Исследование медных проводников после аварийных режимов работы электрооборудования

Автор статьи: Шведов Михаил Афанасьевич, кандидат технических наук, инженер ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Чувашской Республике — Чувашии.

В данной статье рассматриваются аварийные режимы работы электрооборудования, которые могут привести к возникновению пожара. Описаны наиболее широко применяемые методы исследований медных проводников после аварийных режимов работы электрооборудования. Приведены некоторые примеры практических исследований медных проводников с реальных пожаров.

Одними из основных элементов электрооборудования являются медные проводники, которые обеспечивают распределение и передачу электрической энергии. От их надежности, безопасности и работоспособности зависит бесперебойная работа всех узлов электрооборудования. При этом во время эксплуатации не редко возникают разнообразные экстремальные факторы, которые могут привести к необратимым изменениям в токопроводящих медных проводниках. Нарушаются их эксплуатационные свойства, что может вызвать такие аварийные режимы работы электрооборудования, как короткое замыкание, токовая перегрузка и большое переходное сопротивление.

Актуальность статьи определяется:

• увеличением потребления электроэнергии и токовых нагрузок;

• разработкой мероприятий по повышению надежности и долговечности электрооборудования;

• повышением требований к пожарной безопасности, создание эффективных систем защиты.

Одной из основных задач, решаемых судебно-экспертными учреждениями Федеральной противопожарной службы, является проведение исследований вещественных объектов, изъятых с мест пожаров, и выявление аварийных режимов работы электрооборудования.

Цель данной статьи: рассмотреть основные аварийные пожароопасные режимы электрооборудования, методы исследования медных проводников и показать это на реальных вещественных объектах, изъятых с пожаров.

1. Основные аварийные режимы работы электрооборудования:

• короткое замыкание.

Короткое замыкание — это непредвиденный прямой электрический контакт между двумя проводниками с разными потенциалами, например, между разными фазами или фазой и землей. Оно вызывает резкий рост силы тока, который значительно превышает допустимую на проводник, и при этом происходит выделение значительного количества тепловой энергии, что приводит к повреждению изоляции и самого медного проводника. Одним из характерных проявлений короткого замыкания является возникновение локальных шарообразных дуговых оплавлений на медных проводниках.

Согласно данным Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО), около половины случаев выхода из строя различного электрооборудования связано с коротким замыканием.

Необходимо отметить, что даже кратковременное воздействие большой силы тока на медные проводники способно вызвать их серьезное повреждение, вплоть до полного разрушения;

• токовая перегрузка.

Токовая перегрузка — это превышение предельно допустимой нагрузки на проводник. Она возникает тогда, когда ток, протекающий по проводнику, больше номинального более чем в 1,2 раза.

Это может быть вызвано:

- неправильным выбором сечения проводника;

- увеличением потребляемой мощности;

- неисправностью электрооборудования.

Токовая перегрузка вызывает повышенный нагрев проводников, тем самым увеличивается вероятность внезапного короткого замыкания и последующего пожара. Длительная эксплуатация в таком режиме приводит к постепенному ухудшению как структуры и свойств медного проводника, так и к ухудшению качества изоляции.

Таким образом, токовая перегрузка может быть результатом неправильного выбора проводника, превышения расчетной нагрузки на оборудование и неисправности защитных устройств;

• большое переходное сопротивление.

Большое переходное сопротивление, или плохой контакт, возникает в местах соединения проводников. В этом случае наблюдается недостаточная плотность соединения или плохое качество самого контакта, что вызывает значительное увеличение переходного сопротивления. Следствием этого становится сильный нагрев проводников и возможный выход из строя всего оборудования.

---

Требования пожарной безопасности к удлинителям

Меры по обеспечению противопожарной защиты зданий и сооружений

---

2. Наиболее применяемые методы исследований:

• визуальный.

Визуальный осмотр является первым этапом исследования медных проводников. Он позволяет выявить явные признаки повреждения, такие как:

- оплавление проводников — наличие оплавленных участков указывает на воздействие высоких температур, вызванных коротким замыканием или токовой перегрузкой;

- изменение цвета проводников — изменение цвета меди (появление цветов побежалости, образование окисной пленки) указывает на воздействие высоких температур и окисление;

- наличие следов дугового разряда — следы электрической дуги (электроэрозия меди, оплавление соседних проводников) указывают на протекание большого переходного сопротивления;

- повреждение изоляции — оплавление, обугливание изоляции свидетельствуют о ее деградации.

Визуальный осмотр помогает выявить очевидные повреждения, но не способен достоверно оценить суть и провести детальный анализ;

• металлографический.

Металлографический анализ проводят с целью изучить микроструктуру меди и выявить изменения, произошедшие при воздействии высоких температур и других условиях эксплуатации:

- выявление микроструктуры меди, наличие пор позволяет установить вид короткого замыкания (первичное или вторичное) и другие факторы;

- определение размера зерна позволяет оценить степень рекристаллизации меди и отжига;

- анализ оксидных включений позволяет определить количество и состав оксидов.

Металлографический анализ проводят с использованием оптических микроскопов.

3. Некоторые примеры аварийных режимов работы электрооборудования (исследование медных проводников с реальных пожаров):

• короткое замыкание (рис. 1).

Вещественный объект — фрагмент медного одножильного электрического провода с локальным дуговым оплавлением;

Рис. 1. Аварийный режим работы — вторичное короткое замыкание

• токовая перегрузка (рис. 2).

Вещественные объекты — фрагменты медных одножильных электрических проводов с вздутиями;

Рис. 2. Аварийный режим работы — токовая перегрузка

• большое переходное сопротивление — короткое замыкание (рис. 3).

Вещественный объект — фрагмент медного контакта-штыря компрессора холодильника.

Рис. 3. Аварийный режим работы — большое переходное сопротивление — короткое замыкание 

Таким образом, для повышения уровня пожаробезопасности и надежности электрооборудования необходимо проведение исследований медных проводников после аварийных режимов работы.

Список литературы

1. Чешко И. Д., Плотников В. Г. Анализ экспертных версий возникновения пожара. В 2 книгах. СПб филиал ФГУ ВНИИПО МЧС России, кн.1, 2010. – 708 с.

2. Экспертное исследование после пожара медных проводников: методические рекомендации / А. Ю. Мокряк, И. Д. Чешко, А. Ю. Парийская, В. Г. Плотников, С. В. Скодтаев, А. В. Мокряк. – СПб.: ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2019. – 110 с.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

Расследование пожаров: кто проводит проверку, в каких случаях и каков ее порядок

В этой статье мы расскажем о проведении расследования пожаров. Вы узнаете, кто проводит расследование, в каких случаях и в каком порядке. По подписке

читать полностью

Административная и уголовная ответственность виновных в возникновении пожара

В этой статье мы расскажем вам, какая административная и уголовная ответственность предусмотрена для лиц, виновных в возникновении пожара. По подписке

читать полностью

Расследование пожара: возбуждение или отказ в возбуждении уголовного дела, передача материалов по подследственности

В этой статье мы расскажем вам, в каких случаях в результате расследования пожаров будет возбуждено уголовное дело, в каких в его возбуждении будет отказано, а когда материалы расследования будут переданы по подследственности. По подписке

читать полностью

S-3545
780