Електротехнічні причини пожежі

1. електрична дуга
2. Коротке замикання
3. Перевантаження електричних ланцюгів
4. Велике перехідний опір
5. іскріння
6. Перенапруження в електричному ланцюзі
7. Перехід електричного струму на заземлені металеві конструкції
8. Тепловий вплив і аварійний режим роботи ламп розжарювання
9. Аварійний режим роботи люмінесцентних світильників
10. Тепловий вплив електронагрівальних приладів

Електротехнічні причини пожеж є одними з найбільш поширених причин пожеж - майже кожен п'ятий пожежа .

Чи завжди електротехнічні причини пожеж є досить обгрунтованими?

Як показав багаторічний досвід і практика дослідження пожеж для висунення і остаточного прийняття версії даної причини виникнення пожежі дізнавачу і слідчому, часом досить виявити в місці вогнища пожежі оплавлений електричний провідник. Знаючи, що коротке замикання, має достатній тепловим імпульсом і здатне запалити ізоляцію струмоведучих частин і горючі матеріали, що знаходяться поблизу з електроустановками, деякі фахівці, вважають, що правильно встановили причину пожежі. Надалі інші елементи і апарати захисту електричної мережі об'єкта пожежі їх не цікавлять. Такий висновок про достовірність причини пожежі не правильний.

Для об'єктивного розкриття злочинів і обґрунтованого визначення причини пожежі необхідно повне і якісне дослідження всієї електричної мережі об'єкта пожежі, фіксація виявлених у вогнищі фрагментів електротехнічних пристроїв і правильне вилучення необхідних для проведення інструментальних досліджень речових доказів.

При розслідуванні пожеж з місця пожежі в якості речових доказів повинні вилучатися елементи електромережі (апарати захисту, комутаційні апарати, відрізки кабелів і проводів з мідними і алюмінієвими жилами), що мають характерні сліди впливу дуги короткого замикання або температурного руйнування.

Послідовність дій осіб, що займаються дізнанням пожеж, неодноразово вказувалося в спеціальній літературі.

Вважаємо корисним систематизувати і знову повторити їх.

Версія можливості виникнення пожежі від електроустановок повинна висуватися і відпрацьовуватися у всіх випадках, коли на об'єкті пожежі було електрообладнання. Огляд електроустановок становить неабияку складність, тому доцільно здійснювати його з залученням фахівців енергетиків. Причому слід мати на увазі, що цей огляд не може обмежуватися тільки приміщеннями, в яких відбувалося горіння, тому що для відпрацювання версій можливості виникнення пожежі від електрообладнання необхідне знання стану всієї електричної мережі, починаючи від джерела живлення (трансформаторної підстанції) до найбільш віддалених споживачів електроенергії, які перебували на об'єктах пожежі.

Версії про причини виникнення пожеж, пов'язаних з експлуатацією електроустановок - це найбільш широка група причин. Це обумовлено перш за все енергооснащеністю на виробничих підприємствах, в сільському господарстві і в побуті, можливістю виходу з ладу електротехнічної продукції, а також низькою якістю технічного обслуговування електрогосподарства. Необхідно відзначити, що причетність електрообладнання до виникнення пожеж досить часто «встановлюється» без достатніх підстав. Це вимагає більш глибокого і грамотного дослідження всіх тих явищ, що передували пожежі і мали місце в його процесі, які мають істотне значення при встановленні дійсної причини виникнення пожежі при відпрацюванні висунутих версій про можливу причину пожежі.

Слід мати на увазі, що практично всі джерела запалювання, пов'язані з експлуатацією електричних установок, володіють великим запасом теплової енергії і здатні запалити більшість горючих речовин і матеріалів.

До причин пожеж електротехнічного характеру відносяться:

• електрична дуга;
• коротке замикання;
• перевантаження електричних ланцюгів;
• більше перехідний опір;
• іскріння;
• перенапруження електричної мережі;
• перехід електричного струму на металеві заземлення конструкції будівель і споруд;
• перехід електричного струму на слабкострумові електричні лінії (радіо, телефонні та ін.);
• тепловий вплив електронагрівальних приладів;
• тепловий вплив електричних ламп розжарювання, їх аварійний режим і проплавление колб;
• аварійний режим роботи люмінесцентних світильників.

Для підвищення якості огляду електрообладнання на пожежі доцільно більш детально розглянути кожну з перерахованих вище причин, маючи на увазі, що поява або наявність деяких з них передбачено нормальним режимом роботи електроустановок. Наприклад, електричні дуги виникають при проведенні електрозварювальних робіт; іскріння відбувається в колекторних електродвигунах, магнітних пускателях контакторах; наявність нагрітих або розжарених частин мається на нагрівальних приладах та ін.

Необхідно знати, що перенапруження електричної мережі, велике перехідний опір і перевантаження ланцюга може призвести до короткого замикання, виникнення електричної дуги, і навпаки, коротке замикання може призвести до перевантаження електричної мережі, до іскріння, утворення електричної дуги, до переходу електричного струму на металеві заземлення конструкції і т.д. Тобто, одні аварійні режими, переходять в інші більш небезпечних щодо можливості виникнення пожеж.

Розглянемо перераховані вище джерела запалювання докладніше.

електрична дуга

електрична дуга

Електрична дуга має дуже високу температуру (1500-4000 ° С) і може запалити практично будь-який горючий матеріал, стикаючись з ним безпосередньо, а також за допомогою променевої теплоти. Електрична дуга утворюється в результаті стійкого електричного розряду між двома металевими елементами електричної установки, що мають різні потенціали. В електричній дузі відбувається інтенсивна іонізація газового проміжку, плавлення і горіння металу. Крім того, відбувається інтенсивне розбризкування розплавлених частинок металу, що мають великий запас теплової енергії, які потрапляючи на горючі матеріали, можуть запалити їх.

Стійка електрична дуга найбільш часто може виникати при короткому замиканні в газових трубах або броньованих кабелях і значно рідше в електропроводах. При цьому, у міру розплавлення і згоряння токоведущей жили електричного провідника, броні, труби, або інший захисної оболонки, дуга може переміщатися уздовж їх поверхонь в сторону джерела живлення, залишаючи точкові або розподілені по довжині проплавления. При електричній дузі по ланцюгах протікають струми короткого запасання, Тому при утворенні електричної дуги в аварійному режимі в електричному ланцюзі виникають вторинні (побічні) явища, характерні для короткого замикання. При цьому нерідко джерела запалювання з'являються не тільки в місці утворення дуги, а й в інших місцях електричного кола, але напрямку до джерела живлення. У випадках, не передбачених нормальним режимом експлуатації електроустановок, виникнення електричної дуги найчастіше відбувається при короткому замиканні.

Одним з широко відомих прикладів використання електричної дуги у виробництві є електричне зварювання, при якій по провідникам протікають значні струми і виділяється велика кількість теплової енергії.

Процес електричної дугового зварювання, як правило, супроводжується виникненням:

• нагрітих до високої температури або навіть розпечених зварюються, деталей, конструкцій або їх окремих ділянок;
• розльотом на значні відстані порівняно великих за розмірами частинок розплавленого металу;
• нагріванням контактних елементів і електричних провідників в місцях нещільні з'єднань;
• іскріння в місцях неякісного з'єднання або приєднання електричних проводів до зварювального апарата, зварюваних деталей і конструкцій.

Коротке замикання

Серед причин пожеж електротехнічного характеру коротке замикання є найпоширенішим, хоча нерідко воно може бути і наслідком якої-небудь іншої аварійної ситуації в електричному ланцюзі.

Коротке замикання виникає при з'єднанні електричних проводів з порушеною ізоляцією, зіткненні проводів з металевими заземленими конструкціями будівель та споруд, попаданні на оголені дроти сторонніх металевих предметів, пробої обвугленою або порушеною ізоляції проводів та інших електроустановочних виробів. В результаті короткого замикання, через різке зростання струму в електричному ланцюзі, значно зростає температура струмопровідних жил, що призводить до займання ізоляції електричних проводів і кабелів і найчастіше супроводжується розплавленням металу провідників.

Перевантаження електричних ланцюгів

Перевантаженням називається таке явище, при якому в електричній мережі, обмотках електричних машин, приладах і апаратах виникають струмові навантаження, що перевищують тривало допустимі.

Найбільш частими причинами, що викликають перевантаження електричних ланцюгів є:

• неповне або неметалевої коротке замикання через деякий перехідний опір;
• перенапруження в електричній мережі;
• робота трифазного двигуна на двох фазах внаслідок обриву третьої або спрацьовування одного з запобіжників;
• заклинювання, перевантаження механізму, що приводиться електродвигуном (наприклад, двигуна транспортерної лінії);
• неправильний вибір електродвигуна для заданого робочого механізму (занижена потужність по відношенню до необхідної);
• заїдання валу електродвигуна через брак мастила, або руйнуванні підшипників і перекосі валу;
• включення в електричну мережу не передбачених розрахунком потужних споживачів електроенергії.

Велике перехідний опір

Велике перехідний опір - це опір ділянки електричного кола в місці з'єднання окремих елементів (місця з'єднання проводів, приєднання їх до електроприймачів, контактним елементів і т.п.) в яких, при неправильному їх виконанні, опір вище в порівнянні з опором електричного кола до цих ділянок і після їх

Найбільш часто великі перехідні опори виникають в наступних випадках:

• в місцях з'єднання проводів між собою, коли замість пайки, зварювання, опресовування або затискачів під болти застосовуються скручування проводів з алюмінієвими і мідними жилами;
• в місцях підключення проводів до рубильників, електродвигунів та інших апаратів без спеціальних затискачів і наконечників;
• в рубильниках, магнітних пускателях, вимикачі, штепсельних роз'ємах (розетках, вилках) на контактних елементах при зниженні додаються для включення зусиль, недовключена, підгоряння і т.п .;
• в місцях контактів. виконаних за допомогою різьбових з'єднань в електрообладнанні, яке в процесі роботи нестабільним через тремтіння, і особливо у випадках відсутності пристосувань проти самовідгвинчування;
• в місцях з'єднання проводів, виконаних за допомогою пайки, але із застосуванням при підготовці поверхонь кислот, які практично завжди залишаються в місці пайки і згодом викликають посилене окислення місць з'єднання або поблизу розташованих ділянок проводів.

Освіта джерел запалювання при виникненні великих перехідних опорів, як правило, можливо, в мостах появи перехідних опорів, описаних вище. Безпосереднім джерелом запалювання в цьому випадку можуть бути:

• елементи електроустановок, нагріті до високої температури теплом, виділеним електричним струмом в місці великого перехідного опору;
• електричні іскри або частки розплавленого і розжареного металу, що виникають в місці «поганого» електричного контакту.

Велике перехідний опір може бути причиною виникнення короткого замикання.

іскріння

іскріння

Іскріння в електроустановках - це дуже поширене явище і відбувається як при нормальній роботі окремих споживачів електричної енергії, так і в аварійному режимі. Іскріння утворюється при контактної і дугової електрозварювання, включенні і виключенні рубильників, магнітних пускачів, контакторів, вимикачів, на кільцях і колекторах електродвигунів при поганому приляганні до них щіток, і в місцях неякісного з'єднання проводів до споживачів електричної енергії, при зіткненні окремих ділянок проводів між собою або із заземленими конструкціями і т.д. При іскрінні відбувається утворення джерел запалювання, що володіють енергією і температурою достатніх для займання багатьох горючих речовин і матеріалів.

Іскріння в НЕ пожежонебезпечних і не вибухонебезпечних середовищах, а також при відсутності в безпосередній близькості горючих матеріалів і конструкцій великої небезпеки не представляє.

Перенапруження в електричному ланцюзі

У зв'язку з тим, що джерела живлення електроенергією мають обмежені потужності, підключення до них або відключення від них електроспоживачів призводить до зміни напруги в електричній мережі. Щоб компенсувати зниження напруги, при одночасному включенні великої кількості споживачів, напруга джерела живлення завищують. Тому при відключенні більшості споживачів напруга в електричній мережі стає вище номінального (127, 220, 380 В). Величина перенапруги може бути різною і особливо великих відмінностей найчастіше досягає в сільській місцевості. Причиною перенапруг в електричній мережі може бути також вихід з ладу регулятора числа оборотів на місцевих електростанціях, коли, образно кажучи, двигун генератора йде в «рознос». Перенапруження може виникати: при коротких замиканнях; при попаданні «високого» напруги на низьковольтні мережі; при грозових розрядах; електромагнітної індукції та ін.

Пожежна небезпека перенапруги, в залежності від конкретних умов, може проявлятися в наступному:

• підвищенні ймовірності виникнення короткого замикання;
• збільшенні струмового навантаження на окремих ділянках електричного кола і можливості виникнення перевантаження;
• підвищенні тепловиділення в електронагрівальних пристроях;
• підвищенні ймовірності виникнення аварійних режимів в лампах розжарювання;
• підвищенні ймовірності виходу з ладу окремих елементів побутових електроспоживачів (телевізорів, радіоприймачів, блоків живлення і ін.), а так само промислового електроустаткування.

Перехід електричного струму на заземлені металеві конструкції

Перехід електричного струму на металеві заземлення конструкції будівель і споруд, що мають електричне з'єднання з землею (даху, водостічні труби, труби системи опалення і водопостачання, металеві балки, сітки під шаром штукатурки і т.п.), відбувається в результаті зіткнення їх з одним з фазних проводів, що знаходяться під напругою. У разі контакту між ними виникають значні струми качечки, які можуть привести до спрацьовування електричного захисту, якщо вона обрана правильно. У цьому випадку небезпека переходу електричного струму на металеві конструкції, обмежується місцем дотику проводу до конструкції, де можливі значне іскроутворення і короткочасне виникнення електричної дуги, які можуть підпалити поблизу розташовані горючі матеріали.

Якщо відбувається перехід електричного струму на металеві конструкції, які не мають доброго заземлення і досить щільного з'єднання окремих частин між собою, то на шляху руху струму виникають великі перехідні опори, можливий періодичний пробій повітряного зазору або постійне іскріння. Загоряння при цьому можливо як від нагрівання металевих частин, так і іскріння. Нагрівання і іскріння можуть бути настільки сильні, що окремі ділянки металевих конструкцій можуть оплавитися. При такому явищі струм витоку може бути недостатнім для спрацьовування навіть правильно обраної захисту.

Характерно, що нагрів металевих конструкцій і іскріння може відбуватися не тільки в тому місці, де виявлено дотик електричного дроту до частин будівлі, а зовсім на інших ділянках, на яких немає електричних комутацій іноді віддалених на кілька сот метрів від місця торкання. Пожежі від розтікання електричного струму по металевим конструкціям будівель характерні можливою наявністю декількох вогнищ. В цьому випадку пожежа може виникнути навіть у різних будівлях.

Перехід електричного струму на металеві конструкції можливий:

• при обріві проводу повітряної Лінії електропередач;
• при механічному пошкодженні ізоляції електропроводів, прокладеніх по металевих конструкціям и комунікаціям будівель;
• при вікорістанні металевих конструкцій и комунікацій як зворотнього провід при проведенні електрозварювальних робіт;
• при вікорістанні металевих конструкцій и комунікацій Будівлі в якості заземлення;
• при руйнуванні ізоляторів або пошкодженні ізоляції проводів в металевих трубостойки на вводі в Будівлі и ін.

Перехід електричного струму можливий не тільки на металеві конструкції будівлі, а й в інші електричні мережі. Якщо цей перехід відбудеться в слабкострумові лінії, то може привести до їх займання та пожежі. Такий перехід можливий в місцях спільного прокладання лінії різної напруги, при зіткненні або перетині, якщо в них буде пошкоджена ізоляція.

Тепловий вплив і аварійний режим роботи ламп розжарювання

Пристрій лампи розжарювання

Основними причинами виникнення пожеж від електричних ламп розжарювання є:

• безпосереднє зіткнення горючих матеріалів з нагрітою колбою лампи;
• вплив теплового випромінювання лампи на горючі матеріали;
• виліт розпечених крапель спіралі, що утворилися під впливом дуги між електродами або одним з електродів і обгорілої ниткою розжарювання;
• потрапляння нагрітих частинок спіралі на горючі матеріали в результаті вибуху колби лампи розжарювання.

Виникнення пожеж від ламп розжарювання може бути обумовлено:

• порушенням правил експлуатації ламп розжарювання, наприклад, використанням їх в пожежонебезпечних приміщеннях без захисних скляних ковпаків;
• недотримання мінімально допустимих відстаней від ламп розжарювання до легкозаймистих і горючих матеріалів, використання паперових абажурів і ін .;
• неякісним енергопостачанням (різкими коливаннями напруги в електричній мережі, що може спричинити до виникнення дуги або вибуху колби).

Ступінь нагріву колб електричних ламп розжарювання залежить від відстані від нитки розжарення до колби і від потужності лампи. При цьому лампи меншої потужності з малим розміром колб можуть мати більш високу температуру на поверхні колб, ніж більш потужні лампи великих розмірів. У виготовляються промисловістю ламп розжарювання потужністю від 40 до 100 Вт в умовах нормальної експлуатації температура на поверхні колб знаходиться в межах 125-240 ° С. Але за умови акумуляції тепла (наприклад, зіткнення з будь-якими матеріалами) вона може підвищуватися на кілька сотень градусів і може стати причиною пожежі горючих матеріалів. Так, наприклад, лампа розжарювання потужністю 100 Вт, загорнута тканиною вже через 5 хв. може мати температуру на поверхні колби 350 ° С і привести до загоряння тканини.

Проведені дослідження показали, що бавовна, вата і вироби, виготовлені на їх основі, що знаходяться на відстані до 30 мм від колби лампи розжарювання, здатні спалахнути протягом однієї години.

Аварійний режим в лампах розжарювання і як слідчо розрив колб, виникнення дуги, оплавлення електродів і проплавление краплями розплавленого металу колб ламп можливий при значному підвищенні напруги в електричній мережі, а також внаслідок низької якості ламп розжарювання (конструктивних і технологічних факторів, наприклад поганого контакту в місці під'єднання вольфрамової нитки розжарення до нікелевому електроду).

При руйнуванні колби лампи розжарювання можливе випадання розпечених частинок спіралі і потрапляння їх на горючі матеріали. При утворенні всередині колби лампи розжарювання електричної дуги потрапляння розпечених часток металу на горючі матеріали можливо не тільки при руйнуванні колби лампи, але і при проплавлення її розплавленими частками металу. Дослідження показали, що при оплавленні нікелевих електродів краплі металу в 50% випадків проплавляющей колбу лампи розжарювання, залишаючи отвори діаметром від 1 до 3 мм. Розпечені краплі нікелю при виході з колби лампи розжарювання в атмосферу вибухають, утворюючи потік, що складається приблизно з 4000 частинок. Температура частинок нікелю розміром від 0,5 до 3 мм знаходиться в діапазоні 1500-2200 ° C, що представляє їх високу пожежонебезпечність.

Аварійний режим роботи люмінесцентних світильників

світильник люмінесцентний

Пожежна безпека люмінесцентних світильників означає практичну неможливість загоряння, як самого світильника, так і навколишнього його середовища, що має забезпечуватися конструкцією світильника, вибором комплектуючих виробів і матеріалів з температурними характеристиками відповідними тепловому режиму роботи світильника. При цьому характеристиками пожежної безпеки є відповідність температури на основних елементах світлового приладу допустимих значень, як в робочому, так і в аварійному режимі його роботи.

Розглянемо можливі причини появи великих температур на люмінесцентних лампах зі стандартними електромагнітними пуско-регулюючими апаратами (ПРА). З точки зору фізичного процесу отримання світла люмінесцентні лампи більш значну частину електроенергії перетворюють у видиме світлове випромінювання, ніж лампи розжарювання. Однак при певних умовах, пов'язаних з несправностями ПРА люмінесцентних ламп, можливий їх сильне нагрівання (в окремих випадках до 190-200 ° С), в результаті чого відбувається розм'якшення і витікання заливальної маси, що приводить до виникнення пожежі полімерних розсіювачів люмінесцентного світильника.

Певну пожежну небезпеку становлять стартери, тому що всередині деяких з них знаходяться легкосгораемие матеріали (паперовий конденсатор, картонні прокладки і ін.).

Прикладом пожежі від аварійної роботи ПРА люмінесцентного світильника є пожежа, що сталася 26.03.2012 року в дитячому садку № 262 ВАТ м.Києва. В результаті аварійної роботи ПРА, сталося загоряння розсіювача світлового приладу, обвалення його на підлогу і подальше загоряння підлогового покриття.

Тепловий вплив електронагрівальних приладів

Пожежі від електронагрівальних приладів можуть виникати через конструктивні недоліки окремих вузлів, а так само порушення правил експлуатації цих приладів.

При цьому безпосередніми джерелами запалювання можуть бути:

• коротке замикання в цих приладах, що живлять шнурах і лініях;
• перевантаження;
• велике перехідний опір;
• іскріння;
• електрична дуга;
• порушення теплового режиму (витікання рідини, зміна умов теплообміну і т.п.)
• роботи електронагрівального приладу;
• розташування або потрапляння горючих речовин в зону сильного теплового впливу.

До електронагрівальних приладів відносять:

• нагрівачі з трубчастими нагрівальними елементами;
• композиційні електрообігрівачі;
• побутові гнучкі нагрівачі для безпосереднього обігріву людини;
• електроприлади з Товстоплівкові нагрівальними елементами;
• бетонні та керамічні електрообогреваемие підлоги і панелі;
• електрокаміни, конвектори, тепловентилятори, радіатори;
• електропечі в лазнях (саунах);
• електротостери, ростери, грилі, шашличниці;
• електроплити, електрочайники, кип'ятильники;
• праски;
• Мікрохвильові печі;
• електронагрівальний інструмент.

Загальновідомі приклади руйнування ТЕНів електричних кип'ятильників включених без води. У включеному стані, але без занурення в воду, електричний кип'ятильник протягом декількох хвилин може розжаритися до червоного і температура оболонки Тена при цьому досягає 700-800 ° С і вище. Розплавлені краплі зруйнованої оболонки Тена можуть привести до загоряння горючих матеріалів.

Прикладом пожежі з цієї причини може служити пожежа, що сталася 11 вересня 2013 року в лаборантской кімнаті кабінету фізики ЗОШ № 96 САО м.Києва. В результаті руйнування оболонки Тена побутового електрокип'ятильника стався розліт розплавлених крапель металу, що викликав тління , В подальшому перейшло в загоряння навколишніх навчальних посібників.

Читайте додатковий пізнавальний матеріал по темі:

Виявлення осередкових ознак і шляхів поширення горіння методом дослідження шарів кіптяви на місці пожежі. Методичні рекомендації. Чешко І.Д., Соколова О.М. ФДМ ВНІЇПО МНС Росії, 2008