- •Выбор аппаратов защиты
- •Выбор мест установки аппаратов защиты в зависимости от условий пожарной безопасности и технических условий
- •6.3. Эксплуатация устройств молниезащиты Испытания и приемка в эксплуатацию устройств молниезащиты
- •Контроль состояния и обслуживание устройств молниезащиты
- •6.4. Классификация электрооборудования по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности
- •6.4.1. Классификация пожарозащищенного электрооборудования
- •Степень защиты пожарозащищенного электрооборудования от внешних твердых предметов
- •Степень защиты пожарозащищенного электрооборудования от проникновения воды
- •6.4.2. Классификация взрывозащищенного электрооборудования
- •Подгруппы электрооборудования группы II с видами взрывозащиты d и I
- •Температурные классы электрооборудования группы II
- •Маркировка взрывозащищенного электрооборудования
- •Примеры маркировки взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования группы II
- •6.4.3. Определение соответствия взрывозащищенного электрооборудования категориям и группам взрывоопасных смесей
- •Варианты заданий
- •Маркировка взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования группы II
- •6.5. Технико-экономическая эффективность решений противопожарной защиты электроустановок, молниезащиты и защиты от статического электричества
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Учебное издание пожарная безопасность электроустановок Учебное пособие
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября,84
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
ПОЖАРНАЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Учебное пособие
Составители:
Е.А. Сушко,
Г.А. Бакаева,
С.А. Сазонова,
Д.А. Драпалюк,
К.А. Скляров
Воронеж 2016
У ДК 699.887.2 (075.8)
ББК 38.96я73
П 461
Рецензенты:
кафедра пожарной автоматики ФГБОУ ВО
Воронежский институт ГПС МЧС России;
А.А.Леденев, к.т.н.,доц. кафедры пожарной безопасности
в строительстве ФГБОУ ВО Воронежский институт ГПС МЧС России
Составители:
Е.А. Сушко, Г.А. Бакаева, С.А. Сазонова, Д.А. Драпалюк, К.А. Скляров
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК: учебное
П 461 пособие. / сост.: Е.А. Сушко [и др.]; Воронежский ГАСУ. – Воронеж,
2016. – 154 с.
В учебном пособии рассмотрены общая схема электроснабжения потребителей, классификация электроустановок и причины пожаров от них, а также вероятностная оценка пожароопасных отказов в электротехнических изделиях и пожарная безопасность комплектующих элементов. Приведены нормативные обоснования и инженерные решения по обеспечению пожарной безопасности электроустановок и защите зданий и сооружений от молний и статического электричества. Приведены основные понятия, формулы, таблицы, содержащие требования по выполнению молниезащиты, а также задачи для самостоятельного решения.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность» и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность».
Ил. 35. Табл. 46. Библиогр.: 41 назв.
УДК 699.887.2 (075.8)
ББК 38.96я73
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
ISBN 978-5-89040-618-7 |
© Воронежский ГАСУ, 2016 |
В ведение
Развитие экономики требует широкого внедрения достижений электротехнической науки. Мы являемся свидетелями все более широкого применения электричества буквально во всех областях деятельности человека: в промышленности и сельском хозяйстве, космонавтике и медицине, в быту и сфере услуг. В настоящее время практически нет другого вида энергии, способного конкурировать с электрической энергией по доступности, удобству ее использования, преобразования в другие виды энергии и передачи на огромные расстояния без значительных потерь.
Вместе с тем следует помнить, что использование электрической энергии связано с пожарной опасностью, опасностью взрывов при эксплуатации электроустановок во взрывоопасных производствах. Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности электроустановок регламентируется нормативными документами, соблюдение которых является обязательным на всех этапах проектирования, монтажа и эксплуатации. В последние годы количество пожаров, возникших при эксплуатации электроустановок, увеличивается. Имеют место пожары также и от разрядов молнии и статического электричества. Поэтому перед работниками пожарной охраны ставятся задачи качественного улучшения надзорных и профилактических функций в области пожаро- и взрывобезопасного применения электроустановок. Одним из главных условий повышения результативности пожарно-профилактической работы в этой области является изучение причин возникновения пожаров и взрывов от электроустановок, а также нормативно-технических требований, обеспечивающих пожаро- и взрывобезопасное применение электроустановок в различных условиях, защиту объектов от поражения молнией и статического электричества.
Для решения задач по курсу и для подготовки по теории рекомендуется пользоваться нормативной и учебной литературой из библиографического раздела учебного пособия [1 - 41]. В учебном пособии использованы в учебных целях наработки из учебного пособия Бакаевой Г.А. и Ненуженко А.М. [24] и из учебника Черкасова В.Н. и Костарева Н.П. [25].
Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность» и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность», предназначено для использования студентами в качестве руководства для подготовки к лекциям и лабораторным работам по курсу «Пожарная безопасность электроустановок», а так же может быть использовано для самостоятельного изучения курса.
1. Основы пожарной безопасности применения электроустановок
Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначаемых для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.
1.1. Общие сведения об электроснабжении и электроустановках
Промышленные электроустановки по функциональному назначению подразделяются на следующие виды:
генераторы – вырабатывающие электрическую энергию;
преобразователи напряжения (трансформаторы), преобразователи частоты – преобразующие электрическую энергию;
провода, кабели – передающие электрическую энергию от пунктов выработки и преобразования до электроприемников;
распределительные подстанции, узлы, щиты, устройства – распределяющие электрическую энергию;
электродвигатели, электротермические, электросварочные, электроосветительные и другие – потребляющие электрическую энергию электроприемники.
Все перечисленные электроустановки, согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) [1], нормируются на напряжение до 1000 В и напряжение выше 1000 В.
Около 75 % всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии потребляется промышленными электроприемниками, которые по виду потребляемого тока делятся на следующие группы:
электроприемники трехфазного тока напряжением до 1000 В частотой 50 Гц;
трехфазного тока свыше 1000 В частотой 50 Гц;
однофазного тока до 1000 В частотой 50 Гц;
работающие с иной частотой, питаемые от преобразовательных подстанций и установок;
постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.
Промышленные предприятия работают на переменном трехфазном токе. Группы электроприемников постоянного тока питаются от преобразовательных подстанций с полупроводниковыми выпрямителями, чаще всего с использованием мощных тиристоров. Так как выпрямительные агрегаты питаются от сети трехфазного тока, то они, в свою очередь, являются электроприемниками трехфазного тока.
Электроустановки напряжением до 1000 В выполняются как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью, а установки постоянного тока – с глухозаземленной и изолированной нулевой точками.
Электроустановки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях к безопасности при условии, что в этом случае обеспечивается контроль изоляции сети и целостность изолирующей прокладки пробивных предохранителей, отключение участков с замыканием на землю.
В четырехпроводных сетях переменного тока или трехпроводных сетях постоянного тока глухое заземление нейтрали обязательно.
По требованиям обеспечения надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории. Нарушение электроснабжения электроприемников I категории может вызвать опасность для жизни людей, нанести большой ущерб народному хозяйству, повредить оборудование, привести к массовому браку продукции, а также к трудновосстанавливаемым нарушениям технологического процесса. Электроприемники этой категории должны питаться, по меньшей мере, от двух независимых источников, и обрыв питания допускается только на время автоматического переключения с основного вида на резервный.
К электроприемникам II категории относятся такие, перерыв питания которых приводит к резкому снижению выпуска продукции, длительным простоям механизмов, транспорта. Категория охватывает многочисленную группу электроприемников, которые допускают перерыв в электроснабжении в течение времени, необходимого дежурному персоналу для обеспечения включения резервного питания. Эти электроприемники можно питать от одной воздушной линии электропередач напряжением 6 кВ и выше, осуществляя резервирование на пониженном напряжении, а также от одного трансформатора, если есть централизованное резервирование трансформаторов на складе внутри объекта или на небольшом расстоянии от него. Для этой категории можно применять автоматическое резервирование, если это не требует больших затрат.
К электроприемникам III категории относятся все остальные потребители.
Электроприемники на взрывоопасных и пожароопасных объектах относятся к I или ко II категории. Это нормативное решение обеспечивает более эффективную эвакуацию людей и имущества при пожаре, большую надежность системы водоснабжения, внутрицехового транспорта и другого оборудования промышленного предприятия.
Основным элементом схемы электроснабжения являются электрические сети, которые по конфигурации разделяются на разомкнутые и замкнутые. Разомкнутые электрические сети делятся на радиальные и магистральные; замкнутые электрические сети – на двусторонние, кольцевые, двойные магистральные, сложнозамкнутые.
Магистральной сетью называется схема питания нескольких главных или цеховых подстанций от одной магистрали с общим отключающим аппаратом со стороны питания. Магистральные сети осуществляют дробление подстанций наиболее экономичным образом, особенно при применении в качестве магистралей линий электропередачи или токопроводов.
Радиальные сети могут применяться в случаях, когда магистральные сети не дают экономического эффекта или не удовлетворяют заданным требованиям, например, при питании:
крупных сосредоточенных нагрузок, в частности, если питание производится кабельными линиями или линиями, пропускная способность которых недостаточна для одновременного питания нескольких подстанций;
средних и крупных обособленных нагрузок;
ударных и резко колеблющихся нагрузок (электропечных подстанций, прокатных станов и т.п.).
Радиальные сети обладают большей гибкостью и удобством в эксплуатации, поскольку место повреждения может быть обнаружено быстрее и проще.
По конструкции электросети разделяются на электропроводки, токопроводы, кабельные и воздушные линии электропередач.
Электропроводкой называется совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими защитными конструкциями и деталями, установленными в соответствии с ПУЭ [1].
Токопроводом называется устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии, состоящее из неизолированных или изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций.
Кабельной линией называется линия для передачи электроэнергии или отдельных ее импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями.
Воздушной линией электропередачи до 1 кВ называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т.п.).