автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Оценка и защита кабелей и проводов электрических сетей по условию возникновения и распространения горения

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕДОЛЩИИ

БОКОВ ГЕННАДИИ ВАСИЛЬЕВИЧ

ОЦШКА И ЗАЩИТА КАБШИ И ПРОВОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПО УСЛОВИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И-РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГОРЕНИЯ

Специальность 05.26.01 - охрала труда в

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на совсканжа ученой стопвш! Е&ядкдата тохнячвсках наук

ЭНКРГКГИЧКСКИИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

пожарная оэзопасаость

/

Москва - 1У93

Работа выполнена тс Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной обороны ИДЯ РФ

Научяий руководитель - доктор тохякчосыа наук, профессор Сиелков Г.И.

Официальные оппоненты: доктор тохийчасках наук, профессор Косарев Б.И. кандидат технических наук, доцент Черкасов В.Н.

Ведущая организация: Научно-исследовательский а прооктиыИ институт ВИДОДроектэлектромонтах

Защита состоятся Иин^нЯ 1993г. в /-/ часов (З^юшут в аудА/-6//яа заседании специализированного Совете К 053. 16. 04 в Московском ордена Ленина н ордена Октябрьской Революция янорге--кческом кястетутв.

Отзыв« на автореферат в двух вкзекаляр&х, заверенные печатью, проскм направлять по адресу: 105Ю5, ГСП, Москва В-250.Красноказарменная ул, дом 14, Учений Совет МЭИ.

С диссертацией ыохно ознакомиться в библиотеке 1Ш.

Автореферат разослан " 1993г.

Учены! секретарь специализированного Совета ,//./'

К 053. 1С. 04 , у/ф/СЬ ЬЕСВДИН И.М.

ОШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность работы. С развитием онерго-вооруженностн народного хозяйства повышается роль охраны труда и обеспечения пожарной безопасности. В последние годы количество пожаров от элекцлизде-ли! превысило одну треть от всех происшедших в стране.

Анализ статистических данных показывает, что наибольшее количество пожаров приходится на кабеля и провода (КП) . При отом ежегодно увеличивается материальный ущерб и количество погибших людей. За период о 1987 по 1991г.г. количество похаров возросло с 1Ь4С8 до 36591, а уиерб превысил 74 пая.руб. Данное положенно обусловлено недостаточным уровней похарно-профилактических мероприятий, применяемых в процессе проектирования, монтажа а эксплуатация кабелей и проводов, а также невысокиии показателями надежности отдельных элементов влектрической сети.

Недостаточное обоснование пожарцо-профилактяческнх мероприятий обусловлено отсутствием методов, позволяющих осумествлять комплексную оценку пожарной опасности КП как элементов электрической сети. Болыаинство известных методов сводится к определении одного из физических параметров, частично характеризующих попарную опасность КП, таких, кал скорость распространения горения, горичость и других. Различие методик испытаний приводит в ряде случаев к разноречивым результатам. Кабель, одиночио нераспространяющий горение, при испытаниях в групповой прокладке по методу ИНК 332-3 выгорает полностью по всей длине. С этой точки зрения актуальной является задача по разработке метода, позволяющего осуществить комплексную оценку КП по условию возникновения и распространения горения, учитывавшего влияние нагрузки, количество КП, их длину и способ прокладки.

Ограниченный об1>ем исследований в области распространения горения по кабелям и проводам в местах прохода их через преграды, а том числе через стены и перекрытия зданий, сдерживает внедрение прогрессивных способов прокладки и противопожарной защиты КП, приводит к увеличении материального ущерба из-за распространения горения в смежное помещение и увеличивает возможность гибели людей. Существующие требования пожарной безопасности для мест прохода КП через преграды аналогичны требованиям к строительным конструкциям. При этом не отражается освоенности, обусловленные протеканием тока по аилам, неоднородностьо материала, количеством и расположением КП.

При выполнении исследований основополагающими явились работы докторов технических наух ь. а..'чяяае некого, П.а.Долина, Г. И. Смел ним, А.А.Федорова, И.А.Рябияина.

Гешенио вопросов пожарной профилактики элементов электрических сете! является важной народно-хозяйственной задаче!. Работа выполнялась в рамках задания 07 и 12.04 проблемы 0.74.08.02 Программы ГК по науке и технике Совета Министров СССР ■ ВЦСПС на 1ЗД5-1990г.г. в области охраны труда в противопожарно! техники.

Цель работы. Целью диссертационно! работы является: разработка впроятностной модели возникновения пожара от КП электрической сети напряжением до 1000 В; разработка метода оцеккж и способа защиты КП в местах прохода ях через преграды; определение зависимостей веро-ятносте! событий, способствующих возникновению пожара, от тока, расстояния между КП и их количества.

Для достижения указанно! цели были решены сладунаяе задачи: определение совокупности событий, необходимых для возникновения пожара от КП, и установление логической взаимосвязи между этими событиями;

разработка логико-вероятностной модели возникновения пожара от КП электрической сети;

исследование влияния низковольтных комплектных устройств (ЫКУ) , изоляции провода, защитных оболочек прокладок и огнепреградитель-ных перегородок на возникновение и распространение горения по кабелям и проводам;

выбор критерия оценки пожарно! опасности и разработка метода определения возможности распространения горения по КП в местах прохода их через стены, перекрытия в другие аналогичные преграды;

исследование взаимосвязи электрических параметров пожароопасных режимов в электрической сети с вероятностью возникновения пожара от КП.

Научная новизна работы заключается в следущем: разработана логико-вероятностная модель возникновения пожара от КП незамкнутых электрических сетей напряжением до 1000 и, учитывающая влияние надежности приемников электрической энергии и аппаратов электрической защиты;

получены зависимости, отражайте влияние надежности комплектующих НКУ, толщин стенок и материала защитных оболочек прокладок к огнепреградительных перегородок на возникновение и распространение гонения по КП;

разработан метод и предложен критерий оценки пожарной опасности КП и местах прохода их через стены и перекрытая одиночно в пучка-■.:.! по температуре размягчения оболочки кабеля ?ли изоляцли прово-

получены зависимости скорости н вероятности распространения 'горения по КО о пластмассовой изоляцией напряженней до 1000 В от количества и расстояния между ними, в том числе для мест прохода их черех прегради;

установлено влияние надежности электронагревательных приборов Ш1 вероятность возникновения пожара от КП в системе електротенло-снаСдения зданий.

Практическая ценность полученных в диссертационно! работе результатов:

разработав инженерный метод оценки пожарной опасности КП, позволяешь обосновать л эффективно применять пожарно-профилактические мероприятия, а также определять области применения КП по допустимому условию возникновения и распространения горения;

метод оценки пожарной опасности КП в местах прохода через стены и перекрытия позволяет определить предел огнестойкости для различных конструктивных исполнений огнепреградительной перегородки;

получена зависимость предела огнестойкости от толщины огнепреградительной перегородки на пенобетона, встраиваемой в местах прохода через преграду КП;

разработаны требования пожарной безопасности к системам электро-теплоснабжеиил зданий, позволяющие проектировать электрические сети отопления и горячего водоснабжения о непосредственным преобразованием электрической анергии в теплоту о помощью электронагревательных приборов, устанавливаемых в помещениях.

Реализация результатов работы. На основании исследований пожарной опасности проводов с пластмассовой изоляцией изменением Ш в ГОСТ 6223-79 введены провода о двухслойной изоляцией, внутренний слой которой выполнен из самоаатухащего полиэтилена, определены области применения я начато их производство.

Во ВНИИ проектирования электромонтажа внедрен метод оценки по-аарной опасности КП в местах прохода их через стены и перекрытия. Разработанная на основании результатов исследований блочная огне-преградительная перегородка из пенобетона внедрена на Одинцовском химическом заводе и металлургическом комбинате в г.Выксе.

Разработан и внедрен ВШИ проектирования электромонтажа технический циркуляр * 7-10/91 "О выполнении проходов кабелей через перекрытия и стены без применения патрубков". Применение беспатруоко-вого способа выполнения мест ирихода кабелей через перекрытия * стены обеспечивает экономив ?рудо:шт;>ат и материалов.

Требования пожарной безопасности к сетям электротеплоснаоения вданий включены в ЬСН "»'лектроооорудованле жжлих I осдисиюл-

ных зданий".

Апробация работа. Ооновные результаты работы заслушиваюсь к обсуждались на научно-технической конференции "Пробдеии повшвпвя качества и надежности электротехнических устройств" г.Москва, ЫЬИ, 1988г.; на научно-технической семинаре "Злектробозопасность в народном хозяйстве" г.Москва, ДНТП,1990г.; на научно-техническом семинаре "Проблемы обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений" г.Москва,ДЛТП,1989г.; на II Всесоюзной научно-практической конференция "Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства" г.Москва,ВНШПО, 198Ъг.; на X Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы пожарной безопасности зданий и сооружений" г.Москва,ШШИПО,1990г.; на II Всесоюзной научяо-практк-ческой конференции "Проблемы предотвращения и тувешш пожаров па объектах народного хозяйства" г.Москва,ВШИЛО, 1991г.; на научно-техническом совете секция "Пожарная безопасность объектов защити" ВШШПО МВД СССР в 1989 и 1991 годах.

Публикации. По результатам исследований опубликовано II работ и получено 2 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 250 страниц, & том числе 155 страниц основного текста, 55 страниц рисунков и таблиц, списка литературы из 101 наименования я 10 приложений на 30 страницах. На защиту выносятся основные результаты:

логико-вероятностная модель возникновения пожара от КП незамкнутых электрических сетей напряжением до 1000 Ь, учитывающая влияние приемников электроэнергии и надежность электрической вацяты;

уточненный метод оценки пожарной опасности прокладок кабелей и проводов по вероятности возникновения пожара;

результаты теоретических и экспериментальных исследования блеяния НКУ, изоляции проводников, защитных оболочек в огнепреградатоль-Ш1х перегородок на возникновение горения в распространение его по КП;

метод оценки пожарной опасности кабелей в проводов в местах и;охода их через стены, перекрытия и другие аналогичные преграды;

зависимости скорости и вероятности распространения горения по К.Ч с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1000 В от количества к расстояния между ними.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В нерпой главе проведен анализ статистических данных о пожа-

. pax от влектроизделжЛ за I987-I99Ir.r. > определено, что наибольиев количество пожаров, возникших от электронздолий, приходятся на ка-Сели я провода. От них же зарегистрирован и наибольший ущерб. Данное положение обусловлено, в основной, недостаточным обоснованием пожарно-профнлактнческях мероприятий из-за несовершенства известных методов оценки KQ. Испытанные кабели и провода, одиночно нераспрост-_ ранящие горение, при групповой прокладке довольно часто распространяет горение. Известные методы испытаний и определения вероятности загорания и распространения горения от КП не учитывают логику взаимосвязи издду пожароопасными событиями, способствующими возникновению подара. Установлено, что существующих исходных данных недостаточно дал определения вероятности возникновения пожара от КП а сравнения полученного значения с требуемым по ГОСТ 12.I.004-91.

На условие возникновения пожара наибольшее влияние оказывают показатели надежности приемпиков электроэнергии я изоляции КП, а . также параметры, характеризующие способы прокладки а в фиктивность огнепреградителышх устройств. Отсутствие научно-обоснованных численных значений, отражающих указанные влияния, затрудняет проваде-ииа пожарно-профилактических мероприятий в электрических сетях, а в ряде случаев одерживает проектирование систем электроснабжения. Это о полной мере относится к системам влзктротеплоснабжения зданий с использованием влектр»отопительных приборов.

Анализ существующих методов оценки пожарной опасности КП показал, что наиболее перспективным является вероятностный метод, позволяющий сравнить различные способы прокладки и получить количественный показатель возможностилвозникновения ж распространения горения.

Во второй главе для схеи электроснабжения приемников электро-внвргии построена математическая модель возникновения пожара от КП электрической сети. В ней отражена взаимосвязь сооытий, способствующих возникновению пожара, с использованием логических переменных описана взаимосвязь между отказами приемников электроэнергии, кабельных изделий, электрической защиты и загоранием помещения или КП. На основе анализа известных результатов исследовании в ооластв пожарной безопасности электроустановок, требований ГОСТ 12.1.004-91 ж анализа магистральных ж радиальных схем питания приемников электроэнергии цеховых сетей промышленных предприятий, жилых и осветленных здания установлено, что для возникновения пожара необходимо появление группы событии, которые могут сыть предстакдены соогаь-г^т-вупцими логическими переменными (высказываниями ! :

отказа паломника электроэнергии, подключенного к i-ому кобола ~ х, , или отказа изоляции, приводящего к воашшювашш в i-ом кабеле аварийного режима, сопровождаемого протеканием сверхтока -x¡ ; отказа электрическое запиты приемника электроэнергии - хг ; отказа электрической защиты i-oro кабеля -хц ; протекания по жилам сверхтока пожароопасного значения -хл или попадания зажигаших частиц и горючий материал -x¿ ; загорания изоляции кабелей прокладки ~ХГ ; загорания горючего материала помещения - x¡ ; распространения горения по КП - хд ; распространения горения по горючему материалу помещения -х)С; функционирования системы автоматического пожаротушения - Х,1 .

Данные аеремонные высказывания могут принимать значения I -истинно или 0 - ложно, Логические связи между высказываниями можно представить как логические операции над двоичными переменными X/...

Логическая схема взаимосвязи высказываний, определящих возможность возникновения пожара от KQ, построенная по электрической схеме питания приемников электроэнергии, представлена на ржс.1. С учетом связей между переменными W функция, определяющая возможность возникновения или отсутствия пожара от кабелей и проводов,через аргументы .....х(( может быть представлена в бесповторной

форме:

W= 'ñxsnxtn (хт их?)Г)(хяиг1С)ПХи Ш

С учетом п -ого количества КП в электрической сети данное выражение примет следущий вид:

п.

П(у,о L/aCj/Jl'xji/Xg) (2)

а\=(х;гзЛх1)'Пх5ПэСс; ) их,

где а/г,,х/,х'и - логическое отрицание г,гу х* и х„ соответственно; ч - количество кабелей и проводов; W - логическая переменная, оа-ределлщая возможность возникновения или отсутствия пожара от кабелей и проводов сети; 0 - логическое сложение переменных х( , определяющих возможность'^озникновения или отсутствия пожароопасных проявлений от каждого i -ого кабеля при п.-ом их количестве.

Из выражения (2) следует, что пожар от КП в влектрической сети не возникает, если соблюдается условие:

ъ

ОС

У-6-х7-|

Хю~ Хн-

(I—I

От

От От □т

Хп

п

У

(•I

распространение гврения

заоита от распространения горения

ликвидация загорания

Рис.1. Схема взаимосвязей соОнтиВ, способствующих возникновении пожара

операция логического сложения "ИЛИ"

Ь I

пожар

\лМ

\J--v

I__логическою умнленхн

п (х,о п Xjj'

п

-0 О)

-!

( х; п x'g ) '

Донное выражение представляет собой условие пожарной безопасности КП электрической сети в логической форме и имеет следующий вид:

W=0 U)

Переменные, входящие в выражение ( I) могут принимать значения истины - I и ложности - 0, а так как они представлены в функциях алгебры логики в бесповторной форме, то можно определять вероятность истинности логической функция. Для перехода использована форма, в которой каждая логическая переменная заменяется вероятностью ее равенства единице, а отрицание функции - разностью между единицей я вероятностью равенства этой функции единице.

В результате перехода от функций алгебры логики к вероятностным функциям получено значение вероятности возникновения пожара:

о,=[/ -/5 f/-©.. ; ] [i / - <5> ^■[i-HAIi'A)]^Ai

где 0Л .- вероятность появления источника зажигания от L -ого кабеля или провода; Q,- 0ц - соответственно вероятности появления событий х,-х(, , способствующих возникновению пожара.

С учетом требований ГОСТ 12.1.004-91 допустимая вероятность возникновения и распространения горения по КП, проложенных в помещении, должна удовлетворять следующему условию:

Qn^Oir Ора-Ои)¿i ю'е {6)

где Qiг - вероятность загорания кабелей я проводов или горючего материала помещения от электрической причины; Ор - вероятность распространения горения.

В процессе исследований пожарной опасности КП получены данные, учитывающие влияние на возникновение пожара дриемннков электроэнергии, низковольтных комплектных устройств, изоляции в протяженности K.'l, а также надежности аппаратов защиты. На вероятность возникновения пожара в помещении от КП влияет количество приемников электроэнергии, НКУ в интенсивность вх пожароопасных отказов.

Влияние низковольтных комплектных устройств на загорание КП обусловлено отказами вх комплектующих изделий, сопровождающимися .:оявдсн«ом сверхтока. Вероятность загорания в НКУ' зависит от надеж-

ностн я количества комплектующих электроизделнй.

QHHtJ Ч-fi ÍI-&V (?)

где 0¿ - вероятность загорания кабелей и проводов от i -ого комплектующего НКУ; п- - количество комплектующих, входящих в состав 1Ш.

Вероятность 0L-f(z) зависит от количества возможных аварийных режимов < приводящих к пожароопасным проявлениям. Показано, что при невыполнении допустимого условия по возникновению и распространению горения незащищенных прокладок КП достаточно эффективным пожарно-профялактическим мероприятием является использование негорючих я трудногорючях оболочек.

Получены значения токов, в интервале которых возможно воспламенение проводов из-за теплового старения изоляции. На основании экспериментальных данных по наработке на отказ определена вероятность замыкания проводов через изоляцию. Экспериментальные данные позволили получить зависимость времени 7Н появления замыкания между проводами с изоляцией из поливинилхлорида от температуры на жило.

В результате экстраполяции экспериментальных данных в область температур, близких к длительно допустимой (£Ь°С], было получено выражение для определения временив замыкания между проводами с изоляцией из поливинилхлорида в зависимости от кратности тока:

ZH - 1^800 е** Ти (d)

где j- - отношение тока I , протекапаего по жиле, к длительно допустимому току 1Ы .

Данное выражение с учетом длины проводов L позволяет определить вероятность отказа изоляции, приводящего к возникновению сверх-тоха в жиле: ¿ ¿,

& =/ - е" О)

где дL - длина участка провода, равная 1м; t - время, равное одному году эксплуатации КП.

С целью учета влияния на вероятность возникновения пожара способности воспламенения КП.были получены зависимости вероятности воспламенения изоляции от кратности тока Ол-f{J . Сопротивление изоляции и вероятность воспламенения проводов зависят от сверхтока, протекавшего по жилам. Удаление изоляции с жил в зоне контактного соединения на расстоянии 0,02 - 0,05 м приводит к снижению среднего значения вероятности воспламенения провода ла 0,1.

Рассмотрен процесс теплопередачи от жалы череа ааодяцшв в проводе о двухслойной изоляцией, внутренний слой которой выполнен на полиэтилена. Получено аналитическое выражение для определения температуры проводника ТПр(хЛ) в момент времени I по радиусу провода в зависимости от численного значения сверхтоха а конструктивных параметров провода. Решение осуществлялось числешшм методом о применением ШЯ.

В результате сравнительной оценки проводов АЛЬ а проводов о двухслойной изоляцией определено, что при протекании свархтока время воспламенения увеличивается, если внутренний ело! выполнен из полиэтилена.

С целью учета влияния защитных оболочек прокладок, частным случаем которых являются стальные в пластмассовые трубы, на пожарную опасность КЦ, выработаны'критерии оценка и на основании експерамеи-тальных данных нолучены зависимости частоты прожога оболочка

к попадания зажигающих частиц в горючий материал помещения от толщины стенки оболочки сГ а сечения- жил 5* медных в аддмиваевш проводов. Для пластмассовой оболочка эта зависимость аппроксимирована выражение^:

частота прожога у„0 равна I; & - минимальная толщине стенки обо» .почки, при которой частота прожога равна нулю.

Полученные зависимости использованы при определении вероятности Цс, попадания зажигающих частиц в горючий материал помещения, где проложены кабели и провода. Минимальное количество энергии, необходимое для прожога стальной оболочки,зависят от толщины стенка и четвертой степени. Для прожога такой толщины стенка оболочка аз непластифицированного поливинилхлорида необходимо в два раза большее количество энергии, выделяемой при замыкании проводов. Ото свидетельствует о том, что осолочка из нешшети^ицированного поливинил- , хлорида яшшется болео &4фективньш по*арно-прс>4илактическим средством, чем стальная оболочка. Зависимости минимальной допустимой тол-в»:;!ы стопки оболочки от сечения жилы провода представлены на Рис.2.

Способ определения иоьарноЯ опасности проводов, проложенных в ЧК'о. заадвдек авторским свидетельством.

/ држ (Г ^ $

(Ю)

, пра которой

¿",ии 4

I

З.ММ2

6 10 16 25 35

Рас.2. Зависимости минимально допустимой толщины стеши оболочки от сечения хилы провода.

Для стальной оболочки: I - хила медная; 2 - хила алюминиевая.

Для оболочки из непластифицированного поливакклхлоридя: 3 - яйла медная; 4 - хила алюминиевая.

В третьей главе исследовала возможность распространения горения по КП при прокладке их непосредственно по несущим основаниям и конструкциям, о коробах, в пластмассовых трубах и в местах прохода чореэ преграды. Проведена сравнительная оценка различных способов прокладки КП по вероятности и скорости распространения горения. Было выявлено, что скорость распространения горения по проводам, связанным пучком или жгутом, уменьшается с увеличением количества проводов в пучке. При групповой прокладке КП с зазором существует экстро мольное расстояние между ними, при котором скорость распространения горения имеет максимальное значение. На начальной стадии цоаара это расстояние составляет 0,01 - 0,02 и.

Сравнительная оценки показала, что аффективное снижение скорости распространения горения обеспечивается за счет применения ог-непреградительных поясов и перегородок. Применение огнепреграхитс^ь

ной перегородки уменьшает скорость распространения горения со кабелям и проводам, по сравнению с поясами длиной 2м, на два порядка.

Разработан метод определения огнестойкооти мест прохода кабелей и проводов, позволяющий учесть влияние огнепреградительной перегородки на вероятность Од распространения горения по КД. Основу метода составляют испит алия образцов КП с огнепреградительной перегородкой на экспериментальной установке, содержащей огневую камеру о устройством регулирования температуры при воздействии стандартного температурного режима пожара:

7=3Ь5 На (81+0+То <ш

где с - время прогрева, мин.; Т и % - соответственно температура в огневой камере и окружающей среды, °С.

По результатам испытаний определен предел огнестойкости мест прохода КП через преграды для ряда конструктивных исполнений к вероятность распространения горения. В качестве критерия оценки пожарной опасности кабелей и проводов в местах прохода их через преграды использована температура размягчения материала оболочки кабелей и изоляции проводов, равная с противоположной от пожара стороны для поливинлл*лормда 120°и, а для полиэтилена 10Ь°С. Превышение этих значений температур приводит к потере защитных свойств оболочки кабеля или изоляции провода и распространению опасных факторов пожара за преграду в смежное помещение.

Вероятность Ор распространения горения в месте прохода КП через преграду зависит от времени ¿и определяется по выражению:

Г О

I < I (12)

Р ^[¿-(т-и] (г-^ШЪ+ь)

где Р. - доверительный интервал, полученный при среднем значения времени С достижения оболочкой кабеля или изоляцией провода температуры размягчения их материала (предела огнестойкости).

Получены зависимости предела огнестойкости для мест прохода КП через ареграду одиночно, пучками без применения в с применением огнезащитного покрытия каоедей (ОПК)от толщины огнепреградительной перегородки. Данные зависимости представлены на Рис.3. Дополнительное покрытие выходящих из преграды участков кабелей составом ОИК на длину 0,1 м увеличивает огнестойкость в два раза.

Доведена оценка влияния огнепреградительной перегородки на ::г.:';чл< и; от протекания тика. Установлено, что применение для огне-1Це1'р.'>%цит-,.гьн1>Е перегородки толщиной солее С,£ м материалов с ко-

оффицхентом теплопроводности менее 0,30 Вт/ы.К даже при небольших перегрузках приводят к перегреву изоляции я повышению скорости старения КП.

На основании результатов исследования бил разработай способ блоч ного уплотнения мест прохода КП через преграду. Созданный на его основе ввод кабелей через степу зшцщон авторским свидетельством на изобретение.

Т ,ч

1.5

1.0

0.5

0,05

0.1

0,15

0,2

0,25

Рис.3. Зависимости предела огнестойкости мест прохода кабелей от толанни огнопраградительной перегородки в стене: I - одиночный кабель с покрытием ОПК; 2 - пучек кабелей с покрытием ОПК; 3 - одиночный кабель без ОПК; 4 - пучок кабелей без СПК.

В четвертой главе проведен анализ влияния на загорание КП и возникновение пожара электронагревательных приборов ( Ш ) систем адектротечлосиаСження зданий (СЬТ J . Прокладка КД в sous теплового воздействия Ш увеличивает вероятность возникновения короткого замыкания, обусловленного тепловым старением изоляции. В этом случае время иоявления воспламенения изоляции из-за аамыкаяяя жил является функцией двух переменных: плотности теплового потока , воздействующего на кабельное изделие, и расстояния от Ш1 до кабеля или провода.

В результате проведенных исследований были получены значения безопасных расстояний от электронагревательных приборов до обогреваемой поверхности, по которой проложены кабели или провода. Для нормальных условий эксплуатации при температуре теплоотдаицей поверхности 1Ш, равной 9Ь°С, минимальное безопасное расстояние до кабельного изделия должно Сыть не менее 0,14 м.

Проведена оценка влияния на возникновение пожара кабелей, проводов и нагревательных приборов СОТ. Вероятность загорания КП, входящих в состав СОТ, определяется как вероятность появления одного из т. независимых, но совместных событий на трех участках: в нагревательном' приборе 0, ; в КП от нагревательного прибора до аппарата защиты Ог ; в КП от аппарата защиты до ввода .

Результирупцее значение вероятности возникновения пожара при П-ом количестве нагревательных приборов и питающих их кабелей определяется по выражении: ^ ^

где Р - вероятность безотказной работы Ш за период времени {„ ; 4 -период времени, за который определяется вероятность возникновения пожара от СОТ, ч\1г'г~ вероятность загорания ¿-ого кабеля на втором участкз; Q„p.- вероятность пожароопасного режима из-за замыкания проьОдниками на у-ом участке; т- количество пожароопасных участков в СОТ; 1Н- длительно допустимый ток для провода или кабеля, А;»',( , lt;~ минимальное и максимальное пожароопасное значение тока iViH кнСоли, i; L - напряженке ка проводниках в момент времени, пред-iorTi'jаамЛ возникновении аварийного режима, Ь; Z - полное сопротивление ци.;и тока ава^лЛногс рехимл, Ом; ¿'ч . , , j - вероятности восп-

ламенения проводов или кабелей соответственно на втором и третьем участках СЭТ; Pfi3^ - вероятность безотказной работы ¿-ovo аппарата защиты; и - количество аппаратов защиты; Опр-sf tQnpj.-.?- вероятность пожароопасного режима в I -ом Ш и кабеле первого и второго участка; L2. L3 - длина кабелей соответственно на втором и третьей участках, м; дС - длина отрезка кабеля, равная 1м; <Г- ресурс кабеля, ч.

Результаты исследований показали, что вероятность возникновения пожароопасного режима определяется ресурсом КП, временем эксплуатация при локальном тепловом воздействии HII и длиной участка изоляции, подвергаемого нагреву.Зта вероятность увеличивается с увеличением температуры и размеров теплоизлучащей поверхности, воздействующей на изоляцию, а уменьшается с увеличением расстояния от Ш1 до КП.

Сравнительная оценка нагрева КП, проложенных в зоне теплового воздействия HQ открыто и за тепловыми экранами из негорючих материалов, показала, что применение теплового экрана или защитного слоя позволяет уменьшить пожаробезопасное расстояние от Ш1 до КП почти в 20 раз в зависимости от коэффициента теплопроводности и вида защитного материала.

На основании данных исследований сформулированы требования, определяющие пожаробезопасное взаимное расположение КП и HI1 в системах электротеплоснабженля зданий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ статистических даиных за 19Ь7-1991г.г. свидетельствует о ежегодном увеличении числа пожаров от электроизделий, ущерба от них и гибели людей. Наибольшее количество (40 % ) пожаров из всех видов электротехнической продукции приходится на провода и кабели.

Это связано с широким использованием для изготовления KQ горючих материалов, недостаточной проработкой методических документов по вероятностной оценке пожарной опасности КЛ в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 и отсутствием, в ряде случаев, эффективных пожарно-профилактЛеских рекомендаций.

2. Построена логико-вероятностная модель и разработан метод определения вероятности возникновения пожара от КП, проложенных в помещении, с учетом возможных отказов аппа^та защиты, нагрузки и замыканий жил из-за теплового старения изоляции. Получены услония пожарной безопасности КП в логической - W-C и вероятностной

Qn ■£: fO е формах. Вероятность возникновения пожара от КП опре-

деллется иа основа логических утверждений и отрицаний в логической схеиэ взаимосвязи событий, способствующих воаншшовошш пожара, построенной по принципиальной схеме электрической сети. Метод определена/1 вероятности возшишовання пожара от КП учитывает наняли о приемников электроэнергии и 11КУ на возникновение загорания КП. Увеличение количества комплектующих изделий в НКУ увеличивает вероятность возникновения пожара от КП.

3. Установлено, что время появления замыкания между шш экспоненциально уменьшается с увеличением сверхтока. Предэксдо-неициальный множитель и показатель степени экспоненты зависят от кратности сверхтока, протекавдего по жилам до замыкания, обусловленного разрушением изоляции. Время воспламенения проводов с двухслойной изоляцией, внутренний слой которой выполнен из полнэтило-на пониженной горючести, при протекании сверхтока несколько больше, чем для проводов с однослойной изоляцией из поливинилхлорида, что позволяет при аварийном режиме аппарату защиты оработмь до появления загорания.

4. Получены зависимости к новые числешше донные, характери-зугоне влияние силы тока и длины КП на вероятность аамыкдния иаа> ду жилами. Значение вероятности загорания изоляции проводов к кабелей с поливинилхлоридной изоляцией в диапазоне токов от 1,5 ¡и до 21 ]н изменяется от 0 до I.

5. Получены аппроксимированные зависимости, позволлэдие определить вероятность прожога защитной оболочки, внутри которой проложены провода, и рассчитать толщину ее стенки, безопасную по условию возникновения загорания. Определено, что для прожога стенки трубы из ПВХ от КЗ проводов необходимо вдвое большее количество энергии, чем для прожога стальной трубы. Способ определения пожарной опасности электропроводки в трубе защищен авторским свздотель-стьом на изобретение.

€. Разработан метод определения пожарной опасности КП в местах прохода чврез преграды, позволявший сравнить огнезащитные свойства различных конструктивных исполнений огнепреградительных устройств. В качестве критерия оценки огнестойкости КП в этих местах исполь-ьона^а температура размягчения оболочки кабеля, что позволило повысить достоверность определения предела огнестойкости.

7. Получены зависимости огнестойкости и.скорости распространения горения по кабелям от толщины огнепреградительной перегородки и местах прохода КП через стену, позволяющие определить необхо-лиукс кен^труктии-ние параметры, обеспечивающие треоовання пожарной

безопасности. На предложенное для защиты от распространения горе-пня устройство ввода кабелей через огпепреграднтельпую перегородку автором получено свидетельство па изобретение.

В. Впервые исследовано влияние отказов и теплового воздействия электронагревательных приборов систем электротеплоснабжения на вагорание КП. На основании полученных дашшх разработали требования пожарлой безопасности к системам электротеплоснабжэцпя.

9. Разработаны способы защиты КП от возншшовенпя и распространения горения, которые на основе эффективного применения защитных оболочек, огяепреградительных перегородок и оптимального расположения кабелей и проводов в комплексе позволяют обеспечить допустимый по ГОСТ 12.I.004-91 уровень вероятности возникновения пояара.

10. Внедроние результатов данной работы при проектировании и монтаже КП на прокыаленннх объектах, в жилых и общественных зданиях позволит получить социальный и экономический эффект, выражающийся в спижеиии количества пожаров, материального ущерба и гибели людей.

Основные положения диссертация изложены в работах:

1. Боков Г.В., Гришин Е.В. Воспламеняемость электроизоляцин при аварийных режимах //Пожарное дело.-1982.-Jtl.-с.23-24.

2. Боков Г.В. Распространение пламени по электропроводке на лотках и в коробах //Пожарное дело.-I9Ö2.-B7.-о.22-23.

3. Боков Г.В., Никитина А.Ф. Огнезащита кабельных проходов //Тр.нн-та/Всесоюз.научн.исслед.ин-т противопож. обороны.-1985.-Пожарцая профилактика в электроустановках.-с.48-57.

4. Боков Г.В., Александров A.A., Зинченко Г.И. О расширении области применения пластмассовых труб для электропроводок //ВНИИПО, Экспресс-информация. Cep.3.-I962.Jf5.-c.I-€.

5. Определение пожарной опасности электропроводок и кабельных сетей при их проходе через стены и перекрытия. Методические реко-мепдации /Г.В. Боков, Г.И. Смелков, S.B. Гришин, A.M. Найфельд -М.: ВНИИПО.1985.-13с.

6. Боков Г.В., Гришин Е.В. Възпламеняемост на электроизоля-цнжте при аварийна рижими //0гяеборец.-1982.-й2.-с.19.

7. Боков Г.В., Гришин Е.В., Найфельд A.M. Способы обеспечения пожарной безопасности кабельных прокладок электрических сетей на стадии проектирования //Проблемы обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений: Тез.докл.-М.,I9fc9.-с.79-84.

8. Определение вероятности возникновения пожара от кабелей и проводов алектрическжх сетей /Коков Г.В., Смелков Г.И., Присадков Ь.И. в др.-Ы.:ВШШ0,1990.-38о.

9. Боков Г.В., Смелков Г.И., Александров A.A., Пехотнков В.А. Определение вероятности возникновения пожара от систем електротед-лоснабжония зданий //Проблемы пожарной безопасности зданий в,сооружений: Тез.докл.-М.,I990.-c.I34-I35. \

10. Боков Г.В., Смелков Г.И. Вероятность возникновения пожара и прокладках кабелей и проводов глектрическжх сетей /Др. ид-та/ йсесоюз. научн. исслед. ин-т противопож. оборони.-1991.- Пожарная профилактика в электроустановках.-с.46-ЬЗ.

11. Боков Г.В., Смелков Г.И. Румянцев A.B., Савельев £.А. Инженерный метод контроля вероятности возникновения пожара в низковольтном комплектном устройстве //Электротехника.-1992.-J63.-c.56-58.

12. A.C. I47üb5I СССР, 14КИО01«31/12.Способ определения пожарный опасности влектроироводки в стальной трубе /Г.В.Боков, Г.И.Смелков, И.Ф.Поединцев, Е.В.Гришин (СССР) .-4.:ял.

13. A.C. 13Ы483 СССР, ИКИH 02 G Z/22. Кабельный »вод /Г.В.Боков, Г.И.Смелков, Е.В.Гришин (СССР] .-4.:ил.

l^TUi'.....

i H/t >1 }1ЛфнХ m-»lt. k|».HIIOhd Illing, »j