Причины загораний в электротехнических устройствах

Электротехническое устройство (Electric device)  - совокупность взаимосвязанных электротехнических изделий, находящихся в конструктивном и (или) функциональном единстве, предназначаемая для выполнения определенной функции по производству или преобразованию, передаче, распределению или потреблению электрической энергии (ГОСТ 18311-80).

Электротехнические устройства можно объединить в группы по наиболее существенным признакам: конструктивному исполнению, электрическим характеристикам, функциональному назначению. Шесть основных групп электроустановок охватывают практически все многообразие применяемых на практике электротехнических устройств.

Это провода и кабели, электродвигатели, генераторы и трансформаторы, осветительная аппаратура, распределительные устройства, электрические аппараты пуска, переключения, управления, защиты, электронагревательные приборы, аппараты, установки, электронная аппаратура, ЭВМ.

Причины загораний проводов и кабелей

1. Перегрев от короткого замыкания между жилами провода и жилами кабеля, их жилами и землей в результате:

• пробоя изоляции повышенным напряжением, в том числе от грозовых перенапряжений;

• пробоя изоляции в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• пробоя изоляции в месте механического повреждения при эксплуатации;

• пробоя изоляции от старения; пробоя изоляции в месте локального внешнего или внутреннего перегрева; пробоя изоляции в месте локального повышения влажности или агрессивности среды;

• случайного соединения токопроводящих жил кабелей и проводов между собой или соединения токопроводящих жил на землю;

• умышленного соединения токопроводящих жил кабеля и проводников между собой или соединения их на землю.

2. Перегрев от токовой перегрузки в результате:

• подключения потребителя завышенной мощности;

• появления значительных токов утечки между токоведущими проводами, токоведущими проводами и землей (корпусом), в том числе на распределительных устройствах за счет снижения величины электроизоляции;

• увеличения окружающей температуры на участке или в одном месте, ухудшения теплоотвода, вентиляции.

3. Перегрев мест переходных соединений в результате:

• ослабления контактного давления в месте существующего соединения двух или более токопроводящих жил, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в месте существующего соединения двух и более проводников, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления.

Анализ этих причин показывает, что, например, короткое замыкание в электропроводниках не является первопричиной загораний, тем более пожаров. Оно является следствием не менее восьми первичных физических явлений, приводящих к мгновенному снижению сопротивления изоляции между токопроводящими жилами разных потенциалов. Именно эти явления следует считать первичными причинами пожара, исследование которых представляет научный и практический интерес.

Ниже приводится классификация причин загораний в других электротехнических устройствах.

Причины загораний электродвигателей, генераторов и трансформаторов

1. Перегрев от коротких замыканий в обмотках в результате межвиткового пробоя электроизоляции:

• в одной обмотке повышенным напряжением;

• в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• от старения;

• от воздействия влаги или агрессивной среды;

• от воздействия локального внешнего или внутреннего перегрева;

• от механического повреждения;

2. Перегрев от коротких замыканий на корпус в результате пробоя электроизоляции обмоток:

• повышенным напряжением;

• от старения электроизоляции;

• пробоя электроизоляции обмоток на корпус от механического повреждения электроизоляции;

• от воздействия влаги или агрессивной среды;

• от внешнего или внутреннего перегрева.

3. Перегрев от токовой перегрузки обмоток возможен в результате:

• завышения механической нагрузки на валу;

• работы трехфазного двигателя на двух фазах;

• торможения ротора в подшипниках от механического износа и отсутствия смазки;

• повышенного напряжения питания;

• длительной непрерывной работы под максимальной нагрузкой;

• нарушения вентиляции (охлаждения);

• завышенной частоты включения под нагрузку и выключения;

• завышенной частоты реверсирования электродвигателей;

• нарушения режима пуска (отсутствие пусковых гасящих сопротивлений).

4. Перегрев от искрения в контактных кольцах и коллекторе в результате:

• износа контактных колец, коллектора и щеток, приводящего к ослаблению контактного давления;

• загрязнения, окисления контактных колец, коллектора;

• механического повреждения контактных колец, коллектора и щеток;

• нарушения мест установки токосъемных элементов на коллекторе;

• перегрузки на валу (для электродвигателей);

• токовой перегрузки в цепи генератора;

• замыкания пластин коллектора из-за образования токопроводящих мостиков на угольной и медной пыли.

Причины загораний в распределительных устройствах, электрических аппаратах пуска, переключения, управления, защиты

1. Перегрев обмотки электромагнита от межвиткового замыкания в результате пробоя изоляции:

• повышенным напряжением;

• в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• в месте механического повреждения при эксплуатации;

• от старения;

• в месте локального внешнего перегрева от искрящих контактов;

• при воздействии повышенной влажности или агрессивности среды.

2. Перегрев от токовой перегрузки в обмотке электромагнита в результате:

• повышенного напряжения питания обмотки электромагнита;

• длительного разомкнутого состояния магнитной системы при включении под напряжением обмотки;

• периодического недотягивания подвижной части сердечника до замыкания магнитной системы при механических повреждениях конструктивных элементов устройств;

• повышенной частоты (количества) включений – выключений.

3. Перегрев конструктивных элементов в результате:

• ослабления контактного давления в местах подключения токопроводящих проводников, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в местах подсоединения токопроводящих проводников и элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при износе контактных поверхностей, приводящего к увеличению контактного переходного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при окислении контактных поверхностей и увеличения переходного контактного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при перекосах контактных поверхностей, приводящих к увеличению контактного сопротивления в местах контактирования;

• сильного искрения нормальных рабочих контактов при удалении искрогасительных или дугогасительных устройств;

• искрения при электрическом пробое проводов на корпус, снижении электроизоляционных качеств конструктивных элементов от локального воздействия влаги, загрязнений, старения.

4. Загорания от предохранителей в результате:

• нагрева в местах рабочих контактов от снижения контактного давления и возрастания переходного сопротивления;

• нагрева в местах рабочих контактов от окисления контактных поверхностей и возрастания переходного сопротивления; разлетания частиц расплавленного металла плавкой вставки при разрушении корпуса предохранителя, вызванного применением нестандартных плавких вставок («жучков»);

• разлетания частиц расплавленного металла нестандартных открытых плавких вставок.

Причины загораний в электронагревательных приборах, аппаратах, установках

1. Перегрев приборов, аппаратов, установок от замыкания электронагревательных элементов в результате:

• разрушения электроизоляции конструктивных элементов от старения;

• разрушения электроизоляционных элементов от внешнего механического воздействия;

• наслаивания токопроводящего загрязнения между токоведущими конструктивными элементами;

• случайного попадания токопроводящих предметов и замыкания токоведущих электронагревательных элементов;

• ослабления контактного давления в местах подключения токопроводящих проводников, элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в местах подсоединения токопроводящих проводников элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;
  

• пробоя электроизоляции конструктивных элементов повышенным напряжением питания;

• выкипания нагреваемой воды (жидкости), приводящего к деформации конструктивных элементов, электрическому замыканию и разрушению конструкции нагревателя в целом.

2. Загорания от электронагревательных приборов, аппаратов, установок в результате:

• соприкосновения горючих материалов (предметов) с нагревательными поверхностями электронагревательных приборов, аппаратов, установок;

• теплового облучения горючих материалов (предметов) от электронагревательных приборов, аппаратов, установок.

Причины загораний комплектующих элементов

Перегрев от коротких замыканий в результате:

• электрического пробоя диэлектрика в конструкции комплектующего элемента, приводящего к перегрузке по току;

• снижения электроизоляционных свойств конструкционных материалов от старения;

• ухудшения теплоотвода при неправильной установке и (или) эксплуатации;

• повышенного рассеяния мощности из-за изменения электрического режима при отказе «прилегающих» комплектующих элементов;

• образования электрических цепей, не предусмотренных конструкцией.