"Методические рекомендации по организации профилактики пожаров от электрооборудования в жилых и общественных зданиях с применением технических средств" (направлены письмом МЧС России от 07.04.2022 N 43-2004-19)

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ
ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ
ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФИЛАКТИКИ ПОЖАРОВ ОТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
В ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Методика предназначена для органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, организаций по реализации полномочий в области пожарной безопасности в жилье, собственников (арендаторов) жилых домов (квартир), а также использования территориальными органами МЧС России в целях правового просвещения и правового информирования граждан и организаций.

Настоящие Методические рекомендации определяют общие положения по организации профилактики пожаров от электрооборудования в жилых и общественных зданиях с применением технических средств.

Настоящие методические рекомендации не являются руководством по проектированию электроустановок зданий и монтажу аппаратов электрической защиты и других технических средств.

Настоящие методические рекомендации не являются нормативным документом.

Методика направлена в органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации письмом МЧС России от 07.04.2022 N 43-2004-19.

Введение

Доля числа пожаров, произошедших в Российской Федерации от электрических изделий и устройств в зданиях и сооружениях, от общего числа пожаров в зданиях и сооружениях остается стабильно высокой и составляет более 34%.

Наибольшее число пожаров от электрооборудования ежегодно происходит на объектах жилого сектора. Их доля составляет порядка 74% от общего количества пожаров по электротехническим причинам.

Основная часть погибших людей на пожарах от электрооборудования приходится на пожары в зданиях и сооружениях жилого сектора - 94,8% от общего числа погибших на пожарах, возникших по электротехническим причинам.

Среди видов объектов жилого сектора наибольшее количество пожаров от электроизделий и устройств ежегодно происходит в одноквартирных и многоквартирных жилых домах и составляет около 43% и 33% соответственно.

В зданиях и сооружениях общественного назначения доля пожаров от электрооборудования составила более 52% от общего числа пожаров на данных объектах.

Доля числа погибших людей на пожарах от электрооборудования в общественных зданиях составила 19,0% от общего числа погибших на пожарах на данных объектах.

Распределения значений показателей обстановки с пожарами, произошедшими в Российской Федерации в период 2016 - 2021 годов в жилом секторе и зданиях и сооружениях общественного назначения, источником возникновения которых являлось электрооборудование, по субъектам Российской Федерации представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Распределение значений показателей обстановки
с пожарами, произошедшими в Российской Федерации в период
2016 - 2021 годов в жилом секторе, источником возникновения
которых являлось электрооборудование, по субъектам
Российской Федерации

Таблица 2

Распределение значений показателей обстановки
с пожарами, произошедшими в Российской Федерации в период
2016 - 2021 годов в зданиях, сооружениях общественного
назначения, источником возникновения которых являлось
электрооборудование, по субъектам Российской Федерации

С учетом интенсивного роста энерговооруженности населения, жилых и общественных зданий, тенденция по количеству "электротехнических" пожаров, очевидно, сохранится при существующем положении пожарной профилактики электроустановок.

В настоящее время сложилась ситуация, когда электрооборудование по большей части никем не обслуживается с точки зрения его пожарной профилактики. Электрики на объектах занимаются его обслуживанием или ремонтом, когда что-то выходит из строя. В этой связи, одним из основных вопросов является организация систематической профилактики пожаров от электрооборудования жилых и общественных зданий с применением технических средств.

В соответствии со статьей 4 Технического регламента Таможенного союза "О безопасности низковольтного оборудования" (ТР ТС 004/2011), низковольтное оборудование должно быть разработано и изготовлено таким образом, чтобы при применении его по назначению и выполнении требований к монтажу, эксплуатации (использованию), хранению, перевозке (транспортированию) и техническому обслуживанию это оборудование обеспечивало: отсутствие недопустимого риска возникновения повышенных температур, дуговых разрядов или излучений, которые могут привести к появлению опасностей, отсутствие недопустимого риска при перегрузках, аварийных режимах и отказах, вызываемых влиянием внешних и внутренних воздействующих факторов. Также в данной статье установлено, что низковольтное оборудование должно быть разработано и изготовлено таким образом, чтобы оно не являлось источником возникновения пожара в нормальных и аварийных условиях работы.

В большинстве случаев, после монтажа, электрооборудование не подвергается профилактическим осмотрам, техническому контролю, обслуживанию и ремонтно-предупредительным мероприятиям. Однако со временем с ним происходят отрицательные изменения. Ухудшение состояния электрооборудования приводит к нерациональному использованию электрической энергии и повышению уровня пожарной опасности, а, значит, требует за ним систематизированного наблюдения.

В соответствии с Федеральным законом от 21 декабря 1994 г. N 69-ФЗ "О пожарной безопасности", профилактика пожаров - совокупность превентивных мер, направленных на исключение возможности возникновения пожаров и ограничение их последствий.

Под системой профилактики пожарной безопасности электрооборудования жилых и общественных зданий понимаются регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения за эксплуатируемым электрооборудованием, позволяющие определять его фактическое состояние, происходящие в нем процессы и прогнозировать изменение состояния под влиянием различных факторов. Такие наблюдения необходимы, в первую очередь, для электрооборудования объектов с массовым пребыванием людей.

Пожарная безопасность объектов различного назначения в значительной степени определяется состоянием эксплуатируемого электрооборудования и электроустановок.

Основным направлением в обеспечении пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования является максимально возможное снижение вероятности возникновения пожара от электроустановок в целом и от отдельных электрических изделий.

Там, где есть контактные соединения в электросетях, процесс окисления металлических поверхностей электроконтактов и появления дефектов непрерывен. Без достаточной технической оснащенности и подготовленного персонала в большинстве случаев неисправности электрооборудования можно обнаружить только по характерному запаху или обугленной электроизоляции, что характерно для аварийных дефектов уже на пожароопасной стадии.

Возникновение дефектов электрических цепей и электрооборудования - это естественный процесс, к которому необходимо быть готовыми.

В настоящее время появились новые технические средства, позволяющие вывести профилактику пожаров от электрооборудования в жилых и общественных зданиях на новый уровень.

К обслуживанию электроустановок допускаются квалифицированные специалисты, имеющие группу по электробезопасности не ниже III, подтвержденную соответствующим удостоверением.

Обследование электроустановок должно производиться совместно с квалифицированным персоналом электротехнического хозяйства, ответственным за обслуживание электрооборудования здания.

Настоящие Методические рекомендации определяют общие положения по организации профилактики пожаров от электрооборудования в жилых и общественных зданиях с применением технических средств.

Настоящие методические рекомендации предназначены для органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, организаций по реализации полномочий в области пожарной безопасности, а также собственников (арендаторов) жилых домов (квартир).

Основными задачами органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, организаций, на решение которых направлена профилактика пожаров в жилье, являются обучение населения мерам пожарной безопасности, основам пожаробезопасного поведения, а также информирование населения о мерах пожарной безопасности.

Настоящие методические рекомендации могут быть применены собственниками домов (квартир) и арендаторами помещений для проведения самостоятельной первичной оценки состояния пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования.

В настоящих Методических рекомендациях под техническими средствами профилактики пожаров понимаются аппараты защиты электрических цепей, тепловизионная диагностика, термоиндикаторы и термосистемы.

Настоящие методические рекомендации не являются руководством по проектированию электроустановок зданий и монтажу аппаратов электрической защиты и других технических средств.

Проектирование и монтаж электроустановок зданий должен проводиться в соответствии с действующими нормативными документами.

Настоящие методические рекомендации не являются нормативным документом.

Пожарная безопасность объектов различного назначения, в том числе жилых и общественных зданий в значительной степени определяется состоянием эксплуатируемого электрооборудования и электроустановок.

Знание технических причин пожаров от электроустановок позволяет организовать эффективную систему пожарно-профилактических мероприятий.

К причинам пожаров электротехнического характера относятся:

- короткое замыкание;

- перегрузка электрических цепей;

- большое переходное сопротивление;

- искрение;

- электрическая дуга;

- перенапряжение электрической сети.

Кроме того, необходимо учитывать, что перенапряжение электрической сети, большое переходное сопротивление и перегрузка цепи может привести к короткому замыканию, возникновению электрической дуги, и наоборот, короткое замыкание может привести к перегрузке электрической сети, к искрению, образованию электрической дуги, к переходу электрического тока на металлические заземленные конструкции и т.д. [3].

То есть, одни аварийные режимы, могут переходить в другие более опасные относительно возможности возникновения пожаров.

Короткое замыкание

Среди причин пожаров электротехнического характера короткое замыкание является самым распространенным, хотя нередко оно может быть и следствием какой-либо другой аварийной ситуации в электрической цепи.

Короткое замыкание в электрических цепях может возникнуть в результате замыкания между фазовым и нулевым проводниками, замыкания фазового проводника на "землю" [3].

Иными словами, короткое замыкание возникает при соединении электрических проводов с нарушенной изоляцией, соприкосновении проводов с металлическими заземленными конструкциями зданий и сооружении, попадании на оголенные провода посторонних металлических предметов, пробое обугленной или нарушенной изоляции проводов и других электроустановочных изделий.

При коротком замыкании мгновенно многократно увеличивается сила тока в цепи, происходит значительное выделение тепла, значительно возрастает температура токопроводящих жил, что приводит к расплавлению изоляции электрических проводов и кабелей и ее последующему воспламенению. Короткое замыкание, как правило, сопровождается хлопком, расплавлением металла проводников и выбросом раскаленных частиц из зоны короткого замыкания с последующим воспламенением окружающих предметов.

Наиболее распространенные причины, по которым может произойти короткое замыкание в квартире, доме, общественных зданиях - это повреждение изоляции. Повреждение изоляции чаще всего происходит в местах, где провода перегибаются. Также к повреждению изоляции может привести перекручивание проводов, сгибание проводов под острым углом, повреждение изоляции проводов при проведении ремонтных работ [4]. Изоляцию могут повредить грызуны или домашние животные. Еще одна причина коротких замыканий - перегрев и, как следствие, разрушение изоляции.

Источниками зажигания при коротких замыканиях могут являться раскаленные (горящие) частицы и капли металла при расплавлении в аварийных режимах жил проводов (кабелей) или при разрушении электроприборов.

Перегрузка электрических сетей

Современные квартиры и дома насыщены множеством электрических приборов. Частой причиной возникновения пожаров является перегрузка электросетей.

Перегрузкой называется такое явление, при котором в электрической сети возникают токовые нагрузки, превышающие длительно допустимые.

Наиболее частой причиной, вызывающей перегрузку электрических цепей в жилых и общественных зданиях, является включение в электрическую сеть не предусмотренных расчетом мощных потребителей электроэнергии или включение в одну розетку несколько бытовых приборов большой мощности одновременно.

В результате перегрузки провода нагреваются, выделяется большое количество тепла, могут плавиться жилы проводов - это может стать причиной короткого замыкания, возникают искры и как следствие пожар [5].

Большое переходное сопротивление (плохой контакт)

Большое переходное сопротивление - это сопротивление участка электрической цепи в месте соединения отдельных элементов (места соединения проводов, подсоединения их к электроприемникам, контактным элементам и т.п.) в которых, при неправильном их исполнении, сопротивление выше по сравнению с сопротивлением электрической цепи до этих участков и после них [3].

Наиболее часто большие переходные сопротивления возникают в местах соединения проводов между собой, когда вместо пайки, сварки, опрессовки или зажимов под болты применяются скрутки проводов (особенно опасна скрутка проводов с алюминиевыми и медными жилами), в местах подключения проводов к аппаратам без специальных зажимов и наконечников, в выключателях, штепсельных разъемах (розетках, вилках) на контактных элементах при снижении прилагаемых для включения усилий, недовключения, подгорания и т.п., в местах контактов, выполненных с помощью резьбовых соединений в электрооборудовании, в котором в процессе работы произошло ослабление контакта.

Непосредственным источником зажигания в этом случае могут быть: элементы электроустановок, нагретые до высокой температуры теплом, выделенным электрическим током в месте большого переходного сопротивления; электрические искры или частицы расплавленного и накаленного металла, возникающие в месте "плохого" электрического контакта.

Кроме того, большое переходное сопротивление может быть причиной возникновения короткого замыкания.

Искрение (дуговой пробой)

Искрение (дуговой пробой) в электроустановках - это весьма распространенное явление и происходит как при нормальной работе отдельных потребителей электрической энергии, чаще всего приборов имеющих коллекторный электродвигатель при неплотном прилегании к ним щеток, так и в аварийном режиме работы электроприборов, в местах некачественного присоединения проводов к потребителям электрической энергии, при соприкосновении отдельных участков проводов между собой или с заземленными конструкциями и т.д. [3].

При искрении происходит образование источников зажигания, обладающих энергией и температурой достаточных для воспламенения многих горючих веществ и материалов.

Искровой разряд может образовываться при изломе жилы кабеля из-за усталости металла, разрыва проводника при чрезмерном растяжении кабеля, либо при повреждении жилы посторонним предметом. В поврежденной жиле возникает малый зазор, пробиваемый рабочим напряжением, поэтому ток по такому кабелю продолжает протекать, и остается близок к номинальному значению. В зазоре возникает дуговой разряд, сопровождающийся интенсивным выделением тепла, что приводит к дальнейшему разрушению изоляции кабеля и его возгоранию.

Электрическая дуга

Электрическая дуга образуется в результате устойчивого электрического разряда между двумя металлическими элементами электрической установки, имеющими разные потенциалы. В электрической дуге происходит интенсивная ионизация газового промежутка, плавление и горение металла. Кроме того, происходит интенсивное разбрызгивание расплавленных частиц металла, имеющих большой запас тепловой энергии, которые попадая на горючие материалы, могут зажечь их. Электрическая дуга имеет очень высокую температуру (1500 - 4000 °C) и может воспламенить практически любой горючий материал, соприкасаясь с ним непосредственно, а также посредством лучистой теплоты.

Устойчивая электрическая дуга иногда может возникать в электропроводах. При электрической дуге по цепям протекают токи короткого замыкания. Поэтому при образовании электрической дуги в аварийном режиме в электрической цепи возникают вторичные (побочные) явления, характерные для короткого замыкания. В случаях, не предусмотренных нормальным режимом эксплуатации электроустановок, возникновение электрической дуги чаще всего происходит при коротком замыкании [3].

Перенапряжение в электрической цепи

Перенапряжение может возникать: при коротких замыканиях; при попадании "высокого" напряжения на низковольтные сети; при грозовых разрядах; электромагнитной индукции и др.

Пожарная опасность перенапряжения, в зависимости от конкретных условий, может проявляться в следующем: повышении вероятности возникновения короткого замыкания; увеличении токовой нагрузки на отдельных участках электрической цепи и возможности возникновения перегрузки; повышении тепловыделения в электронагревательных устройствах; повышении вероятности возникновения аварийных режимов в электроприборах [3].

Неправильная эксплуатация, конструктивные недостатки и неисправности электроизделий

Пожарная безопасность электрических приборов направлена на обеспечение практической невозможности загорания, как самого изделия, так и окружающей его среды, что должно обеспечиваться конструкцией электроприбора, выбором комплектующих изделий и материалов с температурными характеристиками, соответствующими тепловому режиму работы. При этом характеристиками пожаробезопасности является соответствие температуры на основных элементах электрического прибора допустимым значениям, как в рабочем, так и в аварийном режиме его работы.

Возникновение пожаров от электрических приборов может быть обусловлено: конструктивными недостатками, нарушением правил эксплуатации; некачественным энергоснабжением (резкими колебаниями напряжения в электрической сети, что может привести к возникновению аварийных режимов).

Основными причинами возникновения пожаров от электрических изделий являются: короткое замыкание в приборах и шнурах питания, большое переходное сопротивление, перегрузка, искрение, нарушение теплового режима работы электроприбора (ухудшенный теплоотвод), непосредственное соприкосновение нагретых поверхностей электроприборов с горючими материалами; воздействие теплового излучения прибора (например, электрообогревателя) на горючие материалы; вылет раскаленных частиц, образовавшихся в результате аварийного режима [3].

Организация профилактики пожаров от эксплуатируемого электрооборудования находится в компетенции лица, или управляющей компании, ответственных за обеспечение пожарной безопасности на объекте защиты, если иное не определено руководителем организации.

В соответствии с [15] ответственный должен иметь: технические паспорта основного электрооборудования, журналы учета электрооборудования с перечислением основного электрооборудования и с указанием его технических данных, инструкции по эксплуатации и технические паспорта заводов-изготовителей, сертификаты на оборудование и материалы, подлежащие обязательной сертификации, протоколы и акты испытаний и измерений, ремонта и технического обслуживания оборудования, журнал дефектов и неполадок на электрооборудовании, производственные инструкции по эксплуатации электроустановок, инструкции по пожарной безопасности, инструкции по предотвращению и ликвидации аварий. Все инструкции разрабатываются с учетом видов выполняемых работ и утверждаются руководителем организации. Порядок хранения документации устанавливается руководителем организации.

Документация должна пересматриваться не реже 1 раза в 3 года.

Все изменения в электроустановках, выполненные в процессе эксплуатации, должны своевременно отражаться на схемах и чертежах за подписью ответственного за электрохозяйство с указанием его должности и даты внесения изменения.

Соответствие электрических схем фактическим эксплуатационным должно проверяться не реже 1 раза в 2 года.

В соответствии с [15] проверка устройств защитного отключения производится не реже 1 раза в квартал.

Для других аппаратов защиты рекомендуется проводить проверку не реже 1 раза в квартал.

Проверку состояния термоиндикаторов и термосистем рекомендуется проводить 1 раз в квартал.

Тепловизионную диагностику электрооборудования рекомендуется проводить не реже 1 раза в год.

Рекомендуется проводить внеплановое профилактическое обследование отдельных элементов электрооборудования после каждого их ремонта или замены.

Рекомендуется перед проведением очередного или внепланового обследования ознакомиться с данными предыдущего обследования. Это позволит проследить динамику пожарной опасности электрооборудования и своевременно предотвратить пожароопасную ситуацию.

Непосредственно профилактический осмотр электрооборудования проводит квалифицированный специалист обслуживающей организации совместно с ответственным за пожарную профилактику на объекте.

Все операции с электрооборудованием (монтаж аппаратов электрической защиты, термоиндикаторов, термосистем, профилактическое обслуживание, ремонт, замена) должны проводить квалифицированные специалисты обслуживающей организации.

К профилактическим мероприятиям по предупреждению пожаров от электрооборудования жилых и общественных зданий следует отнести:

- периодический контроль состояния и работоспособности аппаратов защиты электрической сети;

- применение термоиндикаторов и периодический контроль их состояния;

- применение термосистем;

- периодическое проведение тепловизионной диагностики эксплуатируемого электрооборудования;

- контроль состояния используемых электроприборов, электропроводки и электроустановочных изделий.

Следует отметить, что перед первичной установкой термоиндикаторов на элементы электрооборудования необходимо собственнику электроустановки или эксплуатирующей организации разработать проект монтажа термоиндикаторов с указанием точек их монтажа и типов.

Проект монтажа термоиндикаторов должен быть включен в перечень основной технической документации защищаемой электроустановки.

При последующем проведении ремонтных работ с заменой термоиндикаторов должно осуществлять в соответствии с требованиями, разработанного проекта монтажа.

Установку термоиндикаторов должен производить персонал, допущенный к работе в действующих электроустановках, имеющий необходимые знания и навыки монтажа термоиндикаторов.

Монтаж термоиндикаторов, следует производить на отключенном электрооборудовании (например, выведенном в ремонт, при периодическом или внеплановом техническом обслуживании и т.д.) с соблюдением Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок.

Термоиндикаторы, преимущественно, следует размещать на контактных соединениях и контактах распределительных устройств; допустимо размещение на корпусах некоторого электрооборудования, а также иных элементах электроустановок.

Термоиндикаторы необходимо размещать так, чтобы они были хорошо видны при визуальном контроле состояния пожарной безопасности электрооборудования, в частности, термоиндикаторные наклейки следует размещать таким образом, чтобы термоиндикаторные метки температурной шкалы были хорошо видны при проведении визуального осмотра электрооборудования.

При размещении термоиндикаторов следует избегать контакта их поверхности с элементами, которые способны вызвать их повреждение в результате механического воздействия.

Перед монтажом термоиндикаторных наклеек, необходимо произвести их внешний осмотр на предмет отсутствия повреждений. Термоиндикаторные метки температурной шкалы наклейки не должны иметь отметок достижения назначенных температур (не должно быть изменения цвета меток).

Нанесение термоиндикаторов необходимо производить в соответствии с инструкцией по эксплуатации термоиндикатора.

В процессе монтажа не допускается:

- механическое повреждение термоиндикаторной наклейки;

- нанесение термоиндикаторов на элементы электрооборудования, находящиеся под напряжением;

- размещение термоиндикаторов в непосредственной близости от нагревательных приборов.

В журнале указывается место нанесения термоиндикатора, предел срабатывания, исходное состояние (цвет, градуировка и т.п.), дата нанесения, срок использования или дату замены.

Состояние термоиндикаторов следует проверять путем визуального осмотра электрооборудования с соблюдением требований правил охраны труда (в период выполнения плановых, внеплановых осмотров, в период выполнения ремонтных работ).

Периодичность осмотра электрооборудования, защищенного термоиндикаторами, устанавливается организационно-распорядительным документом собственника электроустановки или эксплуатирующей организацией.

При проведении визуального осмотра особое внимание следует уделять отсутствию механических повреждений термоиндикаторов, их отклеиванию или отслаиванию, срабатыванию термоиндикаторных меток.

Основанием для вывода оборудования в ремонт является превышение температуры элементов электрооборудования.

Профилактические мероприятия представлены в таблице 3.

Таблица 3

Профилактические мероприятия

Аварийный режим работы эксплуатируемого электрооборудования может проявляться в виде сработки аппаратов электрической защиты сети, изменения цвета термоиндикаторов, обнаружения зон аномального нагрева элементов электрооборудования при тепловизионной диагностике, сработки датчиков термосистем. Кроме того, об аварийном режиме работы электроприбора может говорить появление на его поверхности, шнуре и вилки питания оплавлений, деформации корпуса, возникновении при работе нехарактерного шума и запаха плавящейся изоляции.

Признаки аварийного режима работы электрооборудования и действия при их обнаружении представлены в таблице 4.

Таблица 4

Признаки аварийного режима работы электрооборудования
и действия при их обнаружении

Заключение

Для повышения уровня пожарной безопасности объектов жилого сектора и общественных зданий необходимо проведение мероприятий по профилактике пожаров от электрооборудования на основе современных возможностей ведения мониторинга состояния пожарной безопасности, эксплуатируемого электрооборудования.

К ним относится систематический мониторинг пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования жилых и общественных зданий с применением современных технических средств, а именно тепловизионная диагностика, применение термоиндикаторов для выявления аварийных участков электроустановок. Также необходимо внедрять в широкую практику новые аппараты защиты электрических сетей - устройств защиты от дугового пробоя и перенапряжения.

С целью повышения пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования жилых и общественных зданий, профилактическим осмотрам должны подвергаться все элементы электроустановок.

Метод профилактики должен выбираться исходя из технических возможностей, удобства ведения осмотров и безопасности обслуживающего персонала. Возможно применение разных методов на одном объекте, в зависимости от конструкции и условий эксплуатации.

Сочетание нескольких методов профилактики позволяет более эффективно проводить профилактику пожарной безопасности электрооборудования жилых и общественных зданий.

Применяя совокупность различных методов можно построить систему мониторинга и профилактики пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования, отражающую состояние пожарной безопасности электроустановок и позволяющую осуществлять его профилактику.

Автоматические выключатели (АВ)

Автоматический выключатель или проще говоря "автомат" - это коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем - когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель, защищающий цепь от перегрузки.

Рисунок 1. Устройство АВ с комбинированным расцепителем

В соответствии с требованиями главы 3.1ПУЭ, СП 256.1325800.2016, СП 31-110-2003 бытовые электросети должны быть защищены от коротких замыканий и перегрузки. Поэтому для защиты электропроводки жилых и общественных зданий следует применять автоматы с комбинированным расцепителем.

В автоматическом выключателе, за защиту цепи от коротких замыканий отвечает электромагнитный расцепитель. Он состоит из катушки с находящимся в ее центре сердечником, установленным на специальной пружине. В нормальном режиме работы, ток, проходя по катушке создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки. Силы этого электромагнитного поля недостаточно чтобы преодолеть сопротивление пружины, на которой установлен сердечник. При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток АВ, этот ток короткого замыкания, проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя, обесточивая цепь. Электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Защиту электрической цепи от перегрузки обеспечивает тепловой расцепитель автоматического выключателя.

Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку для данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и возникновению пожара.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, т.е. он состоит из двух спаянных пластин изготовленных из разных металлов, имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток АВ пластина нагревается, при этом один металл расширяется быстрее другого. Это приводит к искривлению биметаллической пластины. При искривлении она воздействует на механизм расцепителя, который размыкает подвижный контакт.

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения протекающего в цепи тока над номинальным током АВ. Чем больше это превышение, тем быстрее сработает расцепитель.

Токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но так, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.).

Следует обращать внимание на маркировку и характеристики АВ.

В маркировке указываются:

- модель автоматического выключателя;

- номинальный ток - максимальный ток электрической сети, при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи. Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей для сетей жилых и общественных зданий: 10, 16, 25, 32, 40, 63 А;

- номинальное напряжение - максимальное напряжение сети в Вольтах, на которое рассчитан автоматический выключатель;

- предельная отключающая способность автоматического выключателя - максимальный ток короткого замыкания в Амперах, который способен отключить данный АВ сохранив при этом свою работоспособность. В случае превышения током короткого замыкания значения указанной предельной отключающей способности возникает вероятность оплавления подвижных контактов АВ и их приваривания друг к другу, т.е. выхода АВ из строя.

- характеристика срабатывания - определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя АВ. Характеристика срабатывания имеет буквенное обозначение. Для защиты электрических сетей жилых и общественных зданий чаще всего применяются АВ с характеристиками B, C, D.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 2. Пример маркировки АВ

Диапазоны токов мгновенного расцепления в зависимости от характеристики срабатывания в соответствии с [12] представлены в таблице 5.

Таблица 5

Диапазоны токов мгновенного расцепления

Выбор автоматического выключателя осуществляется по следующим параметрам:

- по количеству полюсов. Одно- и двухполюсные АВ применяются для однофазной сети, а трех- и четырехполюсные АВ - в трехфазной сети;

- по номинальному напряжению. Номинальное напряжение АВ должно быть больше или равно номинальному значению напряжения защищаемой им цепи;

- по характеристике срабатывания. Характеристику срабатывания АВ можно выбрать согласно таблице 5;

- по номинальному току. Определить необходимый номинальный ток АВ можно по мощности или по сечению жил кабеля.

Устройства защитного отключения дифференциального тока (УДТ)

Устройство защитного отключения дифференциального тока или, как часто говорят, "УЗО" - это коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрической цепи от токов утечки.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 3. Принцип работы УДТ

Ток утечки - это ток, проходящий по нежелательным, в нормальных условиях эксплуатации, проводящим путям.

В нормальном режиме работы электроустановки, электрический ток протекает через проводники внутри нее, как предусмотрено конструкцией. От других токопроводящих элементов конструкции (металлические корпус, рама, каркас), проводники отделены изоляцией, сопротивление которой не позволяет создать электрическую цепь.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 4. Пример конструкции УДТ

Если по какой-то причине (повреждение, влажность, токопроводящая пыль и т.п.) сопротивление изоляции уменьшилось, на корпусе или других токопроводящих элементах установки появляется потенциал. Сам по себе ток утечки не возникнет, необходимо создать цепь, соединяющую электрический прибор с потенциалом на корпусе с землей или нейтралью. Здесь возможно несколько вариантов.

В первом случае, корпус электроустановки, например, бытовой техники, касается металлического проводника, имеющего контакт с землей. В точке касания замыкается цепь, и возникает ток утечки. Если контакт достаточно надежный, то сила тока возрастет до порога срабатывания автоматического выключателя в щитке питания. При слабом контакте может возникнуть искрение, локальный нагрев точки касания, что приводит к оплавлению и дальнейшему повреждению изоляции проводов, возгоранию и пожару.

В другом случае, корпус электроустановки не имеет контакта с заземленными предметами и сам не заземлен. При касании внешних панелей человеком, возникает нагрузка, т.к. тело человека является проводником, и через него протекает электрический ток. Поскольку сопротивление тела человека велико, сила тока недостаточна для срабатывания автоматического выключателя в щитке питания и человек получает электротравму вплоть до летального исхода.

Таким образом, УДТ обеспечивает защиту человека от поражения электрическим током и защиту от пожаров.

Принцип действия УДТ следующий. При нормальном режиме работы цепи, когда подвижные контакты УДТ замкнуты, прямой ток от фазного провода проходит через магнитопровод УДТ, затем через нагрузку, в качестве которой выступают, подключенные электропотребители и возвращается обратно в сеть по нулевому проводнику, так же через магнитопровод УДТ, при этом величина обратного тока равна величине прямого тока.

Прямой ток проходя через магнитопровод УДТ создает в нем магнитный поток, в свою очередь обратный ток так же создает в магнитопроводе магнитный поток такой же величины, но так как направление токов противоположно, то и создаваемые ими магнитные потоки противоположны, т.е. магнитные потоки направлены встречно по отношению друг к другу и соответственно, при равных значениях прямого и обратного токов, уравновешивают друг друга, в результате чего суммарный магнитный поток в магнитопроводе равен нулю. Так как суммарный магнитный поток в магнитопроводе отсутствует (равен нулю), во вторичной обмотке ток не индуктируется. Подвижные контакты замкнуты, электрическая цепь включена и находится в нормальном режиме работы.

Если в одном из элементов электрической цепи возникает утечка тока, то часть электрического тока начинает протекать по нежелательному проводящему пути. При этом, часть тока электрической цепи, поступающая от фазного провода не будет возвращаться в сеть, а проходя по нежелательному проводящему пути будет уходить в землю. Следовательно, обратный ток, который будет возвращаться в сеть через магнитопровод УДТ по нулевому проводу, будет меньше прямого тока, поступающего в сеть, соответственно и величина прямого магнитного потока станет больше величины обратного магнитного потока, в результате чего в магнитопроводе УДТ суммарный магнитный поток уже не будет равен нулю.

Возникший суммарный магнитный поток индуктирует электрический ток во вторичной обмотке, который проходя через магнитоэлектрическое реле приводит его в работу, а оно, в свою очередь, размыкает подвижные контакты отключая электрическую цепь.

Устройство защитного отключения дифференциального тока имеет в обиходе и другие названия, например, дифференциальный выключатель, автоматический выключатель дифференциального тока, устройство защитного отключения. Также в различных документах встречаются разные аббревиатуры данного устройства, например, АВДТ в ГОСТ IEC 61009-1-2020, ВДТ в ГОСТ IEC 61008-1-2020; УДТ в СП 256.1325800.2016; УЗО в ПУЭ и СП 31-110-2003.

Основными характеристиками УДТ являются:

- тип. В зданиях могут применяться УДТ типа "А", реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи утечки, или типа "АС", реагирующие только на переменные токи утечки. Источником пульсирующего тока утечки могут являться стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, персональные компьютеры и др.

- номинальный ток - максимальный ток при котором УДТ способно длительно работать, не теряя свою работоспособность. Стандартными, наиболее часто используемыми значениями номинальных токов УДТ, используемых в электроустановках жилых и общественных зданий являются: 10, 16, 25, 32, 40, 63А;

- дифференциальный ток - минимальный ток утечки, при котором УДТ произведет отключение электрической цепи. Дифференциальный ток - это одна из главных характеристик УДТ;

- номинальное напряжение - напряжение сети при котором УДТ способно длительно работать, не теряя свою работоспособность;

- род тока - постоянный или переменный;

- условный ток короткого замыкания - ток который кратковременно может выдержать УДТ до момента пока не сработает автоматический выключатель, установленный для защиты цепи от короткого замыкания.

Выбор УДТ производится по следующим критериям:

- по номинальному напряжению и типу сети. Номинальное напряжение УДТ должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи. Для однофазной сети требуется двухполюсное УДТ, для трехфазной сети - четырехполюсное;

- по номинальному току. Согласно ПУЭ использование УДТ в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту не допускается. Из этого следует, что перед УДТ должен стоять автоматический выключатель или другой аппарат с функцией защиты от сверхтока, по току которого необходимо выбирать номинальный ток УДТ. При этом номинальный ток УДТ должен быть больше либо равен номинальному току установленного до него аппарата защиты (автоматического выключателя или другого аппарата с функцией защиты от сверхтока);

- по дифференциальному току. Стандартными величинами дифференциального тока УДТ являются: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. УДТ с дифференциальным током 100, 300 и 500 мА применяются для защиты от пожаров, с дифференциальными токами 6, 10, 30 мА - для защиты от поражения человека электрическим током.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 5. Маркировка УДТ

Применяемые типы УДТ функционально должны предусматривать возможность проверки их работоспособности, проверка УДТ (тестирование) для жилых объектов должна проводиться не реже одного раза в три месяца, о чем должна быть запись в инструкции по эксплуатации предприятия-изготовителя.

Установка УДТ, действующих на отключение, запрещается для электроприемников, отключение которых может привести к опасным последствиям: созданию непосредственной угрозы для жизни людей, возникновению взрывов, пожаров и т.п.

Для санитарно-технических кабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УДТ с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если для них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например, при применении одной линии для санитарно-технической кабины, кухни и коридора, следует применять УДТ с номинальным дифференциальным отключающим током до 30 мА.

Для одноквартирных домов УДТ с номинальным дифференциальным отключающим током до 30 мА рекомендуется предусматривать для групповых линий, питающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые и сауны. Для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток установка УДТ с номинальным дифференциальным отключающим током до 30 мА обязательна.

В зданиях могут применяться УЗО типа "А", реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или "АС", реагирующие только на переменные токи утечки.

Как видно из конструкции УДТ (если речь идет не о комбинированном устройстве) в нем отсутствует защита от сверхтоков и при любой схеме его подключения должна быть предусмотрена обязательная установка автоматического выключателя, для защиты, как самой сети, так и УДТ от токов перегрузки и короткого замыкания.

Также необходима периодическая проверка работоспособности УДТ. Стандартами [7, 8] установлено требование по наличию устройства проверки работоспособности УДТ (кнопки). Проверка работоспособности осуществляется нажатием кнопки "ТЕСТ". При ее нажатии в УДТ искусственно создается ток утечки, что должно привести к отключению УДТ.

Устройства защиты от дугового пробоя или искрения (УЗДП)

Дуговой пробой или искрение - один из аварийных пожароопасных режимов в электросетях.

В отличие от коротких замыканий, возникающий при искровых и дуговых разрядах ток, ограничивается сопротивлением нагрузки, на который не реагируют автоматические выключатели, но за счет длительного времени его протекания, может происходить воспламенение изоляции провода.

Одной из главных причин искрения является большое переходное сопротивление (БПС), в обиходе называемое также "плохим контактом". При БПС на переходе электрического тока с одного проводника на другой образуется последовательная или параллельная электрическая дуга между проводами или контактами.

БПС часто возникает вследствие дефектов и повреждений, произошедших при эксплуатации оборудования. Например:

- повреждения изоляции кабеля гвоздями, шурупами, зажимами или при механическом воздействии другими предметами;

- повреждения изоляции кабелей грызунами и домашними животными;

- излом кабеля (провода) при изгибах или при постоянных механических воздействиях;

- старение изоляции, повреждения от воздействия температуры, влаги, других разрушающих факторов;

- ухудшение контакта из-за ослабления зажимов, старения и окисления проводов и т.д.

В поврежденной жиле возникает малый зазор, пробиваемый рабочим напряжением, поэтому ток по такому кабелю продолжает протекать, и остается близок к номинальному значению, а значит, автоматический выключатель на него не реагирует.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 6. Возможные причины искрения в электропроводке

В зазоре возникает дуговой разряд, сопровождающийся интенсивным выделением тепла, что приводит к дальнейшему разрушению изоляции кабеля и его возгоранию.

При большом переходном сопротивлении возникает процесс циклического образования и гашения электрической дуги, происходит значительное и длительное выделение тепловой энергии. Возникают длительные и устойчивые тепловые режимы работы электрических цепей, вследствие чего происходит разрушение изоляции и защитных оболочек, а также последующее возгорание.

По механизму возникновения, различают последовательный дуговой пробой, параллельный дуговой пробой и дуговой пробой на землю.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 7. Механизм возникновения дуговых пробоев

Под последовательным дуговым пробоем понимается электрический пробой изоляции (или воздушного промежутка), при котором ток протекает через нагрузку цепи, защищаемой УЗДП. Последовательный дуговой пробой возникает, прежде всего, в результате повреждения провода или потери контакта в последовательности с нагрузкой. В этих случаях, величина тока меньше, чем рабочий ток, и автоматические выключатели или выключатели дифференциального тока не способны определить неисправность и отключить защищаемую цепь.

Параллельный дуговой пробой - это пробой, при котором ток протекает между активными проводниками, параллельно цепи нагрузки. Пробой сопровождается появлением электрической дуги, способствующей замыканию проводников. Величина тока при параллельном пробое определяется полным сопротивлением цепи. В зависимости от того, какой номинальный ток имеет автоматический выключатель, происходит (или не происходит) отключение цепи. При загрубленной уставке тока срабатывания автоматического выключателя отключение цепи происходит с задержкой.

Дуговой пробой на землю - это пробой, при котором ток протекает между активным проводником и землей в результате замыкания фазного проводника на землю или на элемент электрически связанный с землей.

Устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП) - новый класс аппаратов защиты электрической сети, предназначенный, в отличие от других видов электрических защит, исключительно для предупреждения и предотвращения пожаров, возникающих из-за дугового пробоя (искрения).

Некоторыми разработчиками этих изделий применяется также термин "устройство защиты от искрения" (УЗИс).

Рисунок 8. Примеры устройств защиты от дугового пробоя
различных производителей

УЗДП носит исключительно противопожарное назначение.

Основной задачей УЗДП является своевременно распознать возникновение пожароопасного искрения и отключить защищаемую электрическую цепь.

УЗДП сконструировано так, чтобы определить появление дугового (искрового) разряда и прервать контур еще перед тем, как энергия в месте неисправности достигнет значений, ведущих к возникновению пожара.

УЗДП обеспечивает автоматическую диагностику контролируемой электрической цепи и при возникновении искрения отключает ее от общей питающей сети.

Таким образом, цель применения этих устройств - это предупреждение пожаров, возникающих в помещениях, зданиях и сооружениях по причине неисправности электрооборудования, проявляющейся в виде дугового пробоя (искрения).

Большинство УЗДП используют схожие принципы обнаружения пожароопасного искрения в сети. Устройство анализирует совокупность параметров тока и напряжения сети, характерных для искрения: величину, форму, полярность, продолжительность и темп следования скачков. Эти скачки и дают информацию, обрабатываемую модулем обработки сигналов в составе УЗДП. Величина полученного сигнала сравнивается с заданным значением и при каждом превышении этого значения подается импульс регистрируемый накопителем. При достижении в накопителе установленного числа импульсов заданного уровня подряд формируется сигнал, отключающий защищаемую линию.

Важной характеристикой УЗДП, является помехозащищенность, т.е. отсутствие нежелательных (ложных) срабатываний при включении в защищаемую цепь различных электроприборов, например, пылесоса, источника питания с электронной коммутацией, двигателя конденсаторного пуска, электронных регуляторов (тиристорного типа) силы света, флуоресцентных и галогеновых ламп, а также "нормально искрящих" ручных электробытовых инструментов с двигателями коллекторного типа искрение в которых является допустимым, например дрель.

Стоит отметить, что отдельные электрические устройства сами могут генерировать высокочастотные и среднечастотные помехи, которые будут распознаваться УЗДП как источник искрения. Например, тиристорные регуляторы с фазовым управлением без помехоподавляющих фильтров; различные устройства, генерирующие высокочастотные помехи повышенного уровня, существенно превышающие нормы на помехоэмиссию. При наличии перечисленных устройств, приходится либо отказываться от применения УЗДП, увеличивая риски возгораний от искрения, либо отключать УЗДП на время использования устройств, являющихся генераторами высокочастотных и среднечастотных помех.

Основными характеристиками УЗДП являются:

- номинальный ток - максимальный ток при котором УЗДП способно длительно работать, не теряя свою работоспособность. В основном выпускаются в пяти модификациях, в зависимости от номинального тока: 16, 25, 32, 40, 63А;

- номинальное напряжение - напряжение сети при котором УЗДП способно длительно работать, не теряя свою работоспособность;

- условный ток короткого замыкания - ток который кратковременно может выдержать УЗДП до момента пока не сработает автоматический выключатель, установленный для защиты цепи от короткого замыкания.

Рисунок 9. Пример маркировки УЗДП

Выбор УЗДП производится по следующим критериям:

- по номинальному напряжению. Номинальное напряжение УЗДП должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи;

- по номинальному току. УЗДП не защищает электрическую сеть от перегрузки и токов короткого замыкания. Поэтому перед УЗДП должен стоять автоматический выключатель или другой аппарат с функцией защиты от сверхтока по току которого необходимо выбирать номинальный ток УЗДП. При этом номинальный ток УЗДП должен быть больше либо равен номинальному току установленного до него аппарата защиты (автоматического выключателя или другого аппарата с функцией защиты от сверхтока).

Также при выборе УЗДП следует обратить внимание на наличие функции проверки работоспособности устройства. Некоторые производители оснащают УЗДП кнопкой проверки, отдельные производители в комплекте с устройством поставляют средство контроля в виде автономной вилки, позволяющей имитировать искровые разряды, и таким образом осуществлять контроль функционирования изделия и определение зоны его действия, что является несомненным преимуществом таких аппаратов.

Рисунок 10. Пример УЗДП в комплекте со средством контроля
зоны функционирования

Установка УЗДП в групповых сетях питания систем противопожарной защиты и в электроустановках медицинского назначения, поддерживающих жизнедеятельность больных, не допускается.

УЗДП является еще одним видом защиты электрических цепей. Оно не заменяет собой другие аппараты защиты и не отменяет необходимости применения в электрических цепях автоматических выключателей и устройств защитного отключения дифференциального тока.

УЗДП рекомендуется устанавливать в отдельных групповых линиях питания освещения и штепсельных розеток после других аппаратов защиты (АВ, УДТ).

Установка УЗДП запрещается в линиях систем противопожарной защиты, а также электроприемников, отключение которых может привести к опасным последствиям: созданию непосредственной угрозы для жизни людей, возникновению взрывов, пожаров и т.д.

Устройства защиты от перенапряжения сети (УЗП)

Перепады напряжения в электрической сети являются одной из основных причин выхода из строя электрических приборов, в отдельных случаях приводящих к пожару. Особенно остро вопрос защиты электроприборов от перепадов напряжения стоит в жилых многоквартирных домах старой постройки, а так же частных жилых домах подключенных к старым линиям электропередач.

Устройство защиты от перенапряжения или реле напряжения - это аппарат защиты, осуществляющий непрерывный контроль величины напряжения питающей сети с целью обеспечения отключения нагрузки в случае выхода значения напряжения за установленные приделы.

Рисунок 11. Примеры устройств защиты от перенапряжения
различных производителей

Назначение УЗП заключается в защите электрооборудования от перепадов напряжения сети которые могут возникнуть в следствие различных факторов таких как обрыв нуля, перекос фаз и т.д.

Как правило, УЗП состоит из двух основных блоков: измерительного и исполнительного.

При подаче на УДП напряжения измерительный блок определяет его величину. Если измеренное значение напряжения электросети не выходит за установленный в настройках диапазон значений измерительный блок подает сигнал на исполнительный блок (реле) который замыкает силовой контакт, включая тем самым нагрузку в сеть.

Таким образом, УДП осуществляет непрерывный контроль напряжения электросети. В случае снижения напряжения ниже установленного порога или повышения выше установленного в настройках порога измерительный блок мгновенно подает сигнал на исполнительный механизм (реле) который отключает электроустановку от сети. После восстановления значения напряжения до допустимого значения, измерительный блок через установленную в настройках выдержку времени подает сигнал на исполнительный механизм, который вновь включает нагрузку.

Существуют следующие типы реле напряжений:

- по типу электросети: однофазные и трехфазные;

- по способу установки: стационарные и переносные. При установке УЗП во вводном электрощитке обеспечивается защита всей электросети и всех электроприборов, подключенных к ней. Переносные УЗП применяются, когда его установка в щитке затруднена или необходимо обеспечить особые настройки по напряжению сети для конкретного электрооборудования.

В настоящее время существуют устройства защиты от перенапряжения с комбинированной защитой, так называемые вольт-амперные реле, которые контролируют кроме напряжения сети, еще и ток в сети, защищая тем самым сеть, как от перепадов напряжения, так и от перегрузки, т.е. дополнительно выполняет функцию ограничителя мощности.

Необходимо знать, что вольт-амперное реле не обеспечивает защиту сети от короткого замыкания и не может заменить собой автоматический выключатель.

Важной характеристикой УЗП является номинальный ток.

Номинальный ток - это ток, который УЗП способно пропускать через себя в течение длительного времени сохраняя при этом свою работоспособность. Стандартными, наиболее распространенными значениями номинального тока УЗП являются: 10; 16; 25; 32; 40; 50; 63А.

Номинальный ток УЗП определяется по суммарному току нагрузки или мощности всех электроприборов, подключаемых в защищаемую сеть.

Получив рассчитанное значение тока, выбираем УЗП с ближайшим большим стандартным значением номинального тока.

Необходимо учитывать, что УЗП не защищает электросеть от токов перегрузки и тока короткого замыкания, поэтому само УЗП должно быть защищено от них установленным последовательно с ним автоматическим выключателем. Поэтому номинальный ток УЗП необходимо принимать исходя из номинального тока автоматического выключателя. При этом номинальный ток УЗП должен быть больше или равен номинальному току установленного до него автоматического выключателя.

УЗП могут иметь несколько настроек:

- установка порога срабатывания УЗП по максимальному значению напряжения (Umax) - устанавливает максимально допустимое значение напряжения электросети, превышение которого приведет к отключению нагрузки;

- установка порога срабатывания УЗП по минимальному значению напряжения (Umin) - устанавливает минимально допустимое значение напряжения электросети, снижение напряжения ниже данного значения приведет к отключению нагрузки;

- установка времени задержки включения - время, через которое УЗП, после отключения нагрузки, повторно ее включит при восстановлении значения напряжения сети в установленных пределах. Время задержки включения электроприборов выбирается в соответствии с руководством по эксплуатации.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 12. Пример маркировки устройства защиты
от перенапряжения (реле напряжения)

Количество и способы настройки могут быть различны для разных типов УЗП. Обычно, настройка УЗП осуществляется с помощью поворотных регулировочных ручек.

Сравнение аппаратов защиты электрической сети по отключающей способности

Рассмотрим разницу в работе и возможностях отключения различных аппаратов защиты электрических цепей. В настоящее время, есть много комбинированных устройств защиты электрических сетей, т.е. совмещающих в себе несколько защитных функций. Здесь мы рассмотрим не комбинированные аппараты защиты, выполняющие только одну функцию.

Причинами пожаров от электроустановок могут являться: короткое замыкание, перегрузка, токи утечки, дуговые пробои (искрение), перенапряжение.

Для защиты электрических сетей, в настоящее время, являются обязательными к применению АВ и УДТ. Эти аппараты зарекомендовали себя как надежные и эффективные средства предотвращения пожаров от электроустановок.

АВ защищает электрическую сеть от токов короткого замыкания и перегрузок электрической сети.

УДТ защищает электрическую сеть от пожаров в результате возникновения токов утечки.

Следует отметить, что в настоящее время защиту от многих негативных факторов, вызывающих возгорание в электрических сетях, вместе с применением АВ и УДТ, отчасти решают организационными мероприятиями, производимыми на этапе проектирования электрических сетей, при их монтаже и при эксплуатации. Используются такие меры, как заземление, укладка кабеля в короба, увеличение расстояния между проводниками, применение специальных соединительных устройств (клеммных коробок и др.) и т.д. Для защиты от перегрузок производят правильный расчет электрических сетей и нагрузки.

Однако АВ и УДТ изначально не были предназначены для распознавания искрения и отключения цепи в случае его появления. Искрение не распознается АВ или УДТ, поскольку при искрении не происходит ни увеличение среднего значения тока в цепи, ни его утечка на землю.

При последовательном искрении полное сопротивление "плохого контакта" уменьшает ток нагрузки и держит этот ток ниже порога отключения АВ. Соответственно, эти средства защиты от негативного действия высокого значения тока не срабатывают. При параллельном искрении между фазой и нейтральным проводом ток ограничен полным сопротивлением цепи и срабатывание АВ и УДТ зависит от степени искрения, однако в полной мере не гарантируется.

Соответственно, решение задачи распознавания искрения и обеспечения защиты от пожаров, вызванных искрением, должно обеспечиваться новым типом устройств, функционально и технически ориентированными на такую задачу. Таким устройством является УЗДП.

УЗДП защищает электрическую сеть от пожароопасного проявления дугового пробоя (искрения).

Еще одним фактором, который может привести к пожару от электроустановок, являются колебания напряжения электрической сети. Причем, опасность может нести как повышенное напряжение, так и понижение напряжения.

АВ, УДТ, УЗДП не защищают электрическую сеть от опасных колебаний напряжения сети. Эту задачу выполняет УЗП.

УЗП защищает электрическую сеть от колебаний напряжения, которые могут привести к выходу из строя электроприборов и их возгоранию.

Функциональные возможности аппаратов защиты электрических сетей.

Таблица 6

Функциональные возможности аппаратов защиты
электрических сетей

Из таблицы 6 видно, что ни один из аппаратов защиты не защищает электрическую сеть от всех возможных аварийных режимов. Для обеспечения максимальной защиты электрической сети целесообразно использовать аппараты защиты, работающие на обнаружение разных признаков неисправности электрической сети.

Применение УЗДП и УЗП не отменяет необходимости использования АВ и УДТ.

Таким образом, если рассмотреть вариант использования всех видов защиты электрической сети отдельными устройствами (выполняющими только одну функцию), то необходимо установить четыре разных аппарата защиты: АВ, УДТ, УЗДП, УЗП.

В настоящее время распространены комбинированные аппараты защиты, которые объединяют в одном корпусе несколько устройств. Например, дифференциальные автоматы, которые объединяют функции автоматического выключателя и устройства защиты дифференциального тока. Комбинированные устройства позволяют оптимизировать и упростить проектирование и монтаж электрических щитков.

Термоиндикаторы

Одной из наиболее распространенных причин пожаров от электроустановок является перегрев контактных соединений и других элементов. Пожароопасные режимы возникают вследствие большого переходного сопротивления, а также перегрузок.

Термоиндикаторные материалы предназначены для визуального или фотографического контроля и измерения температуры, т.е. результаты измерений можно представить в визуализированном виде.

При достижении максимальной температуры термоиндикаторный материал расплавляется и необратимо меняет свой цвет.

Термоиндикаторы можно использовать как доказательство факта достижения определенной максимальной температуры, т.к. результаты измерения являются необратимыми.

Метод измерения температуры с помощью термоиндикаторных материалов отличается простотой, экономичностью, малой трудоемкостью, возможностью оперативного получения достаточно полной информации о тепловом режиме элементов электрооборудования.

Термоиндикаторы имеют несколько исполнений: термоиндикаторные наклейки и термоиндикаторные краски.

Контрастность цветового перехода обеспечивает легкое распознавание аварийного перегрева.

Термоиндикаторы сохраняют свой цвет и маркировку на протяжении всего срока службы.

Термоиндикаторные наклейки представляют собой подложку на самоклеящейся основе с нанесенным термоиндикаторным покрытием. Материалом подложки могут быть бумага, фольга или полимерная пленка. Для предохранения термоиндикаторного покрытия от внешних воздействий поверхность изделия покрывают защитной пленкой.

При достижении заданной температуры индикатор необратимо меняет свой цвет.

Термоиндикаторные наклейки могут быть различного размера и формы, в зависимости от задачи иметь разный порог срабатывания, иметь несколько термочувствительных меток с разным пределом срабатывания.

Термоиндикаторные наклейки могут быть однопозиционными, т.е. имеют одну индикационную метку и многопозиционными - имеющие несколько индикационных меток, настроенных на разные температуры.

Рисунок 13. Примеры термоиндикаторных наклеек
различных производителей

Применение однопозиционных термоиндикаторных наклеек позволяет контролировать максимальную температуру на элементе электрооборудования.

Применение многопозиционных термоиндикаторных наклеек позволяет определять температуру элемента электрооборудования как среднеарифметическое между последней меткой, изменившей цвет, и первой - не изменившей.

Термоиндикаторные краски, в отличие от термоиндикаторных наклеек, можно нанести на поверхности или элементы электрооборудования, недоступные для установки термоиндикаторных наклеек, например, при сложной конфигурации или ограниченном пространстве внутри электрических щитков. Краски можно нанести на поверхность контролируемого элемента более тонким слоем, в результате чего возрастает скорость срабатывания.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 14. Пример исполнения термоиндикаторных красок

Термоинидикаторы применяются для контроля теплового режима элементов электроустановок.

Термоиндикаторы применяются для обнаружения и регистрации перегревов элементов электрооборудования или электропроводки, в первую очередь, вблизи электрических контактов, контактных соединений.

Термоиндикаторы не требуют специального технического обслуживания.

Защите подлежат элементы электрооборудования, для которых нормативно-техническими документами установлены наибольшие допустимые температуры нагрева, а также элементы электрооборудования, перегрев которых может привести к аварии или возгоранию (независимо от наличия требований нормативных документов).

Термоиндикаторы наносят на элементы электрооборудования, подлежащие контролю теплового состояния.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 15. Пример использования термоиндикаторных наклеек
для контроля температуры контактных соединений

Порог срабатывания термоиндикаторов выбирается исходя из требований нормативно технической документации для конкретного элемента электрооборудования, технических характеристик и режимов работы электрооборудования.

Так как термоиндикаторы не являются восстанавливаемыми изделиями, после регистрации ими перегрева сработавшие термоиндикаторы подлежат замене на новые.

Необходимо контролировать срок использования термоиндикаторов. При истечении срока использования, термоиндикаторы необходимо заменить на новые. После замены сделать отметку в журнале.

Термоиндикаторы являются невосстанавливаемыми и неремонтопригодными изделиями (покрытиями). При срабатывании термоиндикатора, его следует удалить и заменить на новое изделие (покрытие). Окрашивание термоиндикаторных меток в результате воздействия температуры необратимо.

Термосистемы

Термосистемы предназначены для раннего автоматического обнаружения пожароопасных ситуаций, возникающих вследствие перегрева элементов электроустановок: контактных соединений, проводов, кабелей (в т.ч. концевой арматуры) и шин, электрических аппаратов, вводных распределительных шкафов, щитов с электрооборудованием, иного электрооборудования и их элементов, где возможно превышение температуры оборудования в нештатном режиме работы или при появлении дефекта.

Системы осуществляют непрерывный контроль температуры нагрева с сигнализацией о превышении установленных порогов и передачей информации на пульт централизованного наблюдения, где осуществляется прием тревожных извещений об обнаруженных перегревах с датчиков, отображение (индикация) состояния и регистрация событий.

Термосистемами могут быть оборудованы электроустановки, для которых нормативными документами установлены наибольшая допустимая температура нагрева, а также элементы электрооборудования и электропроводки, перегрев которых может привести к аварии или возгоранию.

Рисунок 16. Пример системы, состоящей
из термоактивируемой газовыделяющей наклейки
и специализированного газового датчика

В качестве устройств обнаружения превышения температуры в разных системах могут выступать различные датчики. Например, термоактивируемые газовыделяющие наклейки, при нагревании которых до определенной температуры выделяется сигнальный газ, улавливаемый специализированным газовым датчиком, передающим сигнал о перегреве на контрольно-приемное устройство; бесконтактные инфракрасные датчики; датчики температуры, устанавливаемые непосредственно на контролируемый элемент электрооборудования.

Рисунок 17. Пошаговая схема работы
системы непрерывного контроля температуры
на основе термоактивируемой газовыделяющей наклейки
и специализированного газового датчика

Кроме того, термосистемы можно использовать как системы мониторинга пожарной опасности электроустановок, за счет раннего обнаружения точек чрезмерного нагрева, задолго до начала термической деструкции изоляции в местах установки датчиков.

Рисунок 18. Пример системы многоканального
бесконтактного температурного контроля на основе
бесконтактных пирометрических датчиков

Рисунок (не приводится)

Рисунок 19. Пример интеллектуальной системы контроля
температуры высоковольтных кабельных линий на основе
распределенного датчика температуры

Тепловизионная диагностика

В основе тепловизионной диагностики лежит тепловой метод неразрушающего контроля, т.е. тепловизионные обследования с целью выявления пожароопасных участков и узлов в электрооборудовании и электропроводке.

В качестве технического средства тепловизионной диагностики применяется тепловизор. Тепловизор - это оптико-электронный измерительный прибор, работающий в инфракрасной области электромагнитного спектра.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 20. Пример проведения тепловизионного
контроля электрошкафа

Кратко метод тепловизионной диагностики пожарной безопасности эксплуатируемого электрооборудования можно описать следующим образом. Каждый объект имеет температуру, причем в разных точках она разная. Как правило, отклонение температуры в ту или иную сторону свидетельствует о какой-то неоднородности, дефекте. Тепловизор как видеокамера охватывает всю панораму объекта, выводит на экран и фиксирует в памяти весь спектр его температур, преобразуя в термограмму, т.е. картинку температур, которая напоминает негатив цветной фотографии, где каждый оттенок цвета соответствует определенной температуре.

Неоспоримыми преимуществами тепловизионного обследования являются: объективность и точность получаемых данных, безопасность (применяется бесконтактный метод), не требуется отключение электрооборудования и подготовки рабочего места. При этом метод высокопроизводителен, к тому же он дает возможность практически мгновенно, "с первого взгляда", указать место дефекта, предварительно определить степень дефектности. Кроме этого метод отличается простотой документирования дефектов и возможностью определения дефектов на ранней стадии развития. Он позволяет с достаточной степенью точности диагностировать состояние не только открытых элементов электрооборудования, таких как контактные соединения в электрических щитках и вводных щитах, но и состояние розеток и выключателей, которые закрыты корпусами, а также электрических проводок, выполненных различными способами.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 21. Пример термограммы контактных соединений
с температурной шкалой

Суть тепловизионной диагностики заключается в бесконтактной регистрации температурного поля на поверхности объекта измерительной аппаратурой, построении и анализе термограмм с использованием ЭВМ для обнаружения и классификации дефектов и принятия решения. Наличие дефекта при такой диагностике характеризуется аномальным повышением температуры в дефектной зоне по сравнению с исправными областями.

Условия и порядок проведения тепловизионной диагностики эксплуатируемого электрооборудования жилых и общественных зданий устанавливают методические рекомендации [6]. Они направлены на профилактику пожарной безопасности электрооборудования жилых и общественных зданий и позволяют контролировать и оценивать состояние пожарной опасности элементов электрооборудования, которые ранее не могли быть обследованы, таких как: розетки, выключатели и электрические проводки выполненных различными способами, что является актуальным моментом в области обеспечения пожарной безопасности жилых и общественных зданий.

Рисунок (не приводится)

Рисунок 22. Пример обнаружения пожароопасного разогрева
болтового контактного соединения

С помощью тепловизионной диагностики выявляются конкретные дефектные места, где зачастую достаточно затянуть, зачистить, заменить болтовое соединение или перераспределить нагрузку и дефект будет устранен.

Допускается использовать другие методики тепловизионной диагностики, если область их применения соответствует области применения настоящих методических рекомендаций.

В качестве критериев оценки пожарной безопасности электрических изделий может быть принято значение температуры или превышения температуры, установленное в стандартах на конкретное изделие. Кроме того критерии оценки пожарной опасности при тепловизионной диагностике приведены в методических рекомендациях [6].

Диагностика электрооборудования тепловым методом неразрушающего контроля (тепловизионная диагностика) должна проводиться бригадой не менее 2 человек. Все члены бригады должны быть аттестованы по тепловому методу неразрушающего контроля. Хотя бы один работник должен быть аттестован не ниже, чем по II квалификационному уровню по тепловому контролю в системе Ростехнадзора.

Для проведения тепловизионной диагностики могут привлекаться сторонние организации, аккредитованные в установленном порядке на тепловой метод неразрушающего контроля.

Список литературы

1. Технический регламент Таможенного союза "О безопасности низковольтного оборудования" (ТР ТС 004/2011).

2. Федеральный закон от 21 декабря 1994 года N 69-ФЗ "О пожарной безопасности" (с изменениями на 22 декабря 2020 года).

3. Электротехнические причины пожара. - URL: https://fireman.club/statyi-polzovateley/elektrotexnicheskie-prichiny-pozhara/ (дата обращения: 06.09.2021).

4. Короткое замыкание: причины и профилактика. - URL: https://altadm.ru/news/2571 (дата обращения 16.09.2021).

5. Опасности перегрузки электросети. - URL: https://sch1285sz.mskobr.ru/files/opasnosti_peregruzki_e_lektroseti.pdf (дата обращения 16.09.2021).

6. Проверка пожарной опасности электрооборудования жилых и общественных зданий с помощью тепловизора: методические рекомендации. М.: ВНИИПО, 2014. 28 с.

7. ГОСТ IEC 61008-1-2020 Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.

8. ГОСТ IEC 61009-1-2020 Выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения. Часть 1. Общие правила.

9. Правила устройства электроустановок.

10. СП 256.1325800.2016 Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа.

11. СП 31-110-2003 Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий.

12. ГОСТ IEC 60898-1-2020 Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока.

13. https://luminophor.ru/catalog/termoindikatornye-materialy/

14. https://www.thermoelectrika.com

15. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (с изменениями на 13 сентября 2018 года).