|
|
|
|
Главная - Ремонт Короткие замыкания, перегрузки, переходные сопротивления. меры противопожарной сохранности Короткие замыкания в электропроводке почаще всего происходят из-за нарушения изоляции токопроводящих частей в результате механического повреждения, старения, действия влаги и брутальных сред, также неправильных действий людей. При возникновении короткого замыкания растет сила тока, а количество выделяющейся теплоты, как известно, пропорционально квадрату тока. Так, если при маленьком замыкании ток увеличится в 20 раз, то выделяющееся при всем этом количество тепла возрастет примерно в 400 раз.
Тепловое действие на изоляцию проводов резко снижает её механические и диэлектрические свойства. К примеру, если проводимость электрокартона (как изоляционного материала) при 20 °С принять за единицу, то при температурах 30, 40 и 50 °С она увеличится в 4, 13 и 37 раз соответственно. Тепловое старение изоляции более часто возникает из-за перегрузки электросетей токами, превышающими длительно допустимые для данного вида и сечений проводников. К примеру, для кабелей с бумажной изоляцией срок их службы может быть определен по известному «восьмиградусному правилу»: превышение температуры на каждые 8 °С уменьшает срок службы изоляции в 2 раза. Тепловому разрушению подвержены и полимерные изоляционные материалы.
Воздействие воды и агрессивных сред на изоляцию проводов значительно ухудшает ее состояние из-за появления поверхностных токов утечки. От возникающего при всем этом тепла жидкость испаряется, а на изоляции остаются следы соли. При прекращении испарения ток утечки исчезает. При неоднократном воздействии воды процесс повторяется, но из-за повышения концентрации соли проводимость возрастает настолько, что ток утечки не прекращается даже опосля окончания испарения. Кроме того, возникают мельчайшие искры. В предстоящем под действием тока утечки изоляция обугливается, теряет прочность, что может привести к возникновению местного дугового поверхностного разряда, способного воспламенить изоляцию.
Пожарная опасность маленьких замыкании электропроводов характеризуется следующими возможными проявлениями электрического тока:
воспламенением изоляции проводов и окружающих горючих предметов и веществ;
способностью изоляции проводов распространять горение при поджигании её от посторонних источников зажигания;
образованием при маленьком замыкании расплавленных частиц металла, поджигающих окружающие горючие материалы (скорость разлета расплавленных частиц сплава может достигать 11 м/с, а их температура — 2050—2700 °С).
При перегрузке электропроводок также возникает аварийный режим.
Из-за неправильного выбора, включения либо повреждения потребителей суммарный ток, проходящий в проводах, превышает номинальное значение, т. е. происходит повышение плотности тока (перегрузка). К примеру, при прохождении тока в 40 А через последовательно соединенные три куска провода схожей длины, но различного сечения — 10; 4 и 1 мм2 плотность его будет различна: 4, 10 и 40 А/мм2. В последнем кусочке самая высокая плотность тока, и соответственно, самые высочайшие потери мощности. Провод сечением 10 мм2 слегка нагреется, температура провода сечением 4 мм2 достигнет допустимой, а изоляция провода сечением 1 мм2 просто сгорит.
Основное отличие короткого замыкания от перегрузки заключается в том, что при маленьком замыкании нарушение изоляции является причиной аварийного режима, а при перегрузке — его следствием. При определенных обстоятельствах перегрузка проводов и кабелей в связи с большей продолжительностью аварийного режима более пожароопасна, чем короткое замыкание.
Материал жилы проводов оказывает существенное влияние на зажигающую способность при перегрузках. Сравнение характеристик пожарной опасности проводов марок АПВ и ПВ, приобретенных при испытаниях в режиме перегрузки, показывает, что возможность воспламенения изоляции в проводах с медными токопроводящими жилами выше, чем у алюминиевых.
При коротком замыкании наблюдается та же закономерность. Прожигающая способность дуговых разрядов в цепях с медными токопроводящими жилами более высочайшая, чем с жилами из алюминия. Например, железная труба с толщиной стены 2,8 мм прожигается (или воспламеняется горючий материал на её поверхности) при сечении жилы из алюминия 16 мм2, а с медной жилой — при сечении 6 мм2.
Кратность тока определяется отношением тока короткого замыкания или перегрузки к длительно допустимому току для данного сечения проводника.
Большей пожарной опасностью владеют провода и кабели с полиэтиленовой оболочкой, также полиэтиленовые трубы при прокладке в их проводов и кабелей. Электропроводки в полиэтиленовых трубах в пожарном отношении представляют огромную опасность, чем электропроводки в винипластовых трубах, потому область применения полиэтиленовых труб существенно уже.
Особенно опасна перегрузка в личных жилых домах, где, правило, от одной сети питаются все потребители, а аппараты защиты часто отсутствуют или рассчитаны лишь на ток короткого замыкания.
В многоэтажных жилых домах также ничто не препятствует жильцам воспользоваться более мощными лампами либо включать бытовые электроприборы общей мощностью большей, чем та, на которую рассчитана сеть.
На электроустановочных устройствах (розетках, выключателях, патронах и т. д.) указаны предельные значения токов, напряжений, мощности, а на зажимах, разъемах и других изделиях, не считая того, наибольшие сечения присоединяемых проводников. Для безопасного пользования этими устройствами нужно уметь расшифровывать эти надписи.
Например, на выключателе нанесено «6,3 А; 250 В», на патроне — «4 А; 250 В; 300 Вт», а на удлинителе-разветвителе — «250 В; 6,3 А», «220 В. 1300 Вт», «127 В, 700 Вт».
«6,3 А» предупреждает о том, что ток, проходящий через выключатель, не должен превосходить 6,3 А, иначе выключатель перегреется. Для хоть какого меньшего тока выключатель годится, потому что чем меньше ток, тем меньше нагревается контакт. Надпись «250 В» указывает, что выключатель может применяться в сетях напряжением не выше 250 В.
Если умножить 4 А на 250 В, то получится 1000, а не 300 Вт. Как связать вычисленное значение с надписью? Нужно исходить из мощности. При напряжении в сети 220 В допустимый ток:
1,3 А (300:220); при напряжении 127 В — 2,3 А (300—127). Току 4 А соответствует напряжение 75 В (300:4). Надпись «250 В; 6,3 А» указывает, что устройство предназначено для сетей напряжением не более 250 В и для тока не более 6,3 А. Умножая 6,3 А на 220 В, получаем 1386 Вт (округленно 1300 Вт). Умножая 6,3 А на 127 В, получаем 799 Вт (округленно 700 Вт). Возникает вопросец: не опасно ли так округлять? Не опасно, как опосля округления получились наименьшие значения мощности. Если мощность меньше, то меньше нагреваются контакты.
При протекании через контактное соединение электрического тока из-за переходного сопротивления на контактном соединении падает напряжение, мощность и выделяется энергия, которая вызывает нагрев контактов. Чрезмерное увеличение тока в цепи или возрастание сопротивления ведет к предстоящему повышению температуры контакта и подводящих проводов, что может вызвать пожар.
В электроустановках используются неразъемные контактные соединения (пайка, сварка) и разъемные (на винтах, втычные, пружинящие и т. п.), а контакты коммутационных устройств — магнитных пускателей, реле, выключателей и остальных аппаратов, специально предназначенных для замыкания и размыкания электрических цепей, т. е. для их коммутации. В сетях внутридомового электроснабжения от ввода до приемника электроэнергии электрический ток нагрузки протекает через огромное количество контактных соединений.
Контактные соединения никогда, ни при каких обстоятельствах не должны нарушаться. Однако исследования проведенные некое время назад над оборудованием внутридомовых сетей, показали, что из всех обследованных контактов лишь 50 % удовлетворяют требованиям ГОСТа. При протекании тока нагрузки в плохом контактном соединении за единицу времени выделяется значительное количество тепла, пропорциональное квадрату тока (плотности тока) и сопротивлению точек реального соприкосновения контакта.
Если разогретые контакты будут соприкасаться с горючими материалами, то возможно их воспламенение либо обугливание и загорание изоляции проводов.
Величина переходного сопротивления контактов зависит от плотности тока, силы сжатия контактов (величины площади сопротивления), от материала, из которого они изготовлены, степени окисления контактных поверхностей и т. д.
Для уменьшения плотности тока в контакте (а означает, и температуры) необходимо прирастить площадь действительного соприкосновения контактов. Если контактные плоскости придавить друг к другу с некоторой силой, маленькие бугорки в местах касания будут незначительно смяты. Из-за этого увеличатся размеры соприкасающихся элементарных площадок и покажутся дополнительные площадки касания, а плотность тока, переходное сопротивление и нагрев контакта снизятся. Экспериментальные исследования проявили, что между сопротивлением контакта и величиной крутящего момента (силой сжатия) существует обратно пропорциональная зависимость. С уменьшением крутящего момента в 2 раза сопротивление контактного соединения провода АПВ сечением 4 мм2 либо двух проводов сечением 2,5 мм2 возрастает в 4—5 раз.
Для отвода тепла от контактов и рассеивания его в окружающую среду изготавливают контакты определенной массы и поверхности охлаждения. Особенное внимание уделяют местам соединения проводов и подключения их к контактам вводных устройств электроприемников. На съемных концах проводов применяют наконечники различной формы и особые зажимы. Надежность контакта обеспечивается обычными шайбами, пружинящими и с бортиками. Через 3—3,5 года сопротивление контакта возрастает примерно в 2 раза. Существенно увеличивается сопротивление контактов и при маленьком замыкании в результате лаконичного периодического воздействия тока на контакт. Тесты показали, что наибольшую стабильность при действии неблагоприятных факторов имеют контактные соединения с упругими пружинящими шайбами.
К огорчению, «экономия на шайбах» — явление довольно распространенное. Шайба обязана быть из цветного металла, к примеру, из латуни. Стальную шайбу защищают антикоррозийным покрытием.
|
  |
