Пожарная опасность электросетей и электропотребителей
По статистическим данным, наиболее пожароопасным видом электроустановок являются электропроводки. На их долю приходится до 41 % всех пожаров, связанных с электроустановками и электрооборудованием.
Пожар возникает в результате коротких замыканий, перегрузок и из-за больших переходных сопротивлений в местах соединений и присоединений проводов и кабелей.
Из общего количества пожаров, возникающих от электробытовых приборов, около 40 % происходит в результате пользования электроутюгом, а также электрокамином, самодельными электронагревательными приборами; 10 % пожаров возникает при включении электроплиток.
В настоящее время все чаще стали возникать пожары в результате взрывов цветных телевизоров и другой радиоаппаратуры.
Короткие замыкания, перегрузки, большие переходные сопротивления
Короткое замыкание может возникнуть из-за нарушения изоляции между фазными проводами, фазным проводом и нулевым проводом сети или при замыкании фазного провода на металлические конструкции, имеющие соединение с землей, замыкании на землю.
Короткое замыкание может быть полным (металлическим) и неполным. При полном замыкании переходное сопротивление в месте замыкания проводов незначительно, и им можно пренебречь. Чаще возникает неполное короткое замыкание, поскольку в местах замыкания проводов появляется переходное сопротивление из-за неплотности контактов, образования окисной пленки, обугливания изоляции.
При металлическом коротком замыкании срабатывает защита, которая отключает сеть. При неполном коротком замыкании аппараты защиты не могут сработать, в результате чего возникает пожар. Возможен пожар и при неправильном выборе аппаратов защиты.
Наибольшей пожароопасностью обладают провода и кабели в полиэтиленовой изоляции.
Пожар может возникнуть из-за перегрузки в сети при подключении электроприемников, номинальный потребляемый ток которых превышает допустимую величину тока для данного сечения провода сети или при неправильно выбранном сечении проводника. При перегрузке защита может не сработать до тех пор, пока провода не нагреются до температуры возгорания, тогда между ними происходит короткое замыкание.
Особенно опасна перегрузка в электросетях частных жилых домов, садовых построек, так как в них нередко отсутствуют аппараты защиты от перегрузки, а имеются только аппараты, отключающие сеть при коротком замыкании.
Опасны в пожарном отношении значительные переходные сопротивления, возникающие в местах соединения проводов, присоединения их к выключателям, розеткам, щиткам, электробытовым приборам.
Надежность контакта обеспечивается опрессовкой, пайкой или специальными зажимами, снабженными пружинящими шайбами. Следует иметь в виду, что даже при надлежащем соединении в специальных зажимах через 3–3,5 года сопротивление контактов возрастает в 2 раза. В значительной степени увеличивается переходное сопротивление при кратковременных коротких замыканиях, отключаемых при исправно действующей защите. При увеличении переходного сопротивления и неаварийном режиме работы электросети отключения аппаратами защиты не происходит, поскольку величина тока недостаточна для их срабатывания. В то же время провод в месте контакта с большим переходным сопротивлением может нагреться до температуры воспламенения изоляции.
Даже при незначительной перегрузке в сети, но при большом переходном сопротивлении в месте контакта и длительном несрабатывании защиты провод может загореться.
Пожарная опасность электрических источников света
В лампах накаливания электрическая энергия переходит в энергию световую и тепловую, причем тепловая составляет большую долю общей энергии, в связи с чем колбы ламп значительно нагреваются. Например, температура на поверхности колбы лампы мощностью 100 Вт в зависимости от момента измерения будет составлять: через 2, 10, 20 минут соответственно 150, 290 и 300 °C.
Нагрев при включенной лампе распределяется по ее поверхности неравномерно. Например, для газонаполненной лампы мощностью 200 Вт температура вертикали распределяется следующим образом: на цоколе 82 °C, на середине высоты колбы 165 °C, в нижней части колбы 85 °C.
В случае соприкосновения колбы лампы с телами, обладающими малой теплопроводностью (тканью, бумагой, деревом и др.), в зоне касания возможен сильный местный перегрев. Например, 100-ваттная лампочка, обернутая хлопчатобумажной тканью, через 1 минуту после включения в горизонтальном положении нагревается до 70 °C, через 2 минуты – до 103° С, а через 5 минут – до 340 °C, после чего ткань начинает тлеть. Это может явиться причиной пожара.
Люминесцентные лампы менее опасны в пожарном отношении, однако при неисправностях в пускорегулирующей аппаратуре (залипание стартера и др.) возможен их сильный нагрев. В практике нагрев лампы достигал 190–200 °C, а дросселей – до 120 °C.
Пожарную опасность представляют стартеры, поскольку внутри их находятся легковоспламеняющиеся материалы (бумажный конденсатор, картонные прокладки и др.).
Правила пожарной безопасности требуют, чтобы максимальный перегрев опорных поверхностей светильников не превышал 50 °C.
В целях пожарной безопасности в светильниках типа НОВ, НОГ, ВЗГ (повышенной надежности против взрыва и взрывозащищенные) применяют искробезопасный патрон с искрогасительной камерой. Такое же исполнение патрона имеют рудничные повышенной надежности светильники типа РП-25, РП-60.
Пожарная опасность электробытовых приборов, телевизоров и радиоаппаратуры
Наиболее часто причиной пожаров является нагрев окружающих электробытовые приборы предметов до температуры воспламенения. Так, для деревянных поверхностей, выполненных из сосны, температура воспламенения составляет 255 °C, для полиэтилена – 350 °C. Электронагревательные приборы имеют сильный нагрев поверхностей снизу и с боков. Электроутюг, включенный в сеть, через 15 минут нагревается до температуры 400–500 °C и если его оставить на деревянной подставке или на ткани, предназначенной для глаженья, произойдет самовоспламенение.
Телевизоры, особенно цветного изображения, радиоаппаратура являются источником повышенной пожарной опасности.
Самыми опасными в пожарном отношении являются цветные телевизоры марок «Рубин-711», «Рубин-714». В телевизоре много деталей из горючих материалов. Близость их к тепловым источникам (лампам) создает вероятность возгорания.
Следует иметь в виду, что материалы (полистирол, полиэтилен, этилен, полипропилен, поливинилхлорид, лак, гетинакс) не только горючи, но и токсичны, поскольку при их горении выделяются вредные для человека газы. При нагревании полистирола до 160–240 °C выделяется цианистый водород. При термическом разложении поливинилхлорида (при температуре 228–232 °C) выделяется токсичный хлористый водород. Усугубляет пожароопасность органическая пыль, оседающая на деталях телевизора во время его эксплуатации.
При работе телевизора электроэнергия превращается в тепло, происходит нагрев изоляции и, как правило, ее преждевременное старение. Изоляционные материалы нагреваются до температуры выше 60 °C. При старении изоляции повышается вероятность ее электрического пробоя. Следует иметь в виду, что напряжение на некоторых элементах телевизора составляет 15–25 кВ.
В телевизорах не предусмотрена защита, которая отключала бы его при возникновении искры или незначительной электрической дуги в местах паек проводов и печатных плат. Не все отечественные телевизоры обеспечены устройствами автоматического отключения по окончании телепередач. Работа телевизора без видеосигнала (когда передачи закончены) является ненормальной и может значительно увеличить вероятность возгорания.
Большую пожароопасность представляют радиодетали (конденсаторы, интегральные микросхемы, резисторы), трансформаторы.
В целях профилактики возникновения пожаров необходимо соблюдать следующие основные правила эксплуатации телевизоров:
– включать телевизор в сеть через стабилизатор напряжения;
– применять стандартные, заводского изготовления предохранители с плавкой вставкой, рассчитанные на ток, соответствующий данному телевизору;
– розетка электросети, в которую включается телевизор, должна быть доступна для быстрого отключения телевизора от сети;
– не следует устанавливать телевизор вблизи приборов отопления и вставлять в мебельную стенку, поскольку при этом ухудшаются условия отвода тепла (вентиляционные отверстия в телевизоре должны быть открытыми);
– нельзя оставлять телевизор во включенном положении без присмотра, позволять детям включать телевизор в отсутствие взрослых;
– после отключения телевизора выключателем, вынуть вилку шнура из штепсельной розетки;
– при неисправностях телевизора (нет изображения, гудение, треск и т. п.) следует сразу же отключить его от сети и вызвать телевизионного мастера.
Для профилактического осмотра телевизора рекомендуется не реже 1 раза в год вызывать специалиста из телеателье.
Пожарная опасность раскаленных частиц и электрических искр
Электрические искры и раскаленные частицы (капли расплавившегося металла) образуются при коротком замыкании в электропроводке, при электросварке и при плавлении электродов электрических ламп накаливания. Размер капель металла при коротком замыкании и плавлении нити накала электрических ламп накаливания достигает 3 мм, а при электросварочных работах – 5 мм. Температура электрической дуги при коротких замыканиях и электросварочных работах может достигать 4000 °C, следовательно, дуга будет являться источником зажигания всех горючих веществ (даже большинство металлов при такой температуре не только плавится, но и испаряется).
Температура капель металла зависит от вида расплавившегося металла. Она равна температуре плавления этого металла.
Количество теплоты, которое капля металла способна отдать горючей среде при остывании, зависит от высоты свободного падения капли, ее объема (диаметра) и массы, определяемой плотностью расплавившегося металла, а также от его удельной теплоемкости. Возгорание горючего материала, на который упала расплавленная капля металла, зависит от температуры самовоспламенения материала и минимально необходимой энергии его зажигания. Например, для горючей смеси минимальная энергия зажигания составляет всего 25 млДж (миллиджоулей). Большую пожарную опасность представляют искры, возникающие при неполных коротких замыканиях в электропроводке и при электросварочных работах.