Введение. 
Расчёт силовой сети

Анализ противопожарного состояния промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства, зданий общественного назначения и жилых домов показывает, что их безопасная эксплуатация во многом зависит от технического состояния электрооборудования, электроустановок и электроприборов. Недооценка или непонимание степени пожарной опасности электроустановок, электрифицированных машин и приборов приводит к пожарам и авариям. В условиях бурного роста выработки и потребления электроэнергии исключительно важное значение приобретают мероприятия, направленные на предупреждение пожаров от электроустановок.

Опасность возникновения пожаров при эксплуатации электроустановок проявляется в наличии сгораемой изоляции электрических сетей, машин и аппаратов.

Кислород воздуха в смеси с горючими газами или парами ЛВЖ при открытом монтаже электроустановок всегда можно создать горючую или взрывоопасную смесь. Причинами пожаров могут быть: короткие замыкания в электропроводках, машинах и аппаратах; перегрузки проводников; искры и электрические дуги; большие переходные сопротивления; вихревые токи и др.

Пожары от электроустановок в целом по стране составляют 28%, а на предприятиях некоторых министерств и ведомств доля пожаров от электроустановок достигает 38%. количество пожаров от электроустановок в жилых домах составляют 32%. В жилых домах индивидуального пользования происходит до 70 пожаров от электроустановок. Статистические данные о пожарах и электроустановках по причине и количественные соотношения между ними, считая 100% все пожары в электроустановках, приведены в таб.1.

электрическая сеть замыкание перегрузка Данные о пожарах в электроустановках и количественное соотношение между ними по видам (назначению) электрооборудования приведены в таб.2.

Таблица 1. Количество пожаров в электроустановках и основные причины их возникновения.

Таблица 2. Количество пожаров в различных видах электроустановок.

Из этих данных видно, что чаще всего причинами пожаров в электроустановках являются токи короткого замыкания и нарушения противопожарного режима.

Возрастающие масштабы роста производства, обновления производственных фондов, реконструкция и техническое перевооружение предприятий с одновременным требованием улучшения условий труда и повышения его безопасности вызывают необходимость постоянного совершенствования пожарно-профилактической работы по защите людей и материальных ценностей.

Разработка новых технологических процессов на предприятиях, глубокие качественные изменения в технологии ряда производств не редко сопровождаются повышением их пожаро — и взрывоопасности. Реконструкция предприятий и обновление производственных фондов, осуществляемые в условиях действующих производств и связанные с остановкой эксплуатируемого и монтажом нового оборудования, электрогазосварочными работами и т. д., также могут повышать пожаро — и взрывоопасность производств. Серьезная опасность возникает в связи с использованием легковоспламеняющихся и горючих жидкостей для очистки и обезжиривания деталей, с интенсивным развитием механизированного складского хозяйства.

Короткое замыкание

Коротким замыканием (к. з.) называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкания через малое сопротивление между фазами, а в системах заземленной нейтралью — также замыкание одной или нескольких фаз на землю. При возникновении к. з. в электрической сети ее общее сопротивление резко уменьшается (степень уменьшения зависит от расположения точки к. з в сети), что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с точками нормального режима. В свою очередь это вызывает снижение напряжения в сети, которое особо велико вблизи места к. з.

Основной причиной возникновения к. з. является нарушение изоляций в электрических проводах, кабелях, машинах и аппаратах, которое вызвано: перенапряжением, прямыми ударами молнии, старением изоляции, механическими повреждениями.

Меры предупреждения коротких замыканий

Мерами предупреждениями являются правильный выбор, монтаж и эксплуатация электроустановок. Распределительные щитки, машины, аппараты, приборы, провода, кабели и прочее электрооборудование должны соответствовать характеру окружающей среды, величине и роду тока, напряжению, мощности нагрузки.

Перегрузки

Перегрузкой называется такое явление, когда по проводам и кабелям электрических сетей, обмоткам машин и аппаратов идет рабочий ток Ip больше длительно допустимого Iд. Величина длительно допустимых токов зависит от сечения и материалов проводников, способа прокладки, конструкции проводников и температуры окружающей среды. На проводнике большего сечения допускаются большие токи, на медные проводники допускается больший ток чем на проложенные в трубах, в трубках и, наконец, и на двух —, трех — и многожильные проводники допустимые токи меньше чем одножильные.

Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока, сущность и количественная сторона которого выражается законом Джоуля-Ленца. Про прохождении по проводникам тока больше допустимого их температура может быть выше допустимой. При двукратной и более перегрузки проводников со сгораемой изоляции происходит ее воспламенение.

Основными причинами перегрузок являются: несоответствие сечения проводников рабочему тока; параллельные включения в сеть предусмотренные расчетов токоприемников без увеличения сечения проводников; попадания на проводники токов утечки, молнии; повышение температуры окружающей среды.

Характерным признаком перегрузок электроустановок является повышенный напрев.

Профилактика перегрузок

Во избежание перегрузки необходимо: правильно выбрать сечение проводников по нагреву; ограничить включение токоприемников в сеть, не рассчитанную на большую нагрузку; создавать необходимые условия для охлаждения проводников, электрических машин и аппаратов.

Искрение и электрическая дуга

Всякая электрическая дуга или искра есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, при пробое изоляции между проводниками, при работе электрических машин между щетками и коллектором (контактными кольцами), а так же во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей.

Искры и электрическая дуга, при наличии в помещениях легкогорючих веществ и взрывчатой системы, могут быть причиной пожара, взрыва.

Большие переходные сопротивления

Переходным сопротивлением называется сопротивление, возникшее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой либо электрических аппарат при наличии плохого контакта, например, в местах соединения и оконценвания проводов, в контактах машин и аппаратах. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв. В этом и состоит пожарная опасность переходных сопротивлений, которая усугубляется тем что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные не могут предупредить возникновение пожара, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивление происходит только в следствии увеличения сопротивления.

Профилактика переходных сопротивлений

Для предупреждения возникновения пожаров от больших переходных сопротивлений необходимо тщательное соединение проводов и кабелей (скруткой, пайкой, сваркой, опрессованием).

Вихревые токи

Известно, что при пересечении замкнутого провода магнитными силовыми линиями в нем индуктируется ток. Токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями, называются вихревыми токами (токами Фуко). Вихревые токи, являясь частным случает индуктированных токов, подчиняются общим правилам и законам для токов.

Вследствие возникновения вихревых токов массивных проводниках, движущихся в магнитном поле или находящихся неподвижно, но в переменном магнитном поле, выделяется определенное количество тепла.

Вихревые токи могут быть очень большими и сильно нагревать сердечники машин и аппаратов, что может привести к разрушению изоляций проводников и даже ее воспламенению.

Устранить полностью вихревые токи нельзя, но уменьшить можно и нужно.

Профилактика вихревых токов

Для уменьшения вихревых токов якоря генераторов, электрических двигателей, сердечники трансформаторов, электромагнитов делают не сплошными, а наоборот из отдельных тонких (0,35−0,5 мм) штампованных листов стали, расположенных по направлению магнитных силовых линий и изолированных один от другого.