Удк 614. 84 М. Б. Руденко, А. Л. Беляк экспертная оценка
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
154 УДК 614.84 М. Б. Руденко, А. Л. Беляк ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРООПАСНОГО ПРОЯВЛЕНИЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОСЕТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Аннотация: В статье приводится анализ пожарной опасности аварий- ных режимов электросети автомобиля. Указывается причина их появления, признаки и последствия проявления. Рассматривается возможность реализа- ции безопасной работы электросети автомобиля с использованием защитных электротехнических устройств. Обсуждается вопрос — возможно ли полнос- тью избавиться от проявления аварийных режимов в электросети автотранс- портного средства. Ключевые слова: Расследование пожаров, судебная пожарно-техни- ческая экспертиза, аварийные режимы электросети автомобиля, защитные электротехнические устройства электросети автомобиля. M. B. Rudenko, A. L. Belyak EXPERT ASSESSMENT OF FIRE DANGEROUS MANIFESTATIONS OF EMERGENCY MODES OF POWER SUPPLY OF MOTOR VEHICLES Summary: The analysis of fire danger of emergency operation of the power supply network of the car is provided in this article. The reason of their emergence, signs and consequences of manifestation is specified. The possibility of implement- ing the safe operation of the vehicle electrical network using protective electrical devices is considered. The issue is discussed — whether it is possible to get rid completely of manifestation of emergency operation in the vehicle power supply network. Keywords: investigation of the fires, judicial fire investigation, emergency operation of the power supply network of the car, protection electrotechnical devic- es of the power supply network of the car. Согласно статистике в течение последнего десятилетия масса бортовой сети автотранспортных средств (АТС) значительно увеличилась. По приве- дённым данным [1] это значение составляет по одному килограмму в год (!). В автотранспортных средствах электрические связи постепенно вытесняют механические. 155 При современных требованиях пожарной безопасности, предъявляе- мых к электрооборудованию [2,3], в автомобиле возникают нарушения в ра- боте электросети, которые способны привести к его возгоранию. К основным аварийным режимам электросети относятся [4]: короткое замыкание, перегрузка электросети и большое переходное сопротивление. Явление короткого замыкания возможно при наличии контакта весьма малого электрического сопротивления между разнополярными проводника- ми, находящихся под напряжением. В электросети автомобиля такой контакт возможен с одной стороны — между проводником, имеющим положитель- ный заряд, с другой стороны — отрицательный (кузов автомобиля, его агре- гаты, устройства и т. п.). Контакт, при котором возможно проявление короткого замыкания, мо- жет появиться при нарушении изоляции электропроводки, появившейся по различным причинам. В ряде случаев причиной образования короткого замыкания являются: повреждение изоляции при механических воздействи- ях, воздействие высоких температур, а также влаги, паров кислот и щелочей. При коротком замыкании резко уменьшается общее сопротивление электрической цепи, что приводит к значительному увеличению тока в ней по сравнению с током нормального режима. Температура токопроводящих жил резко увеличивается, вызывая воспламенение изоляционных покровов, а в отдельных случаях и расплавление токоведущих жил. В частном случае короткое замыкание может быть связано с протека- нием токов, превышающих номинальное значение для данного проводника. Токи, превышающие номинальные, способствуют разогреву проводника, наг- реванию и расплавлению его изоляции. Однако для штатных потребителей электросети автомобиля, такие случаи не являются широко распространён- ными. Для защиты от короткого замыкания в электросети автотранспортного средства могут использоваться специальные устройства, в частности устрой- ство защиты бортовой сети УЗБС для защиты электрооборудования автомо- биля (АО «ОПЗ ИМ. КОЗИЦКОГО» Россия). Рис. 1. Устройство Защиты Бортовой Сети (УЗБС) 156 Устройство Защиты Бортовой Сети (УЗБС) осуществляет защитные функции во всех режимах эксплуатации автомобиля (выключенное зажига- ние; включённое зажигание; режим пуска двигателя работающий двигатель, заглушенный двигатель). Основное назначение этого устройства — предотвращение возгора- ний в моторном отсеке из-за возникновения короткого замыкания в основном жгуте электропроводки до блока предохранителей. Еще одна причина возникновения аварийных режимов в электросети автомобиля связана с перегрузкой в электросетях и устройствах. Режим пере- грузки в электрических сетях, обмотках электродвигателей (становится осо- бенно актуальным при появлении электромобилей) в приборах, устройствах происходит от токовых нагрузок, превышающих допустимые. Длительно до- пустимые токи на провода и кабели с учётом сечения их токопроводящих жил, вида изоляции, конструкции и способа прокладки определены действу- ющими правилами устройства электроустановок [5]. При перегрузке увеличивается количество выделяемого проводниками тепла, что способствует их разрушению, воспламенению горючих покровов изоляции. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяю- щейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, зависит от силы тока, сопротивления проводника и времени его прохождения. Q=I 2 Rτ где Q — количество теплоты, Дж; I — сила тока, А; R — электрическое сопротивление, Ом; τ — время, с. Поэтому при превышении длительно допустимых токовых нагрузок происходит перегрузка проводов. В результате чего происходит перегрев проводов, что способствует разрушению их изоляции, как следствие — воз- никновение короткого замыкания, возможное воспламенение проводов. Как правило, причиной, вызывающей перегрузку электрических сетей, являются чрезмерное включение потребителей электроэнергии, не рассчи- танных для использования в данной сети. Для защиты от перегрузки электросети автомобиля могут использо- ваться тепловые расцепители сети. Принцип работы теплового расцепителя основан на деформации биметаллической пластины включённой последова- тельно с рабочим контактом, в следствии разогрева перегрузочным током. Высокая инерционность устройств не позволяет использовать данные авто- маты для предотвращения аварийных ситуаций, связанных с токами корот- ких замыканий, но отлично подойдёт в ситуациях, когда приёмнику электро- энергии нужно обеспечить защиту от длительных токовых перегрузок. Еще одной причиной является большое переходное сопротивление (БПС) в электросети. Переходными называют сопротивления в местах пере- хода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через поверхности площадки действительного их соприкосновения. Большие пере- ходные сопротивления образуются из-за неплотного соединения токопрово- 157 дящих элементов электросети между собой, в клеммах, разъёмах, например, в местах подключения проводов к предохранителям, электродвигателям и другим аппаратам и приборам. Причиной образования больших переходных сопротивлений является также некачественное выполнение ремонтных работ, когда в местах соедине- ния проводников ограничиваются простой механической скруткой, подклю- чают провода к предохранителям, устройствам без специальных наконечни- ков и зажимов. Из-за слабого контакта возникают искрение и даже электри- ческая дуга, которые могут вызвать воспламенение изоляции электропрово- дов, а также рядом находящихся сгораемых материалов. Большие переходные сопротивления возникают в местах соединения разъёмов, клеммных колодок, соединения проводов, изготовленных из раз- ных металлов. При правильном соединении проводов переходные сопротивления не- значительны и практически не отличаются от сопротивления других участков электрической цепи. Если в местах таких соединений контакт будет слабый (плохой), переходные сопротивления резко возрастают. Если контакты, нагретые до высокой температуры, будут соприкасать- ся с горючими материалами, возможно их самовоспламенение или воспламе- нение, а соприкосновение этих мест со взрывоопасными концентрациями го- рючих пылей, газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей может явиться причиной взрыва. При исследовании версии о возможности возникновения пожара от больших переходных сопротивлений следует иметь в виду, что предохра- нители, даже правильно выбранные, не могут предупредить пожар, т. к. в электрической сети ток не возрастает, а выделение большого количества тепла аккумулируется в материалах проводки в области большого переход- ного сопротивления. Использование иных устройств защиты (УЗ) бортовой сети [6,7] не способствуют защите бортовой сети АТС от больших переходных сопро- тивлений, так как УЗ используют принцип защиты бортовой сети от больших бросков напряжений, от перенапряжения при работе генератора переменного тока, свечей зажигания, стартера, неисправной работы реле-регулятора и т.п, а так же защиты электронных схем автомобиля. В качестве примера можно рассмотреть возникновение БПС в электро- сети автомобиля иностранного производства со штатной системой защиты. При возникновении большого переходного сопротивления в узле топливного насоса (рис.) автомобиля Subaru Forester 2004 года выпуска не произошло срабатывания предохранительного блока, рассчитанного на превышение то- ковой нагрузки, ни другие штатные системы защиты. 158 Рис. 2. Возникновение БПС в клеммном разъёме топливного насоса Subaru Forester 2004 года выпуска Рис. 3. Возникновение БПС в ответной части клеммного разъёма топливного насоса Subaru Forester 2004 года выпуска 159 Таким образом, в клеммном разъёме, располагающемся в корпусе топ- ливного насоса, образовалось отверстие в результате проплавления клеммной колодки, способствующее выходу паров бензина в область контактов колод- ки, разогретых до высоких температур. Возникновение данного аварийного режима электросети автомобиля могло привести к воспламенению паров бензина прямо в салоне автомобиля, т. к. топливный насос монтируется не- посредственно на бензобак автомобиля и располагается под сиденьем заднего пассажира. Стоит добавить, что ни одна штатная система защиты электросе- ти автомобиля, а также дополнительно применяемые модули защиты на се- годняшний день не способны предотвратить возникновение БПС в электро- сети автомобиля, что говорит о высокой пожарной опасности проявления данного аварийного режима работы электросети автотранспортных средств. Список использованной литературы: 1. Электричество в автомобиле: прогресс идёт по проводам // Зарулём.рф [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.zr.ru/content/articles/763474- elektrichestvo-v-avtomobile-progress-idet-po-provodam/ 2. ГОСТ 28751—90 Межгосударственный стандарт. Электрооборудование авто- мобилей. Электромагнитная совместимость. Кондуктивные помехи по цепям питания. Требования и методы испытаний. 3. ГОСТ 28279—89 Совместимость электромагнитная электрооборудования ав- томобиля и автомобильной бытовой радиоэлектронной аппаратуры. Нормы и методы измерений. 4. Черкасов В. Н., Костарев Н. П. Пожарная безопасность электроустановок: учеб. — М.: Акад. ГПС МЧС России, 2002. — 377 с. 5. Правила устройства электроустановок (седьмое издание). Все действующие разделы ПУЭ-7 2018 год. — М.: Моркнига, 2018. — 584 с. 6. Большой Воронежский форум [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://bvf.ru/forum/showthread.php?p=13855770 7. Электротехнические причины пожара [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://fireman.club/statyi-polzovateley/elektrotexnicheskie-prichiny-pozhara/ |