21. Сущность и отличие процессов самовоспламенения и самовозгорания

При обычной или относительно невысокой температуре к молекулам горючих веществ присоединяются молекулы кислорода. При этом отдельные из них ведут себя как ненасыщенные и распадаются, образуя активный кислород. Эти молекулы легко вступают в соединения с веществами, образуя перекиси и гидроперекиси.

Перекисные соединения, ввиду своей неустойчивости, склонны к разложению. Получаемые при распаде атомарный кислород и свободные радикалы обладают избытком энергии для дальнейшего окисления. В этом состоит теория автоокисления А. Н. Баха, объясняющая процессы окисления, самопроизвольно происходящие в естественных условиях.

Н. Н. Семенов разработал цепную теорию окисления, сущность которой заключается в том, что при воздействии на молекулы горючих веществ лучистой энергии, электрического разряда или тепла они, поглощая некоторое количество энергии, распадаются на атомы и радикалы, т. е. на частицы с повышенной химической активностью, которые затем становятся центрами цепных реакций. Цепная теория окисления является дальнейшим продолжением и развитием теории автоокисления. Она показывает кинетику процесса окисления, объясняет причины самоускорения этого процесса.

При окислении всегда выделяется тепло. Если при реакции окисления скорость тепловыделения превысит скорость теплоотвода, то реакция окисления будет самоускоряющейся. При этом горючее вещество может нагреться до такой температуры, когда возникнет процесс горения. Произойдет самовоспламенение.

Таким образом, под самовоспламенением понимают возникновение горения при нагревании вещества в процессе самоускоряющейся реакции окисления при отсутствии внешнего источника зажигания.

Самая низкая температура вещества, при нагревании до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящая к возникновению пламенного горения, называется температурой самовоспламенения.

Самопроизвольное возникновение горения в естественных условиях хранения вещества вызывается самовозгоранием. Оно, по существу, является тем же процессом самовоспламенения, но начинающимся без подвода тепла извне. Начальным импульсом самовозгорания является теплота, выделяемая в результате экзотермических химических или физико-химических процессов, протекающих при определенных условиях в горючем веществе.

К самовозгоранию склонны каменный уголь, торф, растительные и животные масла, сульфиды железа и некоторые другие химические вещества. При соприкосновении с воздухом самовозгораются белый фосфор, порошки алюминия, бронзы и железа, сажа и скипидар.

22. Причины возникновения и пожарная опасность перегрузок в электрических сетях

Источником зажигания является тепло, выделяемое электрическими сетями и приборами в аварийных режимах работы. Короткое замыкание, перегрузка, переходные сопротивления - характерные проявления аварийных режимов.

Перегрузкой называется такое явление, когда по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. При двукратной и большей перегрузке сгораемая изоляция проводников воспламеняется. При небольших перегрузках происходит быстрое старение изоляции и срок ее диэлектрических свойств сокращается. Так, перегрузка проводов на 25% сокращает срок службы их примерно до 3-5 месяцев вместо 20 лет, а перегрузка на 50% приводит в негодность провода в течение нескольких часов.     Основными причинами перегрузки являются: - несоответствие сечения проводников рабочему току (например, когда электропроводка к звонку выполняется телефонным проводом); - параллельное включение в сеть не предусмотренных расчетом токоприемников без увеличения сечения проводников (например, подключение удлинителя с 3-4 розетками в одну рабочую); - попадание на проводники токов утечки, молнии; - повышение температуры окружающей среды.     Кроме того, при перегрузке электросети приборы и аппараты, подключенные к ней, постоянно испытывают нехватку тока, что может привести к их аварийному выходу из строя.

Коротким замыканием (КЗ) называется всякое замыкание между проводами, или между проводом и землей (под "землей" здесь понимается любое токопроводящее изделие, отличное от провода, в т.ч. и тело человека). Причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции в электрических проводах и кабелях, машинах и аппаратах, которое вызывается: перенапряжениями; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции; прямыми ударами молнии. При возникновении КЗ в цепи ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима.     Опасность КЗ заключается в увеличении в сотни тысяч ампер силы тока, что приводит к выделению в самый незначительный промежуток времени большого количества тепла в проводниках, а это вызывает резкое повышение температуры и воспламенение изоляции, расплавление материала проводника с выбросом искр, способных вызвать пожар горючих материалов (температура плавления алюминия составляет 600°С, меди -1200°С). Внезапное снижение напряжения при КЗ негативно сказывается на работе электрооборудования и может привести к пожару за много метров от места КЗ.

При перегрузке электропроводок также возникает аварийный режим. Из-за неправильного выбора, включения или повреждения потребителей суммарный ток, проходящий в проводах, превышает номинальное значение, т. е. происходит повышение плотности тока (перегрузка). Например, при прохождении тока в 40 А через последовательно соединенные три куска провода одинаковой длины, но различного сечения — 10; 4 и 1 мм2 плотность его будет различна: 4, 10 и 40 А/мм2. В последнем куске самая высокая плотность тока, и соответственно, самые высокие потери мощности. Провод сечением 10 мм2 слегка нагреется, температура провода сечением 4 мм2 достигнет допустимой, а изоляция провода сечением 1 мм2 просто сгорит.