Признаки короткого замыкания при пожаре

Содержание

Короткое замыкание: причины возникновения и основные виды, признаки и последствия негативного явления

Признаки короткого замыкания при пожаре

Коротким замыканием называется нештатное соединение двух точек электрической сети, обладающих разными потенциалами.

При этом явлении происходит нарушение нормальной работы цепи, не предусмотренное конструкцией оборудования. Такая ситуация может возникать при повреждении изоляции проводников или прикосновении оголенных их частей.

Резкое падение сопротивления нагрузки при подключении к сети также относится к короткому замыканию.

Природа негативного явления

Чтобы лучше понять происхождение этого явления, следует сделать короткое замыкание своими руками. Для этого нужно собрать простейшую электрическую цепь из батарейки, лампочки и оголенных проводов.

Как только будут соединены проводами источник питания и устройство, то по цепи пойдет ток, и лампочка загорится. Провода, идущие к лампочке, необходимо замкнуть любым металлическим отрезком.

Ток начнет проходить по новому проводнику и через лампочку.

Но так как сопротивление провода очень мало, то весь ток будет протекать через него. Если говорить простым языком, короткое замыкание — это кратчайшее прохождение электрического тока по пути, где наименьшее сопротивление в цепи.

Проводок сильно нагреется, так как, согласно Закону Ома из физики, по нему потечет ток большого значения. В результате сильного нагрева возможен обрыв проводов или их возгорание. В больших масштабах часто из-за этого явления возникают пожары.

Причины возникновения

Считается, что короткое замыкание (КЗ) — явление случайное, которое может произойти в любое время. Существует ряд прямых и косвенных причин, приводящих к этому негативному событию. К ним относятся:

  1. В процессе длительной эксплуатации большой износ энергетических систем или бытовой электрической сети. Провода со временем теряют качество изоляции, что приводит к непреднамеренным соединениям. Проверяется такая ситуация в местах соединения электрической проводки по степени ее нагрева. Если происходит большой нагрев проводников, значит, где-то произошло нарушение изоляции.
  2. Часто причиной короткого замыкания считается удар молнии в высоковольтную линию. Происходит кратковременное перенапряжение сети с последующим замыканием. Если даже молния ударила рядом с линией, все равно это вызывает ионизацию воздуха, что приводит к увеличению электрической проводимости. Вследствие чего образуется дуга, соединяющая линии электрических передач.
  3. В бытовых условиях происходит механическое повреждение изоляции. Особенно часто такая ситуация возникает во время проведения ремонта.
  4. Возможно попадание на токоведущие элементы посторонних металлических предметов. Такая ситуация говорит о неудовлетворительном уходе за электрическим оборудованием.
  5. Подключение к сети неисправных приборов, у которых низкое внутреннее сопротивление.

Кроме того, большое значение имеют действия человека, которые иногда могут привести к замыканию. Особенно такие моменты часто происходят при неправильном монтаже электрической проводки.

Основные виды

Существует несколько видов КЗ. Все они описываются и подтверждаются документально национальным стандартом. В перечень входят:

  1. Трехфазное — электрический контакт осуществляется между тремя фазами цепи. В отличие от других видов, этот процесс протекает симметрично, поэтому более точно можно рассчитать силу тока в этот период. Такой вид замыкания считается самым опасным по тепловым и электродинамическим воздействиям. Наличие контакта с землей никак не влияет на параметры процесса.
  2. Двухфазное — это короткое замыкание в электрической цепи, как все последующие, вызывает неравномерное распределение напряжения в сети. Такой вид негативного явления в кабельных линиях может быстро перейти в трехфазное замыкание из-за разрушения изоляции проводников.
  3. Двухфазное с землей — обычно такой процесс наблюдается в электрических магистралях с заземленной нейтралью.
  4. Однофазное с землей — наиболее часто встречающаяся ситуация, которая происходит в бытовых или промышленных электросетях и подключенным к ним устройствам.
  5. Двойное замыкание на землю — когда две фазы замыкаются через землю, не взаимодействуя напрямую друг с другом. Наблюдается в сетях с заземленной нейтралью.

Характерные признаки и последствия

Визуально такой процесс можно определить по ярким вспышкам, появлению дыма, обугленным проводам и перегоревшим плавким предохранителям. Кроме того, при этом происходит падение напряжения и рост силы тока в электрической магистрали. Все эти явления представляют большую опасность, а именно:

  1. В месте соприкосновения проводников или элементов устройств появляется источник возгорания, который часто приводит к возникновению пожара.
  2. Падение напряжения приводит к сбою в работе электрического оборудования и бытовой техники.
  3. Возникают электромагнитные волны, которые оказывают влияние на линии связи и коммуникаций.
  4. Происходит цепь различных аварий, приводящих к отключению потребителей от энергетической системы до устранения последствий.

Последствия негативного явления считаются очень серьезными, поэтому при проектировании и монтаже электрооборудования обязательно устанавливаются средства защиты от КЗ.

Методы защиты

Так как возникновение этого явления полностью нельзя исключить, поэтому все меры защиты основаны на профилактике и предупреждении КЗ. Основной задачей считается применение мероприятий, понижающих вероятность возникновения аварийной ситуации. К ним относятся:

  1. Наблюдение за состоянием изолирующего материала на токоведущих элементах или линиях электрических передач. Раз в три года проводятся испытания изоляции электрических проводов в производственных помещениях, а в бытовых магистралях определение ее надежности осуществляется согласно сроку эксплуатации. Для медного провода он составляет 40 лет.
  2. Перед проведением ремонтных работ, связанных со сверлением стен, необходимо с помощью специального прибора определить месторасположение скрытых проводов.
  3. Отказаться или минимизировать использование электрического оборудования в ванной комнате и в других помещениях с повышенной влажностью.

Для обеспечения безопасности электрического оборудования проводится установка автоматических выключателей как на ввод, так и на каждую внутреннюю линию. Выключатель срабатывает при протекании через него большого тока, который образуется в результате замыкания в электрической сети или бытовом приборе.

В некоторых распределительных устройствах используются плавкие предохранители, рассчитанные на определенную силу тока. На производстве для защиты электрических двигателей устанавливается специальное реле, которое разрывает цепь при замыкании якоря или обмотки статора устройства.

Применение короткого замыкания

Помимо негативных характеристик, это явление широко применяется в некотором электрическом оборудовании. По этому принципу работают короткозамыкатели, которые представляют собой быстродействующие приводы.

Используются они для создания преднамеренного замыкания с целью вызвать защитное отключение. Такие приборы применяются при аварийных ситуациях в высоковольтных линиях. При поломке силового трансформатора устройство вызывает замыкание между фазами в электрических магистралях до 35 кВ или фазой и землей при напряжении от 110 кВ.

Прибор включается как автоматически, так и вручную, если есть необходимость. На основе замыкания работает электродуговая сварка, которая позволяет получить крепкие металлические соединения. Чаще всего такое устройство используется для соединения кузовных деталей автомобилей.

Источник: https://rusenergetics.ru/praktika/prichiny-korotkogo-zamykaniya

Что делать если загорелась проводка: можно ли тушить, причины пожара

Признаки короткого замыкания при пожаре

Электричество делает жизнь человека комфортнее и удобнее. Одновременно это источник повышенной опасности, являющийся причиной более половины происходящих в стране пожаров.

В результате гибнут люди, уничтожается дорогостоящее имущество, приходят в негодность жилые дома и хозяйственные сооружения. Приобретая недвижимость, ее владельцы не могут знать о состоянии установленной в ней проводки и приобретенной бытовой техники.

Зная, что делать, если загорелась проводка, можно быстро и без тяжелых последствий избежать чрезвычайной ситуации.

Причины пожаров

Воспламенение кабелей может произойти по следующим причинам:

  • Перегрузка на линии. При подключении нескольких мощных потребителей токопроводящие участки начинают сильно греться. При превышении критической температуры происходит возгорание проводки и отделочных материалов.
  • Короткое замыкание. При контакте жил возникает дуга, температура которой настолько высока, что происходит плавление металла и разрушение несущих конструкций. Часто это происходит из-за механических повреждений или износа изоляции.
  • Окисление контактов. В процессе эксплуатации металл в них окисляется, возрастает сопротивление, возникает пожар из-за электропроводки, которая долгое время не проверялась и не обслуживалась.
  • Прокладка линий по легковоспламеняющимся материалам. Характерно для открытой проводки, когда кабели укладываются в пластиковые коробы, не имеющие класса защиты от огня. Изделия воспламеняются, как от сильного нагревания, так и от вспышки короткого замыкания.
  • Поврежденный силовой питающий кабель от бытовых приборов. Дефекты возникают в местах сгиба, сращивания, вследствие воздействия огня или случайного пореза.

Если загорелась электропроводка, нужно знать, как действовать в экстремальной ситуации, чтобы выйти из нее с минимальными моральными и материальными потерями.

Порядок действий при выявлении первых признаков возгорания

Яркий признак неисправности проводки

Признаки того, что горит проводка:

  • лампочка начинает мигать, со временем гаснет;
  • в помещении может запахнуть горелой пластмассой;
  • возникновение треска, идущего от стен или монтажных коробок;
  • появление белого или черного дыма;
  • потемнение стен в местах прокладки кабеля.

В случае возгорания электропроводки, если есть возможность, необходимо обесточить квартиру

При возгорании электропроводки следует принять следующие меры:

  1. Сохранять спокойствие, внушить себе и окружающим, что ситуация под контролем и ее ликвидация — дело несложное и безопасное.
  2. Если есть такая возможность, обесточить квартиру — выкрутить пробки, выключить автомат.
  3. Распорядиться, чтобы женщины, дети немедленно вышли в подъезд, начали оповещать соседей по дому и вызывать пожарную команду.
  4. Закрыть окна и двери, чтобы прекратить доступ кислорода к пламени.
  5. Намочить полотенце и обмотать им лицо для защиты органов дыхания от токсичного дыма.
  6. Пригнуться или ползком обследовать помещения в поисках очага пожара.
  7. Отключить все бытовые приборы от сети. После этого набросить на горящее устройство одеяло, плед или другую плотную ткань. Если рядом есть цветы в вазонах, можно воспользоваться находящимся в них грунтом.
  8. Приступить к тушению пожара, используя для этого все доступные способы.

Если ситуация некритическая, нужно отключить свет и провести обследование розеток, выключателей и монтажных коробок.

Пожар из-за проводки чаще всего возникает в этих местах при наличии некачественных скруток и контактов. Признаком дефекта является оплавленная пластмасса, копоть и почерневшие стены.

Кабель может перегореть и в штробе. Определить это можно с помощью тестера. В таком случае придется менять часть проводки.

Способы гашения горящей проводки

Использование водного или пенного огнетушителя разрешено только после полного отключения электричества

Если горит проводка, ее следует незамедлительно погасить, чтобы предотвратить распространение огня. Если этого не сделать сразу, пожар может охватить все помещения и перекинуться на соседние квартиры.

Для тушения горящего кабеля можно использовать огнетушители следующих типов:

  1. Водные и пенные. Образуют большой объем водной пены, перекрывающей доступ кислорода к тлеющему или горящему материалу. Пена проводит ток, поэтому использовать огнетушители допускается только при условии отключения электричества.
  2. Порошковые. Изделия отличаются компактностью и удобством применения на линиях, находящихся под напряжением до 380 В. Покрывают очаг возгорания непроницаемым для воздуха слоем, в результате чего горение прекращается. Не могут использоваться в условиях сильной тяги и на вертикальных поверхностях.
  3. Углекислотные. Являются наиболее эффективным средством тушения пожара. Подаваемая струя имеет высокое давление и низкую температуру. В результате воздействия происходит устранение пламени и одновременное охлаждение тлеющих предметов. Предназначены для тушения установок под напряжением до 10000 В.

Инструкции по применению огнетушителей нанесены на их корпуса. Перед приобретением следует их прочитать и уточнить срок годности. Утилизация огнетушителей должна проводиться в специализированных организациях.

Чем нельзя тушить проводку под напряжением

Загоревшуюся проводку нельзя тушить водой и всеми жидкостями на ее основе

Если загорелась проводка в квартире, необходимо принять правильное решение относительно выбора средств для ликвидации пламени. Необдуманные поступки могут только усугубить и без того сложную ситуацию.

Категорически противопоказано использование следующих средств для тушения находящейся под напряжением проводки:

  • Вода и любые растворы на ее основе. Такие жидкости отлично проводят электричество. Получить удар током можно сразу при выливании воды. Дальше ситуация только усложняется, так как жидкость растекается по полам, превращая квартиру в зону повышенной опасности.
  • Спиртными напитками заводского и самодельного изготовления. От нагревания они загораются, резкий запах может спровоцировать отравление, а углекислый газ — потерю сознания.
  • Пищевыми продуктами (уксус, соусы, бульоны). Во-первых, они содержат воду. Во-вторых, при их нагревании в воздух поступают консерванты, создается пар и дым, что ухудшает видимость.
  • Синтетическими тканями. От контакта с огнем они плавятся, вспыхивают и выделяют большое количество токсичного дыма. От таких материалов могут загораться окружающие предметы с низкой температурой воспламенения.

Лучшими средствами борьбы с огнем (при отсутствии огнетушителей) являются изделия из кожи, меха и плотного брезента. Эти материалы негорючие и воздухонепроницаемые, что является главным условием борьбы с пламенем. Если сгорела проводка, но все остальное уцелело, испорченная одежда — это мелочь.

Что делать, если потушить огонь не удается

При возникновении пожара необходимо плотно закрыть все двери и окна во избежание распространения пожара

Наполненные деревянными и пластиковыми изделиями квартиры могут сгорать в считанные минуты. Но главную опасность для жизни человека представляет не огонь, а дым. Это нужно учитывать, принимая решение о порядке действий в критической ситуации.

Если потушить огонь не удается, рекомендуется применять следующие меры:

  1. Плотно закрыть все окна, межкомнатные двери и покинуть жилье, забрав с собой телефон, документы и ценности. В закрытом помещении огонь продвигается медленно. Есть шанс, что он не разгорится до приезда пожарных.
  2. Если входная дверь оказалась блокирована огнем или дымом, закрыться в ванной. После этого намочить полотенца и заткнуть ими щели. Затем поливать дверное полотно, чтобы предотвратить его воспламенение и сквозное прогорание.
  3. Когда произошла блокировка в дальней комнате, нужно воспользоваться окном для дыхания, призывов о помощи или выхода на пожарную лестницу, что будет большой удачей.

Если все перечисленные способы оказались недоступными, нужно лечь на пол у окна, дышать через натуральную ткань и ждать спасения. Не следует пытаться прорваться сквозь огонь и дым к выходу. От теплового воздействия и отравляющих газов можно мгновенно потерять сознание и сгореть заживо.

Меры предосторожности

Последствия соединения алюминия и меди

Профилактические мероприятия по недопущению возгораний проводки требуют времени и средств, но все это несопоставимо с последствиями пожара.

Рекомендуется соблюдать следующие правила:

  1. Не включать одновременно несколько мощных потребителей, так это создает критическую нагрузку на линию.
  2. Не соединять напрямую медные и алюминиевые провода. Это опасный вариант, который рано или поздно станет причиной чрезвычайной ситуации.
  3. Установить в квартире устройство защитного отключения. С его помощью жилье будет автоматически обесточено еще до момента возгорания.
  4. Ежегодно делать осмотр розеток, распределительных коробок и выключателей. Следует зачищать и упрочнять контакты, обновлять изоляцию.
  5. Перед выходом из квартиры отключать бытовую технику, которая используется периодически. Уезжая в отпуск полностью обесточивать помещение.

Чтобы быть готовым к самому неблагоприятному варианту развития событий, следует приобрести углекислотный или порошковый огнетушитель и научить всю семью им пользоваться.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/poryadok-dejstvij-pri-vozgoranii-elektroprovodki-v-kvartire/

Короткое замыкание

Признаки короткого замыкания при пожаре

Короткое замыкание (КЗ, англ. short curcuit) — незапланированное  соединение точек цепи с различными потенциалами друг с другом или с другими электрическими цепями через пренебрежимо малое сопротивление. При этом образуется сверхток, значения которого на порядки превышают предусмотренные нормальными условиями работы.

Определение КЗ из “Элементарного учебника физики” Ландсберга

В результате короткого замыкания выходит из строя электрооборудование, происходят возгорания. О самых разрушительных последствиях коротких замыканий мы регулярно узнаем из новостных рубрик «Чрезвычайные происшествия». Что же именно происходит при КЗ? В результате чего они появляются? Какими могут быть последствия? Давайте рассмотрим подробнее эти и другие вопросы в приведенной ниже статье.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за 8 класс, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:

где

I – сила тока в цепи, А

U – напряжение, В

R – сопротивление, Ом

Давайте рассмотрим вот такую схему

Если мы подключим настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнем ключ SA, то вольфрамовая нить лампы начнет разогреваться под тепловым воздействием тока. В этом случае значительная часть электрической энергии преобразуется в световую и тепловую.

А теперь покончим с лирическими отступлениями и замкнем два провода, которые идут на лампочку, через толстый провод AВ

Что будет дальше, если мы замкнем контакты ключа SA?

В результате ток пойдет по укороченному пути, минуя нагрузку. Короткий путь в данном случае и есть провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема преобразуется в делитель тока.

Согласно правилу делителя тока, если нагрузки соединены параллельно, то через нагрузку с меньшим сопротивлением побежит большая сила тока, а через нагрузку с большим значением сопротивления – меньшая сила тока.

Так как провод АВ обладает почти нулевым сопротивлением, то через него потечет большая сила тока, согласно опять же закону Ома:

Как я уже сказал, в режиме КЗ сила тока достигает критических значений, превышающих допустимые для данной цепи.

Закон Джоуля-Ленца

Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловое действие тока прямо пропорционально квадрату силы тока на данном участке электрической цепи

где

Q – это количество теплоты, которое выделяется на сопротивлении нагрузки Rн . Выражается в Джоулях. 1 Джоуль = 1 Ватт х секунда.

I – сила тока в этой цепи, А

Rн – сопротивление нагрузки, Ом

t – период времени, в течение которого происходит выделение теплоты на нагрузке Rн , секунды

Это означает, что на проводе AB будет выделяться бешеное количество теплоты. Провод резко нагреется от температуры, а потом и сгорит. Все зависит от мощности источника питания.

То есть, если ток при коротком замыкании возрастет в 20 раз, то количество выделяющейся при этом теплоты — примерно в 400 раз! Вот почему бывшая еще мгновение назад мирной электроэнергия превращается в настоящее стихийное бедствие: горит проводка, расплавленный металл проводов поджигает находящиеся рядом предметы, возникают пожары. 

Существуют еще запланированные  и контролируемые КЗ, а также специальное замыкающее оборудование. Например, сварочные аппараты работают как раз на контролируемом КЗ, где требуется большая сила тока для плавки металла.

Основные причины короткого замыкания

Все многообразие причин возникновения коротких замыканий можно свести к следующим:

  • Нарушение изоляции
  • Внешние воздействия
  • Перегрузка сети

Нарушение изоляции вызывается как естественным износом, так и внешним вмешательством. Естественное старение элементов электросети ускоряется за счет длительного теплового воздействия тока (тепловое старение изоляции), агрессивных химических сред.

Внешние воздействия могут быть вызваны грызунами, насекомыми и другими животными. Сюда же относится и человеческий фактор. Это может быть “кривой” электромонтаж, либо несоблюдение техники электробезопасности.

Намного чаще короткое замыкание вызывается перегрузкой сети из-за подключения большого количества потребителей тока.

Так, если совокупная мощность одновременно включенных в бытовую сеть электроприборов превышает допустимую нагрузку на проводку, с большой вероятностью произойдет короткое замыкание, так как сила тока в такой цепи начинает превышать допустимое значение.

Такое явление можно часто наблюдать в домах со старой проводкой, где провода чаще всего алюминиевые и не рассчитаны на современные мощные электроприборы.

Ток короткого замыкания

Сверхток, образующийся в результате КЗ, называется током короткого замыкания. Как только произошло короткое замыкание в цепи, ток короткого замыкания достигает максимальных значений. После того, как провода начнут греться и плавиться, ток короткого замыкания идет на спад, так как сопротивление проводов в при нагреве возрастает.

Для источников ЭДС ток короткого замыкания может быть вычислен по формуле

где

Iкз – это ток короткого замыкания, А

E – ЭДС источника питания, В

Rвнутр. – внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом

Более подробно про ЭДС и внутреннее сопротивление читайте здесь.

Ниже на рисунке как раз изображен такой источник ЭДС  в виде автомобильного аккумулятора с замкнутыми клеммами

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора может достигать значений в доли Ома. Теперь представьте, какой ток короткого замыкания  будет течь через проводник, если закоротить им клеммы аккумулятора.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от многих факторов. Возьмем среднее значение Rвнутр = 0,1 Ом. Тогда ток короткого замыкания будет равен Iкз =E/Rвнутр. = 12/0,1=120 Ампер. Это очень большое значение.

В цепи постоянного тока

В этом случае КЗ бывает, как правило, между напряжением питания, которое чаще всего обозначается как “+”, и общим проводом схемы, который соединяют с “-“. Последствия такого КЗ зависят от мощности источника питания постоянного тока.

Если в автомобиле голый плюсовой провод заденет корпус автомобиля, который соединяется с “минусом” аккумулятора, то провода начнут плавится и гореть как спички, при условии если не сработает предохранитель, либо вместо него уже стоит “жучок” – самопальный предохранитель.

Ниже на фото вы можете увидеть результат такого КЗ.

В цепях переменного тока

Трехфазное замыкание

Это когда три фазных провода коротнули между собой.

Трехфазное на землю

Здесь все три фазы соединены между собой, да еще и замкнуты на землю

Двухфазное

В этом случае любые две фазы замкнуты между собой

Двухфазное на землю

Любые две фазы замкнуты между собой, да еще и замкнуты на землю

Однофазное на землю

Однофазное на ноль

Эти две ситуации чаще всего бывают в ваших квартирах и домах, так как к простым потребителям идет два провода: фаза и ноль.

В трехфазных сетях наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю –  60-70% всех коротких замыканий. Двухфазные КЗ составляют 20-25%. Двойное замыкание фаз на землю происходит в электросетях с изолированной нейтралью и составляет 10-15% всех случаев. До 3-5% занимают трехфазные КЗ, при которых происходит нарушение изоляции между всеми тремя фазами.

В электрических двигателях короткое замыкание чаще всего возникает между обмотками двигателя и его корпусом.

Последствия короткого замыкания

Во время КЗ температура в зоне контакта возрастает до нескольких тысяч градусов. Помимо воспламенения изоляции, расплавления и механических повреждений выключателей и розеток и возгорания проводки, следствием замыкания может стать выход из строя компьютерного и телекоммуникационного оборудования и линий связи, которые находятся рядом, вследствие сильного электромагнитного воздействия.

Но падение напряжения и выход из строя оборудования — не самое опасное последствие. Нередко короткие замыкания становятся причиной разрушительных пожаров, зачастую с человеческими жертвами и огромными экономическими потерями.

Из-за удаленности и большого сопротивления до места замыкания защитное оборудование может не сработать. Бывают ситуации, когда ток недостаточен для срабатывания защиты и отключения напряжения, но в месте КЗ его вполне хватает для расплавления проводов и возникновения источников возгорания. Поэтому, токи коротких замыканий очень важны для расчетов аварийных режимов работы.

Меры, исключающие короткое замыкание

Еще на заре развития электротехники появились плавкие предохранители. Принцип действия подобной защиты очень прост: под влиянием теплового действия тока предохранитель разрушается, тем самым размыкая цепь.

Предохранители наиболее часто используются в бытовых электросетях и бытовых электроприборах, электрическом оборудовании транспортных средств и промышленном электрооборудовании до 1000 В.

Встречаются они и в цепях с высоковольтным оборудованием.

Вот такие предохранители используются в цепях с малыми токами

вот такие плавкие предохранители вы можете увидеть в автомобилях

А вот эти большие предохранители используются в промышленности, и они уже рассчитаны на очень большие значения токов

Более сложную конструкцию имеют автоматические выключатели, оснащенные электромагнитными и/или тепловыми датчиками. Ниже на фото однофазный автоматический выключатель, а справа – трехфазный

Их принцип действия основан на размыкании цепи при превышении допустимых значений силы тока.

В быту мы чаще всего сталкиваемся со следующими устройствами защиты электросети:

  • Плавкие предохранители (применяются в том числе в бытовых электроприборах).
  • Автоматические выключатели.
  • Стабилизаторы напряжения.
  • Устройства дифференциального тока.

Все вышеперечисленное защитное оборудование относится к устройствам вторичной защиты, действующим по инерционному принципу. На вводе бытовых электросетей наиболее часто устанавливаются автоматические защитные устройства, действующие по адаптивному принципу. Такие устройства можно увидеть возле счетчиков электроэнергии квартир, коттеджей, офисов.

В высоковольтных сетях защита чаще обеспечивается:

  • Устройствами релейной защиты и другим отключающим оборудованием.
  • Понижающими трансформаторами.
  • Распараллеливанием цепей.
  • Токоограничивающими реакторами.

Большинства коротких замыканий можно избежать, если устранить основные причины их возникновения: своевременно ремонтировать или заменять изношенное оборудование, исключить вредные воздействия человека. Не допускать неправильных действий при монтажных и ремонтных работах, соблюдать СНИПы и правила техники безопасности.

Источник: https://www.RusElectronic.com/korotkoje-zamykanije/

Классификация причин электротехнических возгораний: короткое замыкание, электрическая дуга, увеличение переходного сопротивления и перегрузка

Признаки короткого замыкания при пожаре

Эксплуатация неисправных электроустановок, бытовых приборов, проблемы электросетей – именно такие причины пожара определяют специалисты МЧС после проведения расследования более чем в четверти случаев.

Возгорания приводят к утрате имущества, ценностей, гибели людей. Распространенные электротехнические причины пожара – короткое замыкание, перенапряжение, перегрузка электросетей, искрение проводки.

Классификация и особенности электротехнических причин пожара

При промышленном, бытовом использовании сохраняется вероятность опасного действия электротока. Это тепловые проявления, искрения.

При некоторых условиях такие изменения приводят к началу возгорания. Причины возникновения пожаров от электрического тока классифицированы, определены их предпосылки и условия возникновения.

Опасность короткого замыкания

Повреждение изоляции силового кабеля, проводки провоцируют короткое замыкание.

Короткое замыкание, как одна из причин возникновения пожаров

Оно возникает по нескольким причинам:

  1. длительная эксплуатация электрооборудования без проверки его безопасности;
  2. физическое старение проводки;
  3. неправильный выбор сечения провода при монтаже;
  4. ошибки в соединении проводов;
  5. механическое нарушение изоляции.

При любом повреждении изоляционных материалов кабеля начинает происходить утечка электротока, внутри системы появляются токи короткого замыкания.

Процесс может завершиться аварийно – мощным формированием искр, пламени в месте повреждения изоляции. При наличии рядом горючих, легковоспламеняющихся веществ чрезвычайно высока опасность возгорания.

Возникновение электрической дуги

При эксплуатации электрооборудования возможно формирование электрической дуги. Это явление имеет полезные свойства – используется при выплавке сплавов, выполнении электросварки металлов.

Строение электрической дуги

Если электрическая дуга появляется в устройствах электроснабжения – бытовых или промышленных, возникает серьезная опасность поражения током, возникновения пожара.

Для обозначения проблемы используют понятие «вспышка» дуги. Она возникает между двумя электродами при размыкании контактов.

Электрический разряд передается в окружающую среду – воздух, масло, используемое для трансформаторов, вакуум.

Разряд описывают как взрыв, он сопровождается громким, резким звуком, выделением тепла, прохождением в стволе дуги большого тока.

Увеличение переходного сопротивления

В местах соединения проводов, крепления их к контактным элементам или токоприёмникам приборов может произойти рост переходного сопротивления.

Процесс измерения сопротивления переходных контактов

Проблема возникает, если мастер допустил ошибки при монтаже проводки или электроприборов:

  • заменил пайку, опрессовку, сварку проводов на скрутки;
  • не выполнил установку специальных наконечников, зажимов для проводов в месте соединения с электроприборами;
  • допустил уменьшение контакта в рубильниках, розетках, выключателях (эффект «недовключения»);
  • использовал кислоту при выполнении пайки электропроводов.

Рост переходного сопротивления провоцирует короткое замыкание, которое может привести к пожару.

Перегрузка электроцепей

К пожароопасным явлениям относится перегрузка цепей питания. Она происходит из-за неправильной, аварийной работы электроустановок, которая сопровождается повышением токовых нагрузок до предельно допустимых.

Возникновение пожара в следствии перегрузки электроцепей

Такое явление вызывают:

  1. перенапряжение в электросети;
  2. наличие неполного короткого замыкания в системе;
  3. заниженная к требуемой мощность двигателя, используемого в электроустановке;
  4. неправильная работа механизма, запускаемого электродвигателем;
  5. заедание вала электродвигателя;
  6. аварийная работа трехфазного двигателя на двух фазах.

Пожарная опасность из-за перегрузки цепей питания увеличивается, когда выполняется увеличение мощности электропотребления сверх произведенных расчетов.

Перенапряжение сети

Электрические причины пожаров связаны с перенапряжением электросети или скачкообразным повышением напряжения внутри сети. Длится оно очень непродолжительное время – менее секунды, но приводит к выходу из строя оборудования, провоцирует возгорания.

Пример временного и импульсного перенапряжения электросети

Сетевое перенапряжение вызывают короткие замыкания, оно наблюдается при возникновении высокого напряжения в низковольтных сетях, при грозовых ударах, попадающих в электроустановки.

Перенапряжение сети опасно ростом токовой нагрузки в части электросети. Оно провоцирует короткие замыкания, аварийную работу ламп накаливания, значительное увеличение теплоотдачи от электроприборов. Увеличивается вероятность выхода из строя дорогостоящих электроприборов, оборудования.

Искрение

Часто возникает пожароопасное искрение в электроустановках. Оно происходит при аварийных ситуациях, наблюдается и при нормальной работе оборудования.

Искрение электроустановок, как одна из причин возникновения пожаров

Искры образуются после включения-выключения рубильников, выключателей, в месте неправильного соединения проводов, их некачественной изоляции. Когда начинается искрение, происходит значительное увеличение температуры.

Такого изменения достаточно для возникновения пожара. Его вероятность увеличивает наличие легковоспламеняющихся предметов, которые находятся о области распространения искр – дерева, бумаги, пластика, горючих жидкостей или масел.

Другие электротехнические причины пожаров

Существуют случаи возникновения пожаров, связанные с состояние электропроводки, бытовых или промышленных электрических приборов.

Пожар в следствии теплового воздействия обогревателя

В список входят:

  • попадание электротока на металлические конструкции сооружений или зданий из-за их соприкосновения с проводами, находящимися под напряжением;
  • тепловое воздействие электроприборов;
  • аварийная работа ламп накаливания;
  • неправильная эксплуатация люминесцентных светильников.

Заключение

Причины пожаров электрического характера связаны с несправным состоянием электропроводки, электрооборудования, его неправильной эксплуатацией.

Чтобы не допустить возгорания, следует проводить ремонт электропроводки, розеток, выключателей, использовать только исправные приборы.

Размещать оборудование запрещено рядом с легковоспламеняющимися предметами, поверхностями, веществами. В помещениях должны иметься первичные средства пожаротушения.

: Плохой контакт — причина пожаров!!!

Источник: https://bezopasnostin.ru/pozharnaya-signalizatsiya/elektrotehnicheskie-prichiny-pozhara.html

Исследование электрических проводников со следами аварийных режимов работы

Признаки короткого замыкания при пожаре

Версии о причастности к пожару электротехнических приборов, электропроводок и устройств необходимо обязательно рассматривать, если в очаговой зоне имелось электрооборудование, а электросеть была под напряжением. Это связано с тем, что электрооборудование, как правило, представляет реальную пожарную опасность, и выявить или исключить его причастность к возникновению пожара следует непременно.

Существуют следующие типичные пожароопасные режимы:

  • Короткое замыкание, то есть режим, при котором происходит соединение разнополярных проводников, находящихся под напряжением, через малое сопротивление, не предусмотренное режимом работы цепи, машины или аппарата
  • Перегрузка, то есть режим, при котором в проводниках возникают токи, превышающие величины, допускаемые нормами
  • Большие переходные сопротивления (БПС) в местах перехода тока с одной контактной поверхности на другую через площадки их действительного соприкосновения, влекущие значительное локальное выделение тепла.

К следам короткого замыкания относятся различные оплавления проводников, прожоги и проплавления в металлических деталях (трубы, корпуса приборов и т.д.). Признаками оплавлений токами короткого замыкания является характерная форма оплавлений (шаровая, овальная, каплеобразная с гладковытянутой или неровной поверхностью, либо в виде выемок с неровными наплывами) и их локальность.

Пример локального оплавления на медном проводнике

Признаками образования больших переходных сопротивлений являются: изъязвление контактных площадок вследствие искрения; появление на металле в местах соединений цветов побежалости; хрупкость и растрескивание изоляции.

Признаком всех аварийных режимов работы электрооборудования является обугливание изоляции на кабелях, шнурах и проводах преимущественно изнутри (то есть со стороны токопроводящих жил).

Повреждения на электротехнических изделиях могут быть вызваны не только электрическим током, но и другими факторами, например, механические повреждения или воздействие температуры пожара.

Пример оплавлений, вызванных теплом пожара

Этапы исследования электротехнических объектов включают в себя:

  • Визуальный осмотр
  • Морфологические исследования
  • Рентгенофазовый анализ
  • Металлографические исследования

Визуальный осмотр и морфологические исследования

В процессе визуального осмотра эксперты выявляют наличие следов аварийных режимов работы электрооборудования. Для этого используются различные измерительные приборы и инструменты, зачастую используется микроскоп МБС-10 (морфологические исследования).

Микроскоп МБС-10

На этапе визуального осмотра и морфологических исследований объектов эксперт выявляет наличие следов аварийных режимов работы электрооборудования, и, при выявлении их наличия, принимает решение о дальнейших действиях.

Следы больших переходных сопротивлений под микроскопом МБС-10

Основная сложность состоит в том, что аварийные режимы работы электрооборудования могут являться не только причиной пожара, но и могут быть вызваны самим пожаром. Например, когда изоляция проводников плавится (сгорает) и разнополярные жилы проводников соединяются между собой.

Лаборатория металлов и сплавов

Поэтому, для определения причастности аварийных режимов работы электрооборудования к возникновению пожара, в ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Республике Мордовия применяются инструментальные методы исследований — рентгенофазовый анализ и металлографические исследования.

Рентгенофазовый анализ

Данный метод применяется только для медных жил. Он является не разрушающим методом и позволяет сохранить участки жил с оплавлениями для дальнейших исследований. Рентгенофазовый анализ выполняется при помощи рентгеновского дифрактометра ДР-01.

Рентгеновский дифрактометр ДР-01

Известно, что медь обладает большим сродством с кислородом. При коротком замыкании не в условиях пожара по длине жилы возникает градиент температур.

В месте оплавления достигается температура расплавления меди 1083°С и выше, на поверхности оплавления и вблизи него на прилегающем участке, интенсивно образуется закись меди Сu2О в виде пленки или чешуек черного цвета.

По мере удаления от места оплавления температурное влияние дуги короткого замыкания ослабевает, и содержание закиси меди на поверхности жилы уменьшается. При коротком замыкании в условиях реального пожара в задымленной атмосфере содержатся продукты неполного сгорания органических веществ, в частности СО.

В этом случае при коротком замыкании будет происходить восстановление закиси меди в месте оплавления и на непосредственно прилегающем к нему участке жилы. Поэтому приповерхностное содержание закиси меди Сu2О на этих участках будет значительно ниже, чем на отстоящем участке.

Данное исследование заключается в определении и последующем сравнении количества Cu2О в приповерхностном слое медного проводника непосредственно вблизи оплавления (участок 1) и на удалении от него на 30-35 мм (участок 2).

Участки провода, подвергаемые рентгеноструктурному анализу.

После измерений находят соотношение площадей линий Cu2O и Cu для первого и второго измерения, пропорциональное интенсивности этих линий ICu2O/ IСu и поверхностной концентрации закиси меди.

Линии меди и закиси меди в дифрактограмме медного проводника

Если величина отношения интенсивностей ICu2O/ICu участка 1 больше величины участка 2 в два и более раз, то оплавление образовалось в результате короткого замыкания, возникшего не в условиях пожара. Если величина отношения интенсивностей ICu2O/ICu участка 1 меньше величины участка 1 в два и более раз, то оплавление образовалось в результате короткого замыкания, возникшего в процессе пожара.

Металлографический анализ

Данный анализ проводится после рентгеноструктурного, он более информативен и позволяет более точно и наглядно установить условия, в которых произошло короткое замыкание.

Металлографическое исследование проводов — более трудоемкий метод анализа, нежели рентгеноструктурный. Кроме того, это разрушающий метод (в отличие от неразрушающего рентгеновского), который ведет к утрате об­разца.

В лаборатории исследуемый участок провода (шарик оплавления) заливают в специальный твердеющий состав и делают так называемый «шлиф» на шлифовальном станке.

Установка для приготовления металлографических шлифов

Затем шлиф обрабатывают кислотным составом («травят») для того, чтобы проявилась структура металла, и рассматривают ее с помощью металлографического микроскопа.

Металлографический микроскоп

Структура оплавления при различных условиях неодинакова. Короткое замыкание в нормальных условиях происходит при относительно низкой температуре окружающей среды, поэтому рост кристаллов меди при охлаждении из расплава происходит в основном в направлении максимального оттока тепла по проводнику, в результате образуется зона вытянутых кристаллов — столбчатых дендритов.

В случае короткого замыкания медных деталей в условиях до пожара с нормальным содержанием кислорода, в месте оплавления наблюдается двухфазная структура-эвтектический сплав Cu + Cu-Cu2O. При этом могут наблюдаться три типа микроструктур:

  • на участке оплавления содержится от 0,05% до 0,39% кислорода – основу сплава составляет медь с участками эвтектики Cu-Cu2O;
  • на участке оплавления содержится 0,39% кислорода – в данном случае сплав состоит сплошь из эвтектики Cu-Cu2O;
  • на участке оплавления содержится более 0,39% кислорода – помимо эвтектики Cu-Cu2O в сплаве появляются кристаллы закиси меди Cu2O.

Отсутствие в атмосфере газов-восстановителей приводит к тому, что газовые раковины и поры в оплавленном участке практически  не образуются.

Микроструктура оплавления медного проводника при коротком замыкании в нормальных условиях, то есть не в условиях пожара. ( кислорода более 0,39%, имеются дендриты оксида меди, поры отсутствуют).

При коротком замыкании в условиях пожара (в условиях с пониженным содержанием кислорода, высокой температурой, высоким содержанием газообразных продуктов горения) в месте оплавления медных деталей эвтектика практически не наблюдается, массовая доля кислорода в оплавлении не превышает 0,05%, зерна имеют равноосную форму, образуется большое количество пор.

Исследования электротехнических изделий и проводников на предмет обнаружения следов аварийных режимов работы в испытательной пожарной лаборатории по Республике Мордовия производятся в рамках экспертных исследований по делам о пожарах в соответствии с прейскурантом цен на данный вид деятельности.

Источник: http://iplrm.ru/issledovanie-veshhestvennyx-dokazatelstv/electrika.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.