Заземление

Причина пожара короткое замыкание. Основные причины возникновения пожаров в электроустановках

На дворе 21 век. За столетие существования доступного электричества, население должно уже было научиться им пользоваться, причем грамотно. В наши дни не должно быть пожаров по причине «короткого замыкания». Однако, из года в год значительный процент от общего количества пожаров, происходит по причинам, связанным с нарушением правил устройства и эксплуатации электрооборудования, в том числе из-за «короткого замыкания». Так, в 2016 году только в Игринском районе Удмуртии зарегистрировано 50 пожаров, из них 15 произошло по причине нарушений правил пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования. Вопиющая халатность в плане пожарной безопасности была допущена в минувшем году в одном из учреждений с массовым пребыванием людей, находящемся в районном центре. Из-за неправильного монтажа электрооборудования произошло «короткое замыкание», которое привело к пожару. Лишь благодаря грамотным действиям персонала учреждения, своевременно эвакуировавшему посетителей, а также оперативной работе пожарных удалось избежать трагических последствий. И это не единственный случай пожара по этой причине. Сколько их еще должно произойти, чтобы наше население наконец-то позаботилось о пожарной безопасности, как учреждений, так и собственного жилища и научилось грамотно пользоваться электричеством и электроприборами? В ходе еженедельных профилактических мероприятий в жилом секторе представители 31 пожарно-спасательной части неустанно напоминают жителям района о том, что необходимо следить за исправностью электропроводки, ни в коем случае не эксплуатировать ее с поврежденной (открытой) изоляцией, не включать одновременно в сеть несколько мощных электроприборов. -Вот только население будто даже не пытается услышать пожарных и инспекторов, очевидно полагаясь на общепринятый русский «авось». Очередное профилактическое мероприятие, проведенное инспекторами Отдела надзорной деятельности и профилактической работы совместно с личным составом ПСЧ-31 в микрорайоне Западный, яркое тому подтверждение, - говорит Екатерина Сунцова, сотрудник пожарно-спасательной части №31 по охране Игринского района. - В ходе профилактического обследования одного из многоквартирных жилых домов в межквартирном коридоре было обнаружено, что электрические провода эксплуатируются с поврежденной изоляцией, имеются участки, на которых алюминиевые и медные провода соединены между собой методом «скрутки». Нами было направлено письмо в адрес управляющей компании, занимающейся обслуживанием данного жилого дома, с просьбой устранить нарушение требований пожарной безопасности. Но в данном случае поражает безответственность самих жильцов. Они в целях собственной безопасности должны предпринимать все возможные меры по устранению нарушения. Но хозяева квартир, видимо, считают, что отгородившись от подъезда металлической дверью, находятся в безопасности. Такие же проблемы имеются и в доме № 19 в микрорайоне Нефтяников. Здесь жильцы хоть и обеспокоены аварийным состоянием электропроводки, но поскольку сами же не могут определиться с выбором управляющей компании, вопрос их безопасности остается открытым и с течением времени лишь усугубляется...
Уважаемые жители Удмуртской Республики! Главное управление МЧС России по Удмуртии предупреждает, ни в коем случае нельзя соединять медные и алюминиевые провода «скруткой»! Причин тому несколько. Основная - это проблема окисления алюминиевого провода в контакте с медным, это ведет к разрушению соединения. Конечно, через пару часов такое соединение не развалится, даже если через него включить обогреватель или чайник. Но со временем сопротивление будет медленно увеличиваться, из-за чего проводка будет греться сильнее и сильнее... А если нагрузка не постоянная, а эпизодическая, то постоянные циклы «нагревохлаждение» будут еще сильнее ухудшать проводимость. И рано или поздно, это приведет к пожару! Чтобы избежать короткого замыкания, надо помнить, что электропредохранитель является неотъемлемой частью безопасности электрической цепи. Ни в коем случае нельзя заменять его на более мощный, самодельный или, так называемый, «жучок». Это касается как предохранителей к электрооборудованию, так и ко всей электрической проводке дома. Если предохранитель часто отключается, значит надо принять это как сигнал к тому, что электропроводка дома небезопасна. Необходимо вызвать специалиста и проверить все возможные неполадки в соединениях проводов и в оборудовании, не дожидаясь «рокового» замыкания в сети. Каждый может проверить проводку в своем доме и привести ее в безопасное состояние. Это просто и недорого. В правильно сделанной проводке, не испорченной нами самими, пожар невозможен! Помните – только соблюдение правил пожарной безопасности убережет от неприятных, а порой трагических последствий!На дворе 21 век. За столетие существования доступного электричества, население должно уже было научиться им пользоваться, причем грамотно. В наши дни не должно быть пожаров по причине «короткого замыкания». Однако, из года в год значительный процент от общего количества пожаров, происходит по причинам, связанным с нарушением правил устройства и эксплуатации электрооборудования, в том числе из-за «короткого замыкания». Так, в 2016 году только в Игринском районе Удмуртии зарегистрировано 50 пожаров, из них 15 произошло по причине нарушений правил пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования. Вопиющая халатность в плане пожарной безопасности была допущена в минувшем году в одном из учреждений с массовым пребыванием людей, находящемся в районном центре. Из-за неправильного монтажа электрооборудования произошло «короткое замыкание», которое привело к пожару. Лишь благодаря грамотным действиям персонала учреждения, своевременно эвакуировавшему посетителей, а также оперативной работе пожарных удалось избежать трагических последствий. И это не единственный случай пожара по этой причине. Сколько их еще должно произойти, чтобы наше население наконец-то позаботилось о пожарной безопасности, как учреждений, так и собственного жилища и научилось грамотно пользоваться электричеством и электроприборами? В ходе еженедельных профилактических мероприятий в жилом секторе представители 31 пожарно-спасательной части неустанно напоминают жителям района о том, что необходимо следить за исправностью электропроводки, ни в коем случае не эксплуатировать ее с поврежденной (открытой) изоляцией, не включать одновременно в сеть несколько мощных электроприборов. -Вот только население будто даже не пытается услышать пожарных и инспекторов, очевидно полагаясь на общепринятый русский «авось». Очередное профилактическое мероприятие, проведенное инспекторами Отдела надзорной деятельности и профилактической работы совместно с личным составом ПСЧ-31 в микрорайоне Западный, яркое тому подтверждение, - говорит Екатерина Сунцова, сотрудник пожарно-спасательной части №31 по охране Игринского района. - В ходе профилактического обследования одного из многоквартирных жилых домов в межквартирном коридоре было обнаружено, что электрические провода эксплуатируются с поврежденной изоляцией, имеются участки, на которых алюминиевые и медные провода соединены между собой методом «скрутки». Нами было направлено письмо в адрес управляющей компании, занимающейся обслуживанием данного жилого дома, с просьбой устранить нарушение требований пожарной безопасности. Но в данном случае поражает безответственность самих жильцов. Они в целях собственной безопасности должны предпринимать все возможные меры по устранению нарушения. Но хозяева квартир, видимо, считают, что отгородившись от подъезда металлической дверью, находятся в безопасности. Такие же проблемы имеются и в доме № 19 в микрорайоне Нефтяников. Здесь жильцы хоть и обеспокоены аварийным состоянием электропроводки, но поскольку сами же не могут определиться с выбором управляющей компании, вопрос их безопасности остается открытым и с течением времени лишь усугубляется...

Это действительно небольшое предисловие. Пожалуйста, уделите его прочтению 1 минуту своего времени.

Данная книга будет полезна всем читателям. Совершено не важно, какое у вас жилье, новое или старое. Уверяю вас, что к концу книги каждый найдет для себя то, что изо дня в день может угрожать вашей безопасности или безопасности ваших родных и близких.

С развалом СССР, потихоньку начало разваливаться и разрушаться все, что относиться к грамотному и качественному коммунальному хозяйству. Редким счастьем сейчас является хорошая управляющая компания и тем, кто живет под их покровительством, сказочно повезло.

В большинстве своем, данные предприятия представляют собой унылую картину, основным направлением работы которых, являются пустые обещания и бесконечный сбор денег за коммунальные услуги. Стареют дома, подъезды, квартиры, а вмести с ними все, что находиться внутри. Электропроводка, сантехника, штукатурка стен, побелка потолков, подвалы, крыши, чердаки, лифты. Идет время, меняются, жильцы, собственники квартир и домов, а все остальное остается неизменным. Если мы и заботимся о капитальном ремонте, то он чаще всего ограничивается нашей квартирой, а все что остается за ее пределами редко кого интересует. Да и вообще, электрика всегда считалась очень затратной частью капитального ремонта, поэтому, многие старательно обходят этот очень важный пункт стороной. Мы совершенно не представляем себе, какому риску каждый день подвергаем себя и наши семьи.

Владельцем новых квартир и домов, так же есть над чем поразмыслить, так как современное строительство двигается вперед под лозунгом «чем дешевле, тем лучше», вместо, «качественно и надежно».

  1. Электричество в нашей жизни

Все мы живем в то время, когда электричество стало для нас такой же необходимостью как солнце для растений. Оглянитесь вокруг себя, повсюду нас окружают различные электроприборы, где бы мы не находились, на работе, дома, на улице. Они везде и повсюду.

  • бытовые электроприборы — чайник, холодильник, стиральная машина, утюг, микроволновка, посудомоечная машина, обогреватель, вентилятор, кондиционер, варочная панель, духовка, мультиварка, пароварка, йогуртница, тостер, блендер, кухонный комбайн, мясорубка, фен, бритва, фени так далее…
  • мультимедиа — компьютер, ноутбук, планшет, телефон, телевизор, музыкальный центр, проигрыватель CD, DVD дисков и так далее…
  • Освещение — люстра, светильник, бра, настольная лампа, подсветка гарнитура и так далее…

Сложно себе представить нашу жизнь без всех этих вещей, мы стали зависимы от электричества как от воздуха, воды и еды, так как очень привыкли к комфорту.

  1. Стоимость электроэнергии и бытовой техники

С каждым годом стоимость 1 киловатта электроэнергии неуклонно растет и это не очень благоприятно отражается на семейном бюджете каждой российской семьи. Но это еще не все. Все вы слышали о скором вводе в регионах России ограничений по потреблению электроэнергии, которое коснется каждого дома и каждую семью, каждого человека. Давайте разберемся, что же это значит, и как это будет выглядеть?

На каждого человека будет отведено определенное количество потребляемой мощности, сколько то киловатт. Если же мы эту мощность превышаем, то оплата всех последующих Киловатт будет производиться уже по другому, более дорогому тарифу. Разумеется это очень выгодно государству, но невыгодно населению. Мы не привыкли экономить, да и нескоро этому научимся, так как в каждом доме имеется очень солидный арсенал электробытовой и мультимедийной техники. Которая, к слову, только недавно стала боле менее доступной для большей части населения нашей страны. И теперь нас хотят ограничить.

Жизнь ускоряет темп и без помощи бытовой техники и мультимедийной электроники быть в тренде практически невозможно. Поэтому будущие перспективы экономии прельщают не сильно, придется платить больше.

За сколько лет в вашей квартире собралась команда необходимых вам электроприборов? Сколько денег ушло на их покупку? И какими дорогими в итоге они для вас являются. Об этом мы не задумываемся, пока что ни будь вдруг не случиться.

Представьте на секунду, что в один прекрасный день все ваши электроприборы вдруг исчезнут или придут в негодность. Что тогда будет? Владеете ли вы такими финансовыми возможностями, что бы пойти и купить завтра все новое? Нет? А ведь такое может случиться и даже раньше, чем вы можете себе это представить. Почему? Давайте разберемся.

Задумывали ли вы когда-нибудь, о том насколько ваша электропроводка соответствует потребляющим мощностям? Конечно же, нет. Тогда давайте перейдем к следующей главе, где все по порядку разберем.

  1. Насколько выросло потребление электроэнергии

Большая часть жилых домов были построены во времена существования СССР и им уже далеко за 30 лет. Со времен их постройки очень глобально изменился весь мир, появилось огромное количество новой бытовой и медийной техники, различные вариации осветительных элементов. Нужно понимать, что каждое из этих устройств имеет свою электрическую мощность, которая необходима для его работы.

Давайте посмотрим, что было, когда эти дома задумывались и проектировались, и что стало сейчас, когда они находиться на пике своей эксплуатации.

В те далекие времена, когда проектировалась и строилась большая часть наших домов, потребление электроэнергии ограничивалось всего двумя, тремя электроприборами, которые имелись в арсенале каждой семьи. Как правило, это были – телевизор и холодильник, очень редко пылесос и еще реже стиральная машинка. Из освещения, два — три светильника и одна люстра. Вся бытовая техника была в единичном экземпляре, и обладала очень малым аппетитом потребления электроэнергии. Суммарная мощность всего этого оборудования составляла всего на всего 2-2,5 Киловатта или 2000-2500 Ватт. Если сравнивать с современным оборудованием, то примерно столько потребляет один электрочайник.

Расчетный запас мощности, отведенный на одну квартиру, составлял 3 Киловатта или 3000 Ватт. А представьте, какая цифра получиться, если посчитать мощность всего оборудования, которое сегодня несет службу в наших домах. Возьмем, к примеру, стандартный набор бытового и медийного электрооборудования средней Российской семьи:

  • холодильник — 120 Вт (средняя мощность компрессора)
  • стиральная машина — в среднем около 2000 Вт
  • пылесос — 1500 Вт
  • микроволновая печь – 1800 Вт
  • чайник – 1500 Вт
  • утюг – 1500 Вт
  • пару телевизоров — 100 Вт (с ЖК экраном)
  • компьютер, системный блок – 750 Вт + монитор — 40 Вт (ЖК экран)
  • обогрегреватель – 1500 Вт
  • кондиционер – 1500 Вт
  • два мобильных телефона — 2 Вт

Итого: 12 312 Вт или 12,3 кВт.

А теперь сравним цифры.

Насколько рассчитана электропроводка проектом строительства — 3 кВт и потребление сейчас — 12,3 кВт. По-моему все очевидно, 12,3 > 3, причем в четыре раза. Получается, что мы эксплуатируем свою электропроводку, в мягко говоря, очень сильно непредназначенном для нее режиме.

  1. Срок годности электропроводки

Как бы странно это не звучало, но и у электропроводки тоже есть свой срок годности. Правильнее его будет назвать сроком эксплуатации. Каждый элемент проводки, начиная с провода и заканчивая розеткой, имеет свои ограничения по мощности и сроку эксплуатации. Разберемся в этом вопросе более детально.

Провод. Состоит из изоляционного слоя и токопроводящей жилы. Как же он может износиться, он же в стене под штукатуркой? Существует такое понятие как усталость металла. С течением времени металл теряет свои первоначальные свойства, он становиться более рыхлым, ломким и уже не может в полном объеме выдерживать возлагаемые на него нагрузки. Поэтому, пожилую электропроводку нужно беречь и не нагружать работой. А что мы с ней делаем сейчас, вспомните про 13 кВт, в предыдущей главе. Это своего рода старенькая бабушка, которая уже физически не может выполнять те действия, которые с легкостью могла выполнять в дни соей бурной молодости. Для аналогии с проводкой, мы каждый день заставляем эту старую бабушку поднимать на 5 этаж по 20 мешков картошки, весом по 50 кг каждый. Как думаете, на сколько ее хватит?

Изоляция провода, так же имеет свой срок эксплуатации. Как правило, в проводах, применяемых для внутренней электропроводки, она изготавливается из поливинилхлоридной композиции, которая не терпит высоких температур и разрушается под воздействием ультрафиолета. В нашем случае изоляция стареет в основном из-за высоких температур, еще раз вспомним про нагрузку 13 кВт.

Каков же все-таки срок эксплуатации провода?

На медный провод, с одним слоем изоляции, а именно такие провода в основном применялись в строительстве до 1996 года, гарантия завода изготовителя в среднем составляет 20-25 лет, на алюминиевый 10-15 лет. При правильной эксплуатации медный провод может прослужить 30-35 лет, у алюминиевого 20 лет предел. С течением времени электропроводка помимо естественного старения, подвергается различным перегрузкам, это может быть превышение мощности или короткое замыкание. При возникновении короткого замыкания, ток возрастает в сотни раз, провод очень сильно нагревается, превышая допустимый нагрев, и так, раз за разом, происходит постепенное разрушение изоляции. Насколько изоляция пострадает за один сеанс короткого замыкания, напрямую зависит от защитных устройств, которые предназначены в первую очередь для сохранения работоспособности проводки в экстренных ситуациях. Эти устройства располагаются в этажных щитках, рядом со счетчиками электроэнергии. К защитным устройствам 70-80 годов относятся предохранители с плавкими вставками, так называемые «пробки». Они выполняют функцию защиты провода от высоких температур, возникающих при коротком замыкании. Скорость срабатывания зависит от толщины калиброванной медной проволки, которая находиться внутри пробки. Чем тоньше проволка, тем быстрее срабатывание и тем меньше разрушается проводка. Именно поэтому, каждый предохранитель снабжен маркировкой обозначающей толщину этой проволки, которая измеряется током срабатывания. Например, пробка с номиналом срабатывания 6А, сработает, перегорит, разорвав цепь подачи тока в вашу квартиру, при протекании по ней тока в 6 Ампер – это примерно 1кВт.

А что мы делаем, когда без конца выбивают пробки, ставим пробки номиналом побольше. Вместо 6А, во многих домах стоят пробки на 25А. Чтобы сработала такая вставка, ей нужно уже не 1кВт, а целых 5. А ведь проводка рассчитывалась всего на 3 кВт.

Как же происходит такая абсурдная замена пробок с 6А на 25 А? Очень просто. Это происходит примерно так. Пропадает свет. Мы вызываем электрика из ЖЭУ. Он диагностировав причину отсутствия света, вам рассказывает о существовании в электрощитке «пробок». Но так как коммунальные службы зачастую бедствуют, и не выделяет электрикам эти пробки, они их ремонтируют. Чего делать категорически нельзя! Этот ремонт выглядит примерно так, поверх рабочих элементов пробки устанавливаются так называемые «жучки», это кусок любой подручной проволки, которым они заменяют специально откалиброванную медную нить, изготовленную заводом изготовителем и рассчитанную на определенный ток срабатывания. На какой ток будет срабатывать пробка теперь не известно.

Видя всю эту картину, жильцы делают самостоятельные запасы пробок на следующий раз, вдруг еще раз перегорят. Но придя в магазин, нас ставит в тупик вопрос продавца электротоваров, «на какой ток срабатывания вам нужна пробка, на сколько Ампер?». Электрик из ЖЭУ вам не сказал, а сами вы не знаете. Помявшись, вы берете то, что рекомендует вам продавец, пробки на 16 или 25 Ампер. Продавцу все равно, что вам продавать, зачастую они продают то, что дороже, а не то, что вам нужно. К тому же конкретно вашей ситуации он не знает, ведь что бы рекомендовать такие вещи нужно знать сечение провода, материал из которого он изготовлен, возраст и состояние электропроводки. Вот такая история, рано или поздно, повторяется практически во всех квартирах нашей страны и могла бы произойти и свами, если бы вы не прочитали об этом в этой книге.

К слову, вся электропроводка, проектированная и монтированная в период с 70 до середины 90 годов, выполнялась в большинстве своем, из алюминиевого провода.

Не многие знают, но износу подвержено все, даже розетки и выключатели. Например, выключатель рассчитан заводом изготовителем на определенное количество включений и выключений. Когда кончается лимит, механизм изношен и подлежит замене. Изнашивается в первую очередь подвижная контактная группа, прижим которой обеспечивает маленькая пружинка внутри механизма. Со временем она ослабевает и подвижный контакт уже нет так плотно взаимодействует с неподвижными, образовавшийся зазор вызывает искрение при каждом включении и ли выключении или просто не всегда срабатывает. К чему это может привести? К быстрому перегоранию лампочек, к преждевременному выходу из строя понижающего трансформатора, которые так часто сейчас применяться в современны х люстрах, к пожару.

По розеткам ситуация аналогичная, прижим контактных клемм к вилке становиться не плотным и вилка начинает болтаться в розетке. К чему это может привести? В лучшем случае к порче электрооборудования, которое воткнуто в розетку, из-за плохого контакта будут происходить микро сбои в работе и оно преждевременно выйдет из строя. В худшем случае пожар. И это мы еще не поговорили о распределительных коробках. В следствии износа провода, с течением времени, контакт ослабевает и начинает греться. К чему это может привести? Думаю понятно без лишних комментариев.

  1. Старая проводка на пределе

Стоит ли еще подробнее рассказывать о том, чем грозит такая жесткая эксплуатация электропроводки и ее несвоевременная замена. Я думаю, нет. Мы убиваем старую электропроводку, даже не подозревая об этом.

Зимний период времени по статистике МЧС самый пожароопасный и основной причиной возгорания является электропроводка.

Мы не уделяем должного внимания данному вопросу из-за полной неграмотности в данной тематике. В школе нам про это никто не говорил и не рассказывал, да тогда в этом еще не было необходимости. А сейчас, когда эта необходимость настала, рассказать некому. По телевизору одни сериалы про ментов, воров и убийц, а реальные электрики без денег палец об палец не ударят, что уж говорить о разъяснительных работах с населением. Вот и получается, что все мы учимся только тогда, когда что-то с нами случается. Мы же, как думаем, со мной этого никогда не случиться, это Коляну и Люське не повезло, а нам повезет.

Помните о том, что в нашей стране не знание, не освобождает от ответственности. А ответственность эта может наступить очень неожиданно. О чем я? Объясню.

Простой пример, допустим (не дай бог конечно) в вашем доме или квартире произошел пожар. Вам повезло и вы остались живы, а все ваше имущество деньги и документы, мебель, бытовая техника – все, что годами наживалось, сгорело дотла. Вы думаете что ваши неприятности на этом кончились? Нет. Доблестные пожарные, разумеется потушат вашу квартиру, но производя сою работу они выливают столько воды, что этого хватает на то, чтоб затопить все квартиры с 5 по 1 этаж.

Итак, в итоге пострадали вы, ваши соседи, что дальше. У кого из вас квартира застрахована от подобных случаев? У 5% из 100 или у тех, кто имеет подобный плачевный опыт или ипотечный кредит.

90%, что пожарные посчитают причиной возникновения пожара неисправную электропроводку. Раз пожар был в вашей квартире из-за вашей проводки, то виноватым в пожаре соседи посчитают вас. Имущество их квартир безвозвратно испорчено — новый ремонт, дорогущая мебель, бытовая техника все залито водой. Логично, что они захотят с кого ни будь потребовать возместить причинённый им материальный ущерб. Спрашивать будут явно не с пожарных. Так что делайте выводы.

Похоже на кошмарный сон, не правда ли? А ведь всего этого можно было избежать.

  1. Все может измениться в один день — перенапряжение

Но это еще не все страхи и кошмары, подстерегающие вашу квартиру и имущество. Помните название книги, ТЫ БУДЕШЬ В ШОКЕ! Эта ситуация может произойти в любом доме и здесь уже неважно какая у вас проводка старая или новая.

Мало кто задумывается о том, как происходит электроснабжение наших квартир и домов и о том, как электричество распределяется по дому, по этажам, квартирам и как попадает в наши любимые электроприборы. Пока все стабильно работает и функционирует, узнавать об этом нет никакой необходимости. Но нужно понимать, что все электроприборы, проживающие в наших домах, имеют заданные заводом изготовителем определенные требования необходимые для их стабильной и долгой работы. Все эти требования прописаны в паспорте оборудования и инструкции по эксплуатации. Но признаемся себе честно, кто и когда читал эти документы. В лучшем случае, при покупке какой либо техники, мы бегло пролистываем несколько страниц и как только узнаем основные обозначения кнопок и краткое описание функций навсегда убираем эти документы в дальний ящик.

Все меняется лишь тогда, когда вдруг наш любимый и нужный прибор по какой либо причине отказывается выполнять свои функции. Возникает моментальный дискомфорт, нарушается привычный ритм жизни и только тогда мы начинаем разбираться в вопросах поломки и неисправности электроприбора. Этот вопрос без серьезных финансовых затрат возможно решить в сервисном центре по обслуживанию и ремонту бытовых электроприборов. Напомню, что этот дискомфорт возник из-за неисправности всего лишь одного электроприбора.

Но может случиться и по другому.

Задумывались ли вы когда-нибудь, что возможно потерять ВСЮ нажитую честным трудом электробытовую технику и приборы всего за несколько минут. И что это так же реально, как и проснувшись рано утром обнаружить в своем туалете пригоревшую лампочку. Я думаю, что не задумывались.

Данное событие называется перенапряжением. Что же это такое, и что во время него происходит? На участке электросети, от питающей электрораспределительной понижающей подстанции до вашего счетчика отгорает всего один провод – нулевой. В секунду начинается процесс бесконтрольного хаотичного гуляния тока по проводам и квартирам. От кого то он уйдет совсем и напряжение упадет до 60-80 Вольт. А к кому то придёт, причем весь, даже тот, который от кого то ушел. И у тех, к кому он придет, очень не повезет, так как вместо положенный 220 Вольт во всех розетках окажется 380 Вольт. И вот тогда прощайте лампочки и бытовая техника. Все, что подключено к электросети задымиться и выйдет из строя. И вот тогда, ремонт техники, которая еще будет подлежать ремонту обойдется ой, как дорого. А все остальное придётся выкинуть и купить новое.

  1. Можно ли избежать возникновение пожара из-за старой электропроводки

Защитить старую электропроводку от пожара практически не представляется возможным. Рано или поздно, что то обязательно случиться. Но вот уменьшить вероятность плохого развития сценария попробовать можно. Для этого необходимо:

  • узнать сечение провода и материал, которым выполнена электропроводка (как правило, это 2,5 квадрата алюминия, до 93 года включительно, а дальше пошло постепенное введение самого дешёвого медного провода)
  • посмотреть, на какую нагрузку рассчитан провод заводом изготовителем (2,5 квадрата меди на 21-25 Ампер – 5 Киловатт, 2,5 квадрата алюминия 18 Ампер – 3 Киловатта)
  • занизить устройство защиты провода для меди в 1,5-2 раза (например, при сечении жилы провода 2,5 квадрата рассчитанная защита равна 25 Амперам, ставим на 16). Для алюминия в 2,5-3 раза (при сечении провода 2,5 квадрата расчетная защита равна 16 Амперам — ставим на 6 Ампер)
  • заменить все неисправные или частично неисправные элементы проводки – розетки, выключатели, люстры, светильники, электросчетчик

Это самый простой и доступный способ, но он не решает проблему, а всего лишь уменьшает вероятность ее возникновения.

  1. Как защититься от перенапряжения

Защититься от перенапряжения вероятно всего лишь двумя способами.

  • Сделать заземление, причем то которое сделано правильно и будет работать, как положено
  • Помимо основных средств защиты, установить дополнительное устройство ограничивающее напряжение
  • Теме защиты бытовой техники и электроники от перенапряжения и скачков напряжения в электрической сети будет посвящен отдельный материал. Данный вопрос требует детального подхода для грамотного описания его решения.

Единственно правильный вариант решения вашей проблемы

Мы разобрали основной вариант защиты старой электропроводки, который уменьшает вероятность происшествия чрезвычайной ситуации, но не решает этот вопрос в корне. Давайте разберемся, каково же основное решение данной проблемы.

Решение одно – замена электропроводки и грамотно подобранная защита.

Сейчас в головах многих промелькнула мысль разочарования, так как данный метод являться очень пыльным, финансово затратным и возможен только при проведении капитального ремонта квартиры или дома. Да, действительно, лучше производить замену проводки одним заходом, везде и сразу.

Но есть вариант и частичной, поэтапной замены. Ведь все мы рано или поздно делаем косметический ремонт свое жилья, меняем обои, красим потолки, меняем окна. При очередном проведении данного мероприятия к списку дел добавляем замену электропроводки. Причем легко и просто. Делаем ремонт в детской, поменяли электрику, делаем через год в зале или на кухне, то же меняем. Таким образом, постепенно будет обновлена электрика во всей квартире. Каким образом это сделать, вы узнаете из материалов тренинг центра «Электрика в квартире и доме Своими Руками». Если вы читаете эту книгу значит, вам небезразлична безопасность вашего дома, наши уроки и руководства помогут вам жить, не подвергая опасности ваш дом и семью из-за проблем с электрикой.

Не откладывайте решение в долгий ящик, помните, от этого зависит ваша безопасность и безопасность ваших близких.

Анализ пожаров, возникающих при эксплуатации электроустановок, показывает, что наиболее частыми причинами их являются:

  • короткие замыкания в электропроводках и электрическом оборудовании;
  • воспламенение горючих материалов, находящихся в непосредственной близости от электроприемников, включенных на продолжительное время и оставленных без присмотра;
  • токовые перегрузки электропроводок и электрооборудования;
  • большие переходные сопротивления в местах контактных соединений;
  • появление напряжения на строительных конструкциях и технологическом оборудовании;
  • разрыв колб электроламп и попадание раскаленных частиц нити накаливания на легкогорючие материалы и др.

Короткие замыкания

Короткие замыкания возникают в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановок.
Опасные повреждения кабелей и проводок могут возникать вследствие чрезмерного растяжения, перегибов, в местах подсоединения их к электродвигателям или аппаратам управления, при земляных работах и т. п. При нарушении изоляции на жилах кабеля возникают утечки тока, которые затем перерастают в токи короткого замыкания. В зависимости от характера повреждения внутри кабеля может нарастать аварийный процесс короткого замыкания с сопутствующим мощным выбросом в окружающую среду искр и пламени.
Так как многие виды электрооборудования не являются влаго- и пыленепроницаемыми, то производственная пыль (особенно токопроводящая сажа, копоть, графит), химически активные вещества и влага проникают внутрь их оболочки и оседают на поверхности электроизоляционных частей и материалов. Некоторые нагревающиеся части электрооборудования при остановке охлаждаются, поэтому на них часто выпадает конденсат воды. Все это может привести к повреждению и переувлажнению изоляции и вызвать чрезмерные токи утечки, дуговые короткие замыкания, перекрытия или замыкания как изолированных обмоток, так и других токоведущих частей.
Изоляция электроустановок может повреждаться при воздействии на нее высокой температуры или пламени во время пожара, из-за перенапряжения в результате первичного или вторичного воздействия молнии, перехода напряжения с установок выше 1000 В на установки до 1000 В и т. д.
Причиной короткого замыкания может быть схлестывание проводов воздушных линий электропередач под действием ветра и от наброса на них металлических предметов. К возникновению короткого замыкания могут привести ошибочные действия обслуживающего персонала при различных оперативных переключениях, ревизиях и ремонтах электрооборудования.

Профилактика короткого замыкания

Наиболее действенным предупреждением короткого замыкания являются правильный выбор, монтаж и эксплуатация электрических сетей, машин и аппаратов. Конструкция, вид исполнения, способ установки и класс изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов, кабелей, проводов и прочего электрооборудования должны соответствовать номинальным параметрам сети или электроустановки (току, нагрузке, напряжению), условиям окружающей среды и требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Особенно строго следует соблюдать регулярное проведение осмотров, ремонтов, планово-предупредительных и профилактических испытаний электрооборудования во взрывоопасных установках как при приемке его, так и при эксплуатации. Кроме того, должна быть предусмотрена электрическая защита сетей и электрооборудования. Основное назначение электрической защиты заключается в том, что питание поврежденной в любом месте проводки должно быть прекращено раньше, чем произойдет опасное развитие аварии. Наиболее эффективными аппаратами защиты являются быстродействующие реле и выключатели, установочные автоматы и плавкие предохранители.

Перегрузки

Перегрузкой называется такой аварийный режим, при котором в проводниках электрических сетей, машин и аппаратов возникают токи, длительно превышающие величины, допускаемые нормами.
Одним из видов преобразования электрической энергии является переход ее в тепловую. Электрический ток в проводниках электрических сетей, машин и аппаратов выделяет теплоту, рассеивающуюся в окружающем пространстве. Проводники при этом могут нагреваться до опасных температур. Так, для голых медных, алюминиевых и стальных проводов воздушных линий максимально допустимая температура не должна превышать 70°С. Объясняется это тем, что с повышением температуры усиливаются окислительные процессы и на проводах (особенно в контактных соединениях) образуются окиси, имеющие высокое сопротивление; увеличивается сопротивление контакта, и следовательно, выделяемая в нем теплота. С увеличением температуры соединения увеличивается окисление, а это может привести к полному разрушению контакта провода.
Весьма опасным является перегрев изолированных проводников, особенно с горючей изоляцией, приводящий к ускорению её износа (старению). Старение изоляции оценивается в относительных единицах. За единицу принимается старение, соответствующее работе при температуре, допускаемой нормами для данного рода изоляции. Для расчетов обычно пользуются установленным экспериментально «восьмиградусным правилом». По этому правилу длительное повышение температуры проводника сверх допустимого на каждые 8°С, приводит к ускорению износа его изоляции вдвое.
Опыты показали, что продолжительность срока службы изоляции в электродвигателях при нагреве до 100°С будет 10 – 15 лет, а при 150°С сокращается до l,5 – 2 мес.
Старение изоляции характеризуется уменьшением ее эластичности и механической прочности. Сильно состарившаяся изоляция под влиянием вибрации при работе трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т. п. начинает растрескиваться и ломаться. Следствием этого могут быть электрический пробой изоляции и повреждение электроустановки, а при наличии сгораемой изоляции и пожаро- и взрывоопасной среды – пожар или даже взрыв.
Причиной возникновения перегрузки может быть неправильный расчет проводников при проектировании. Если сечение проводников занижено, то при включении всех предусмотренных электроприёмников возникает перегрузка. Перегрузка может возникнуть из-за дополнительного включения электроприёмников, на которые проводники сети не рассчитаны.

Профилактика перегрузок

Чтобы избежать перегрузки или ее последствий, при проектировании необходимо правильно выбирать сечения проводников сетей по допустимому току, а также электродвигатели и аппараты управления.
В процессе эксплуатации электрических сетей нельзя включать дополнительно электроприёмники, если сеть на это не рассчитана.
При эксплуатации машин и аппаратов не следует допускать нагрев их до температуры, превышающей предельно допустимую.
Для защиты электроустановок от токов перегрузки наиболее эффективными являются автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей и плавкие предохранители.

Переходные сопротивления

Переходными называются сопротивления в местах перехода тока с одной контактной поверхности на другую через площадки действительного их соприкосновения. В таком контактном соединении за единицу времени выделяется некоторое количество теплоты, пропорциональное квадрату тока и сопротивлению участков действительного соприкосновения.
Количество выделяемой теплоты может быть столь значительным, что места переходных сопротивлений сильно нагреваются. Следовательно, если нагретые контакты будут соприкасаться с горючими материалами, возможно их воспламенение, а соприкосновение этих мест со взрывоопасными концентрациями горючих пылей, газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей явится причиной взрыва.

Профилактика пожаров от контактных сопротивлений

Чтобы увеличить площади действительного соприкосновения контактов, необходимо увеличить силы их сжатия путем применения упругих контактов или специальных стальных пружин. Если контактные плоскости прижать друг к другу с некоторой силой, мелкие бугорки в местах касания плоскостей будут несколько сминаться, при этом увеличатся размеры соприкасающихся основных площадок и появятся новые дополнительные площадки касания. Переходное сопротивление контакта снизится, уменьшится и нагрев контактного устройства.
Для отвода тепла от точек соприкосновения и рассеивания его в окружающую среду необходимы контакты с достаточной массой и поверхностью охлаждения. Особое внимание следует уделять местам соединения проводов и подключения их к контактам вводных устройств электроприемников. На съемных концах для удобства и надежности контакта применяют наконечники различной формы и специальные зажимы, что особенно важно для алюминиевых проводов. Для надежности контакта предусматривают также пружинящие шайбы и бортики, препятствующие растеканию алюминия. В местах, подвергающихся вибрации, при любых проводниках необходимо применять пружинящие шайбы или контргайки. Все контактные соединения должны быть доступны для осмотра - их систематически контролируют в процессе эксплуатации.
Существует несколько способов соединения проводов; основные из них - пайка, сварка, механическое соединение под давлением (опрессование). При пайке необходим источник тепла с температурой, достаточной для нагревания соединяющихся проводов и плавления дополнительного металла (олова или оловянно-свинцовых припоев). Во время пайки изолированных проводов следует применять предохранительные меры, чтобы не повредить изоляцию.
Сварка проводов (электрическая и газопламенная) обеспечивает надежный электрический контакт (что особенно важно для алюминиевых проводов), однако это сложная операция, требующая большого опыта. Соединение проводов пайкой и сваркой не допускается в помещениях со взрывоопасной средой.
Наиболее распространено в настоящее время соединение проводов механической опрессовкой специальными клещами и гидропрессом. Этот способ дает хороший электрический контакт, не требует источника тепла и дефицитных припоев и допускается в помещениях с взрывоопасной средой.
Жилы проводов и кабелей в местах соединений и ответвлений должны иметь такую же изоляцию, как и в целых местах этих проводов и кабелей. Для уменьшения влияния окисления на контактное сопротивление размыкающиеся контакты конструируют таким образом, чтобы размыкание и замыкание их сопровождались скольжением (трением) одного контакта по другому. При этом тонкая пленка окислов разрушается, удаляется с площадки действительного касания контактов, и происходит самоочищение контактов.
Контакты из меди, латуни и бронзы защищают от окисления лужением тонким слоем олова или сплава олова и свинца. Лужение медных контактов особенно эффективно в наружных установках, в сырых или содержащих активные газы и пары помещениях и при температуре воздуха выше 60°С. В процессе эксплуатации необходимо систематически следить за тем, чтобы контакты аппаратов, машин и т. п. плотно и с достаточной силой прилегали друг к другу. Существенную роль играет защитная смазка, предохраняющая контактную поверхность от быстрого окисления.

Короткое замыкание в электропроводке. Возможные причины пожара

Владимир Фишман, главный специалист, группа компаний «ЭлектрощитТМСамара», филиал «ЭнергосетьпроектННСЭЩ», г. Нижний Новгород

Если раньше основной причиной пожаров в жилых зданиях считалось «неосторожное обращение с огнем», то теперь всё чаще их причиной называют «короткое замыкание в электропроводке». Бурная электрификация жилого сектора заставляет внимательнее анализировать домашнюю электроустановку (электропроводку, электроприборы, защитную и коммутационную аппаратуру) с точки зрения опасности возникновения пожара.

Владимир Семенович Фишман уже рассказывал об особенностях расчета процессов КЗ в низковольтных сетях («Новости ЭлектроТехники» № 2(32) 2005, № 3(33) 2005). Сегодня он рассматривает условия, при которых короткое замыкание действительно может стать причиной пожара.

Нормативные требования

Согласно ПУЭ, электрические сети напряжением до 1 кВ жилых и общественных зданий должны защищаться от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Приведем несколько выдержек из ПУЭ :

п. 3.1.10. «Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебнобытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах».

п. 3.1.11. «В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), - для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;

100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок».

Схема электроснабжения

Рассмотрим характерную схему электроснабжения жилого здания (рис. 1). Источник питания - это, как правило, отдельно стоящая ПС со своим распределительным щитом 10(6)/0,4/0,23 кВ. На вводе в здание расположено вводнораспределительное устройство - ВРУ0,4/0,23 кВ. Следующая ступень - этажный групповой распределительный щиток (ГРЩ), последняя ступень - квартирный распределительный щиток (КРЩ). Упомянутые распредустройства связаны между собой проводниками, минимально допустимые сечения которых указаны в ПУЭ. Номинальные токи аппаратов, защищающие кабели и провода как от токов КЗ, так и от перегрузки, выбираются в соответствии c ПУЭ.

Условия возгорания электропроводки

Возникает вопрос, может ли при выполнении вышеуказанных и других требований ПУЭ произойти возгорание электропроводки при коротком замыкании (КЗ)? Считается, что возгорание электропроводки происходит при достижении проводником определенной температуры, зависящей от типа изоляции кабеля . Так, для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией, широко применяемых в настоящее время, эта температура равна:  = 350 OС.

Изменение температуры проводника при протекании тока КЗ описывается формулами, приведенными в . С учетом некоторых особенностей, в частности, кратковременности протекания тока КЗ (о чем будет сказано далее), в рассматриваемых случаях для проводников с медными жилами можно использовать следующую формулу:

где кон. и нач. - соответственно конечная и начальная температуры токоведущей жилы проводника, ОС;

к - показатель степени:

где t - время протекания тока КЗ, с;

S - сечение проводника, мм2;

Интеграл Джоуля или тепловой импульс, кА2/с.

В общем случае ток КЗ содержит периодическую и апериодическую составляющие, т.е.:

Однако, как показывает анализ, влияние апериодической составляющей в данном случае невелико ввиду её быстрого затухания (постоянная времени затухания Т 0,003 с). В результате интегрирования на интервале времени действия защитной аппаратуры (0 - 0,02 с) получим:

где Iд - действующее значение периодической составляющей тока КЗ.

Тогда формула (1а) примет вид:

Из приведенных формул видно, что предельные значения токов КЗ, при которых возгорание проводника не произойдет, зависят от его сечения и времени отключения КЗ.

ГРАНИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ

Минимально допустимые значения токов КЗ

Анализируя защитные времятоковые характеристики автоматических выключателей (рис. 2), мы видим две области: область работы отсечки, предназначенной для отключения токов КЗ, и область работы тепловых расцепителей, предназначенных для защиты от перегрузки.

Время действия отсечки измеряется сотыми и тысячными долями секунды, а время действия защиты от перегрузки - от нескольких секунд до нескольких минут. Очевидно, что КЗ должны отключаться как можно быстрее, т.е. отсечкой автоматического выключателя. Если КЗ будет отключаться медленно действующей тепловой защитой, то неминуемо произойдет повреждение горящей дугой соседних проводников, на которых вследствие этого также произойдут короткие замыкания. При этом пожар неминуем.

Исходя из требований чувствительности, можно определить минимальные значения токов КЗ, при которых будет надежно срабатывать отсечка автоматических выключателей:

Iкзмин. = Iном · 2 · 5,

где Iном - номинальный ток автомата;

2 - коэффициент надежности;

5 - кратность тока срабатывания отсечки.

Максимально допустимые значения токов КЗ

Для определения максимально допустимых значений токов КЗ, при которых возгорание электропроводки ещё не произойдет, используем формулы (1) и (2).

Примем начальную температуру проводника нач. = 30 OС. В качестве конечной следует принять такую, при которой изоляция электропроводки ещё не теряет своих свойств и позволяет осуществлять дальнейшую эксплуатацию. Для кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией эта температура лежит в диапазоне 160 - 250 ОС . Примем среднее значение кон. = 200ОС:

Важную роль играет время срабатывания электромагнитных расцепителей автомата при КЗ. ГОСТ Р 5034599 , а также аналогичные зарубежные документы, к сожалению, содержат лишь требование о том, что время действия автоматических выключателей в начальной зоне отсечки («время мгновенного расцепления») должно быть менее 0,1 с.

Однако из каталожных времятоковых характеристик автоматов следует, что на самом деле время срабатывания выключателей намного меньше. Так, для автоматов типа LSN и С 60а это время не превышает 20 мс, а при больших кратностях тока КЗ ещё меньше (рис. 2а и 2б). При времени отключения 20 мс предельно допустимое значение тока КЗ для медного проводника сечением 1,5 мм2 составит:

Задаваясь регламентированными ПУЭ минимально допустимыми значениями сечений медных проводников на разных ступенях системы электроснабжения (табл. 7.1.1), можно аналогичным образом определить максимальные и минимальные значения тока на других ступенях системы электроснабжения. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

Следует ещё раз подчеркнуть, что максимально допустимые значения тока КЗ в значительной мере зависят от быстродействия автоматического выключателя при КЗ.

Если необходимо решить другую задачу - определения минимально допустимого сечения кабеля или провода при заданном токе КЗ и времени его отключения, то можно использовать формулу:

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ ПРОВОДНИКОВ

Перегрузка электрической сети в быту может наступить, в частности, при использовании дополнительных обогревательных электроприборов в холодное время года, в случае аварии в системе водяного отопления и т.п.

Несмотря на то, что согласно ПУЭ внутренние электросети жилых и административных зданий должны быть защищены от перегрузки, всё же защитные аппараты допускают некоторую перегрузку проводников. Это связано с тем, что надежное срабатывание предохранителей происходит при токах, превышающих 1,6Iном, а автоматов - 1,45Iном.

Поэтому, если, например, автомат выбран в соответствии с требованиями ПУЭ, т.е. его номинальный ток равен длительно допустимому току проводника, то последний может длительно работать с нагрузкой 145% Iдоп. При этом его температура может достигать:

р = о + (д - р) · (Iпред / Iр)2 = 30 + (65 - 25) 1,452 = 147 OС.

Эта величина больше длительно допустимой температуры для кабелей с пластмассовой изоляцией, указанной в ПУЭ и равной 65 OС.

При возникновении КЗ в процессе длительной перегрузки температура проводника превысит предельно допустимое значение 350 OС и составит для S = 1,5 мм2 при Iкз = 1550 А (1):

кон. = 147 · ек + 228 (ек - 1) = 394 OС, где к = 0,506.

На основании вышеизложенного напрашивается вывод о том, что для исключения возможного превышения допустимых температур электропроводки при перегрузках и КЗ номинальные токи защитной аппаратуры следует выбирать несколько ниже, чем требует ПУЭ, как, например, для автоматических выключателей: Iном.авт. 80% Iдоп.

Обратим внимание на то, что действующие ПУЭ не требуют проверки проводников до 1 кВ на термическую стойкость к токам КЗ. Однако в отношении жилых и административных помещений с этим трудно согласиться с учетом возможных тяжелых последствий.

РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ В СХЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ

Токи КЗ в системе электроснабжения напряжением до 1 кВ рассчитываются согласно методике, изложенной в ГОСТ 2824993 . Расчет оказывается более сложным, чем для сетей напряжением 6-35 кВ, что объясняется рядом обстоятельств:

необходимостью учета не только реактивных, но и активных сопротивлений элементов схемы;

необходимостью учета сопротивлений контактных соединений;

необходимостью учета увеличения активных сопротивлений проводника при росте температуры;

необходимостью учета сопротивления дуги;

отсутствием точных данных по сопротивлениям нулевой последовательности некоторых элементов системы электроснабжения (кабели с непроводящей оболочкой, силовые трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн, Y/Zн).

Однако это отдельная тема для разговора.

Как показывают расчеты, при установке на подстанциях трансформаторов мощностью 630 кВ·А и более, токи КЗ у потребителя могут превышать указанные в табл. 1 максимально допустимые значения. С целью ограничения токов КЗ в электросети жилого помещения можно применять питающие трансформаторы со схемами соединения обмоток Y/Yн. Такие трансформаторы обладают повышенными сопротивлениями нулевой последовательности, снижающими токи однофазного КЗ . В ряде случаев следует идти на увеличение сечения проводников внутренней электропроводки по сравнению с требуемым по условиям допустимой нагрузки и минимально допустимыми значениями, указанными в ПУЭ.

Из всего вышеизложенного следует, что даже при выполнении действующих нормативных требований, в результате КЗ на отдельных участках электропроводки жилых зданий могут создасться условия для возгорания. Однако в этом случае само КЗ было бы неправильно квалифицировать как причину пожара. Истинными причинами пожара являются либо неправильные технические решения, либо недостаточная надежность и быстродействие примененной защитной аппаратуры, либо превышение нормативного срока эксплуатации электрооборудования и т.п.

Табл. 1. Граничные значения тока КЗ на различных ступенях системы электроснабжения

Выводы

1. В результате коротких замыканий, при значительных величинах тока КЗ и недостаточном быстродействии защитной аппаратуры, существует реальная опасность возгорания или серьезного ухудшения состояния изоляции внутренней электропроводки зданий.

2. Учитывая особую опасность возгорания, целесообразно ввести нормативное требование о выполнении проверки термической стойкости электропроводки в жилых зданиях.

3. Для исключения перегрузок внутренней электропроводки номинальные токи защитных аппаратов необходимо выбирать ниже длительно допустимых токов защищаемых проводников.

4. При выборе защитных аппаратов особое внимание следует уделять надежным автоматическим выключателям с гарантированным быстродействием в зоне мгновенного расцепления 0,02 с и менее.

Список литературы

1. Правила Устройства Электроустановок, 6е и 7е изд.

2. Технический циркуляр №Ц0298(э) Департамента стратегии развития и научнотехнической политики РАО «ЕЭС России».

3. ГОСТ Р 5034599. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.

4. ГОСТ 2824993. Токи короткого замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

5. Федоровская А.И., Фишман В.С. Силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ. Области применения различных схем соединения обмоток // Новости ЭлектроТехники. - 2006. - № 5.

Владимир Фишман, главный специалист, группа компаний «ЭлектрощитТМСамара», филиал «ЭнергосетьпроектННСЭЩ», г. Нижний Новгород

Если раньше основной причиной пожаров в жилых зданиях считалось «неосторожное обращение с огнем», то теперь всё чаще их причиной называют «короткое замыкание в электропроводке». Бурная электрификация жилого сектора заставляет внимательнее анализировать домашнюю электроустановку (электропроводку, электроприборы, защитную и коммутационную аппаратуру) с точки зрения опасности возникновения пожара.

Владимир Семенович Фишман уже рассказывал об особенностях расчета процессов КЗ в низковольтных сетях («Новости ЭлектроТехники» № 2(32) 2005, № 3(33) 2005). Сегодня он рассматривает условия, при которых короткое замыкание действительно может стать причиной пожара.

Нормативные требования

Согласно ПУЭ, электрические сети напряжением до 1 кВ жилых и общественных зданий должны защищаться от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Приведем несколько выдержек из ПУЭ :

п. 3.1.10. «Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебнобытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах».

п. 3.1.11. «В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), – для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;

100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) – для проводников всех марок».

Схема электроснабжения

Рассмотрим характерную схему электроснабжения жилого здания (рис. 1). Источник питания – это, как правило, отдельно стоящая ПС со своим распределительным щитом 10(6)/0,4/0,23 кВ. На вводе в здание расположено вводнораспределительное устройство – ВРУ0,4/0,23 кВ. Следующая ступень – этажный групповой распределительный щиток (ГРЩ), последняя ступень – квартирный распределительный щиток (КРЩ). Упомянутые распредустройства связаны между собой проводниками, минимально допустимые сечения которых указаны в ПУЭ. Номинальные токи аппаратов, защищающие кабели и провода как от токов КЗ, так и от перегрузки, выбираются в соответствии c ПУЭ.

Условия возгорания электропроводки

Возникает вопрос, может ли при выполнении вышеуказанных и других требований ПУЭ произойти возгорание электропроводки при коротком замыкании (КЗ)? Считается, что возгорание электропроводки происходит при достижении проводником определенной температуры, зависящей от типа изоляции кабеля . Так, для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией, широко применяемых в настоящее время, эта температура равна:  = 350 OС.

Изменение температуры проводника при протекании тока КЗ описывается формулами, приведенными в . С учетом некоторых особенностей, в частности, кратковременности протекания тока КЗ (о чем будет сказано далее), в рассматриваемых случаях для проводников с медными жилами можно использовать следующую формулу:

где кон. и нач. – соответственно конечная и начальная температуры токоведущей жилы проводника, ОС;

к – показатель степени:

(1а)

где t – время протекания тока КЗ, с;

S – сечение проводника, мм2;

– интеграл Джоуля или тепловой импульс, кА2/с.

В общем случае ток КЗ содержит периодическую и апериодическую составляющие, т.е.:

Однако, как показывает анализ, влияние апериодической составляющей в данном случае невелико ввиду её быстрого затухания (постоянная времени затухания Т

0,003 с). В результате интегрирования на интервале времени действия защитной аппаратуры (0 - 0,02 с) получим:

где Iд – действующее значение периодической составляющей тока КЗ.

Тогда формула (1а) примет вид:

(4)

Из приведенных формул видно, что предельные значения токов КЗ, при которых возгорание проводника не произойдет, зависят от его сечения и времени отключения КЗ.

ГРАНИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ

Минимально допустимые значения токов КЗ

Анализируя защитные времятоковые характеристики автоматических выключателей (рис. 2), мы видим две области: область работы отсечки, предназначенной для отключения токов КЗ, и область работы тепловых расцепителей, предназначенных для защиты от перегрузки.

Время действия отсечки измеряется сотыми и тысячными долями секунды, а время действия защиты от перегрузки – от нескольких секунд до нескольких минут. Очевидно, что КЗ должны отключаться как можно быстрее, т.е. отсечкой автоматического выключателя. Если КЗ будет отключаться медленно действующей тепловой защитой, то неминуемо произойдет повреждение горящей дугой соседних проводников, на которых вследствие этого также произойдут короткие замыкания. При этом пожар неминуем.

Исходя из требований чувствительности, можно определить минимальные значения токов КЗ, при которых будет надежно срабатывать отсечка автоматических выключателей:

Iкзмин. = Iном · 2 · 5,

где Iном – номинальный ток автомата;

2 – коэффициент надежности;

5 – кратность тока срабатывания отсечки.

Максимально допустимые значения токов КЗ

Для определения максимально допустимых значений токов КЗ, при которых возгорание электропроводки ещё не произойдет, используем формулы (1) и (2).

Примем начальную температуру проводника нач. = 30 OС. В качестве конечной следует принять такую, при которой изоляция электропроводки ещё не теряет своих свойств и позволяет осуществлять дальнейшую эксплуатацию. Для кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией эта температура лежит в диапазоне 160 - 250 ОС . Примем среднее значение кон. = 200ОС:

Важную роль играет время срабатывания электромагнитных расцепителей автомата при КЗ. ГОСТ Р 5034599 , а также аналогичные зарубежные документы, к сожалению, содержат лишь требование о том, что время действия автоматических выключателей в начальной зоне отсечки («время мгновенного расцепления») должно быть менее 0,1 с.

Однако из каталожных времятоковых характеристик автоматов следует, что на самом деле время срабатывания выключателей намного меньше. Так, для автоматов типа LSN и С 60а это время не превышает 20 мс, а при больших кратностях тока КЗ ещё меньше (рис. 2а и 2б). При времени отключения 20 мс предельно допустимое значение тока КЗ для медного проводника сечением 1,5 мм2 составит:

Задаваясь регламентированными ПУЭ минимально допустимыми значениями сечений медных проводников на разных ступенях системы электроснабжения (табл. 7.1.1), можно аналогичным образом определить максимальные и минимальные значения тока на других ступенях системы электроснабжения. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

Следует ещё раз подчеркнуть, что максимально допустимые значения тока КЗ в значительной мере зависят от быстродействия автоматического выключателя при КЗ.

Если необходимо решить другую задачу – определения минимально допустимого сечения кабеля или провода при заданном токе КЗ и времени его отключения, то можно использовать формулу:

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ ПРОВОДНИКОВ

Перегрузка электрической сети в быту может наступить, в частности, при использовании дополнительных обогревательных электроприборов в холодное время года, в случае аварии в системе водяного отопления и т.п.

Несмотря на то, что согласно ПУЭ внутренние электросети жилых и административных зданий должны быть защищены от перегрузки, всё же защитные аппараты допускают некоторую перегрузку проводников. Это связано с тем, что надежное срабатывание предохранителей происходит при токах, превышающих 1,6Iном, а автоматов – 1,45Iном.

Поэтому, если, например, автомат выбран в соответствии с требованиями ПУЭ, т.е. его номинальный ток равен длительно допустимому току проводника, то последний может длительно работать с нагрузкой

145% Iдоп. При этом его температура может достигать:

р = о + (д – р) · (Iпред / Iр)2 = 30 + (65 – 25) 1,452 = 147 OС.

Эта величина больше длительно допустимой температуры для кабелей с пластмассовой изоляцией, указанной в ПУЭ и равной 65 OС.

При возникновении КЗ в процессе длительной перегрузки температура проводника превысит предельно допустимое значение 350 OС и составит для S = 1,5 мм2 при Iкз = 1550 А (1):

кон. = 147 · ек + 228 (ек – 1) = 394 OС, где к = 0,506.

На основании вышеизложенного напрашивается вывод о том, что для исключения возможного превышения допустимых температур электропроводки при перегрузках и КЗ номинальные токи защитной аппаратуры следует выбирать несколько ниже, чем требует ПУЭ, как, например, для автоматических выключателей: Iном.авт.

80% Iдоп.

Обратим внимание на то, что действующие ПУЭ не требуют проверки проводников до 1 кВ на термическую стойкость к токам КЗ. Однако в отношении жилых и административных помещений с этим трудно согласиться с учетом возможных тяжелых последствий.

РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ В СХЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ

Токи КЗ в системе электроснабжения напряжением до 1 кВ рассчитываются согласно методике, изложенной в ГОСТ 2824993 . Расчет оказывается более сложным, чем для сетей напряжением 6–35 кВ, что объясняется рядом обстоятельств:

необходимостью учета не только реактивных, но и активных сопротивлений элементов схемы;

необходимостью учета сопротивлений контактных соединений;

необходимостью учета увеличения активных сопротивлений проводника при росте температуры;

необходимостью учета сопротивления дуги;

отсутствием точных данных по сопротивлениям нулевой последовательности некоторых элементов системы электроснабжения (кабели с непроводящей оболочкой, силовые трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн, Y/Zн).

Однако это отдельная тема для разговора.

Как показывают расчеты, при установке на подстанциях трансформаторов мощностью 630 кВ·А и более, токи КЗ у потребителя могут превышать указанные в табл. 1 максимально допустимые значения. С целью ограничения токов КЗ в электросети жилого помещения можно применять питающие трансформаторы со схемами соединения обмоток Y/Yн. Такие трансформаторы обладают повышенными сопротивлениями нулевой последовательности, снижающими токи однофазного КЗ . В ряде случаев следует идти на увеличение сечения проводников внутренней электропроводки по сравнению с требуемым по условиям допустимой нагрузки и минимально допустимыми значениями, указанными в ПУЭ.

Из всего вышеизложенного следует, что даже при выполнении действующих нормативных требований, в результате КЗ на отдельных участках электропроводки жилых зданий могут создасться условия для возгорания. Однако в этом случае само КЗ было бы неправильно квалифицировать как причину пожара. Истинными причинами пожара являются либо неправильные технические решения, либо недостаточная надежность и быстродействие примененной защитной аппаратуры, либо превышение нормативного срока эксплуатации электрооборудования и т.п.

Табл. 1. Граничные значения тока КЗ на различных ступенях системы электроснабжения



Выводы

1. В результате коротких замыканий, при значительных величинах тока КЗ и недостаточном быстродействии защитной аппаратуры, существует реальная опасность возгорания или серьезного ухудшения состояния изоляции внутренней электропроводки зданий.

2. Учитывая особую опасность возгорания, целесообразно ввести нормативное требование о выполнении проверки термической стойкости электропроводки в жилых зданиях.

3. Для исключения перегрузок внутренней электропроводки номинальные токи защитных аппаратов необходимо выбирать ниже длительно допустимых токов защищаемых проводников.

4. При выборе защитных аппаратов особое внимание следует уделять надежным автоматическим выключателям с гарантированным быстродействием в зоне мгновенного расцепления 0,02 с и менее.

Список литературы

1. Правила Устройства Электроустановок, 6е и 7е изд.

2. Технический циркуляр №Ц0298(э) Департамента стратегии развития и научнотехнической политики РАО «ЕЭС России».

3. ГОСТ Р 5034599. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.

4. ГОСТ 2824993. Токи короткого замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

5. Федоровская А.И., Фишман В.С. Силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ. Области применения различных схем соединения обмоток // Новости ЭлектроТехники. – 2006. – № 5.