Зменшення ймовірності виникнення пожежі при короткому замиканні: які способи доцільно застосувати

12:56 15.10.2024

Мінімальний переріз провідника напругою до 1 кВ за умовою забезпечення термічної стійкості та за умовою незагоряння при короткому замиканні (КЗ) визначається за виразом (вираз 1):

S = √I_КЗ² Т_К/К, (1)

де I_КЗ²Т_К — тепловий імпульс на початку та в кінці лінії. У вираз (1) підставляється максимальне значення теплового імпульсу;

I_КЗ — струм короткого замикання на початку та в кінці лінії;

Т_К — тривалість струму КЗ на початку і в кінці лінії, що відключається захисним апаратом пошкодженої лінії.

Відповідно до таблиці 1.3.2 Правил улаштування електроустановок (ПУЕ), максимальна допустима температура кабелю з полівінілхлоридною ізоляцією становить 160°С; К — постійна складова, яка залежить від матеріалу провідника та ізоляції. Для кабелю з полівінілхлоридною ізоляцією з алюмінієвими жилами цей коефіцієнт складає 74, а для кабелів із мідними жилами — 115.

Розрахунки показують, що провідники перетином від 1,5 до 6 мм² термічно нестійкі під час КЗ, а також нестійкі за умови незагоряння під час КЗ. Допустима температура за умови незагоряння, відповідно до таблиці 1.3.2 ПУЕ, становить 350°С. У разі, коли провідник не відключається своїм захисним апаратом, збільшується тривалість короткого замикання, через що температура може перевищити 350°С. Тому захисний апарат наступної ділянки повинен відключати невідключені пошкодження за час, за якого температура не перевищить допустимого значення. Цей час може бути визначений за виразом:

Т_{К розрах.} = К² ´ S²/I_КЗ, (2)

де К дорівнює 115 і 170 відповідно для кабелів з алюмінієвою та мідною жилами.

Якщо значення Т_{К розрах.} виявилося менше часу Т, визначеного під час струмової характеристики захисного апарату, необхідно встановити захисний апарат на менший струм із таким розрахунком, щоб Т було менше, ніж Т_{К розрах.}. До цього захисного апарату, який має забезпечити дальнє резервування, необхідно підключити кілька ліній.

За статистичними даними, 25% пожеж виникає під час КЗ. Раніше ПУЕ не вимагали перевірки провідників до 1 кВ за струмами КЗ. Наразі ж до п. 1.4.2 ПУЕ включено вимогу про перевірку провідників напругою до 1 кВ на термічну стійкість до струмів КЗ та за умови незагоряння. Однак ця вимога не поширюється на наявні електроустановки.

Пунктом 5.11 ДБН В.2.5-23:2010 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Проєктування електрообладнання об’єктів цивільного призначення» регламентується перевірка провідників тільки щодо нагрівання та за умов падіння напруги. Тому наявні мережі перерізом 1,5–6 мм² будуть і є джерелом виникнення пожежі при КЗ, наприклад, через старіння ізоляції, а в деяких випадках — від навантаження. Підвищення температури провідника на 8°С при перевантаженні зменшує термін служби вдвічі. Наразі всі заходи спрямовані на боротьбу з пожежею, а не на її запобігання.

Чи можна уникнути КЗ?

Уникнути КЗ не можна, але можна запобігти його наслідкам. Система заземлення ТТ, що застосовується в багатьох європейських країнах, виключає виникнення пожежі тільки при КЗ на відкриту провідну частину. Це досягається шляхом влаштування локального заземлення з опором не більше 100 Ом та прокладання заземлювального провідника. Проте наявні електроприймачі не мають захисного провідника. Тому його прокладка вимагатиме виконання певного обсягу монтажних та будівельних робіт. Однак для проєктованих електроустановок є доцільним застосування системи заземлення ТТ замість наявної системи TN-C.

Слід зазначити, що проводи загоряються в разі виникнення струму замикання. Запалювальна дія струмів, викликана струмом замикання, становить: для проводу АППВ — 54 мА при часі дії 39 секунд; для проводу АПВ — 104 мА при часі дії від 15 до 49 секунд; для проводу АПР — 68 мА при часі дії від 101 до 161 секунди.

Про зменшення ймовірності виникнення пожежі

Можливі такі способи зменшення ймовірності виникнення пожежі:
Захисні апарати, що обмежують струм.
Виносні струмові захисти з дією на незалежний розчіплювач автоматичного вимикача.
Захист від однофазних КЗ за допомогою трансформатора струму, включеного в нульовий провід силового трансформатора.
Безперервний контроль ізоляції.
Логічний захист, збільшення перетину провідників.
Виконання чутливого селективного захисту від КЗ на введенні трансформатора.
Застосування пристрою захисного вимкнення (ПЗВ) зі струмом спрацьовування не більше 100 мА.

Альфред Манілов, інженер-проєктувальник у сфері енергетики

Читати статті на тему
«Техногенна безпека»

Джерело: журнал «Охорона праці і пожежна безпека»