При КЗ в местах соединения проводов сопротивление почти равно нулю, в следствии чего величина тока, который протекает по проводникам и токоведущим частям аппаратов и машин, достигает максимальных значений. Сила тока при КЗ в несколько раз превышает номинальные значения для различных ма­рок проводов, кабелей, токоведущих частей машин и аппаратов и дости­гает сотни и даже тысяч ампер (А). При этом может перегреваться и воспламеняться изоляция, а также могут расплавляться токоведущие части и жилы кабелей и проводов. При плавлении металлических деталей машин и аппаратов образуется большое количество искр, способные воспламенить близко расположенные сгораемые вещества и материалы или стать причиной взрыва.

Величина силы тока короткого замыкания I КЗ зависит от мощности источников, питающих цепь КЗ, удаленности их электроустановок.

При увеличением мощности электроустановок и устройств возрастает и сила тока КЗ, а при удалении места КЗ от источника питания величина I КЗ уменьшается по причине повышения сопротивления элементов эл. цепи. Применение быстродействующих аппаратов защиты не по­зволяет токам достичь самых больших значений при КЗ.

КЗ часто ведет за собой появление электрической дуги, которая вызывает плавление металла проводника, капли которого также могут стать основным источником пожара.

Кроме недопустимого перегрева проводов и токоведущих частей электроустановок (термического эффекта), возможно и механическое напряжение конструкций, вызывающие повреждение в электрических сетях, что в свою очередь может стать причиной частичного и полного нарушения электроснабжения потребителей. В связи с этим большое значе­ние в профилактике аварийных режимов в электроустановках играет важную роль правильный выбор аппаратов защиты от перегрузок и оттоков КЗ.

Защита от перегрузок с помощью предохранителей имеет место только при условии, если элементы, которые защищают установки будут иметь запас по пропускной способности на 25 % больше номинального тока плавких вставок.

Электрические сети в зависимости от степени опасности возникновения пожара и взрыва разделяются на 2 группы:

токов КЗ-сети, которые должны быть защищены только от токов и КЗ сети, которые должны быть защищены от перегрузок . Защита от перегрузок для таких сетей не предусмотрена.

К 1 группе, для которой обязательна защита от перегрузок относятся:

• сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными не­защищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой;

• сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках, независимо от условий технологического процес­са или режима работы сети;

• осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предпри­ятий, также включая сети бытовых и переносных электроприемников и в пожароопасных производственных помещениях;

• силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общест­венных зданиях, торговых помещениях. Все остальные сети относятся ко 2-ой группе, не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от токов короткого замыкания.

Пожарная опасность больших переходных сопротивлений в электрических контактах зависит от количества теплоты, которая выделяется в контактном соединении, которая, в свою очередь, зависит от состояния и конструкции его контактирующих элементов и надежности и прочности закрепления контактов. Повышенная интенсивность выделения теплоты в контактном со­единении ведет к нагреву изоляции и деталей из пластмассы далее к их воспламенению.

На практике в зажимных устройствах и контактных соединениях (ро­зетки, щитки и т. п.) с алюминиевыми проводами можно наблюдать увеличе­ние переходного сопротивления, которое приводит к увеличению падения напряжения в них за счет роста толщины окисной пленки на поверхности алюминиевых проводов. Увеличение переходного сопротивления происходит также в свою очередь за счет текучести алюминия, в результате чего снижается прочность и надежность контактного соединения. Для того, чтобы предотвратить увеличение переходного сопротивления в контактных соединениях необходимо применять контактные системы, которые позволяют достигать посто­янного усиления в контактных зажимах.

4.4 Молниезащита

Причина пожара в электроустановках в ряде случаев - прямой удар молнии или ее вторичное проявление в виде элек­тромагнитной и электростатической индукции. Прямой удар молнии может возникнуть в проводах воздушных ли­ний (ВЛ) электропередачи, в оборудовании открытых распределительных устройств (ОРУ) станций и сетей, откры­тых повышающих и понижающих подстанций, в зданиях закрытых распределительных уст­ройств (ЗРУ) и подстанций, в зданиях и сооружения вспомогательных служб (трансформаторные башни подстанции, электролизные установки, масляное хозяйство, машинные помещения генераторов и синхронных компенсаторов, резервуары с горючими жидкостями и др.).

При прямом ударе молнии в следствии высокой температуры в ее канале (до 20 000°С), происходит мгновенный нагрев конструкций и нагрев воз­духа. Воздух, расширяясь, создает ударную воздушную волну, раз­рушающую здания, сооружения и постройки. В этом случае величина тока молнии со­ставляет 60 000-200 000 А.

Электростатическая индукция (наведение высоких потенциалов на провода ВЛ) и электромагнитная индукция (наведение электродвижущих сил в электрических контурах в ходе изменения величины тока мол­нии) могут быть причиной пробоя изоляции, искрения и, в дальнейшем, пожара. Занос высоких потенциалов возможен по проводам воздушных линий, кабелям, рельсовым путям, эстакадам, подземным и наземным трубопроводам и другим протяженным металлическим комму­никациям и может сопровождаться сильными электрическими разряда­ми. Электрический разряд возможен не только в случае прямого удара мол­нии в коммуникации, но и также, если коммуникации рас­положены вблизи к пораженному молнией объекту. Новообразование по этой причине представляет угрозу не только с точки зрения возникнове­ния пожара, но и представляет опасность для людей.

Правила устройства электроустановок С8, разд. 43 требуют выполнять защиту объектов электроустановок электрических станций и сетей от грозовых перенапряжений, т. е. осуществлять молниезащиту.

Молниезащита – это комплекс защитных устройств, назначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности оборудования и материалов, зданий и сооруже­ний от возможных взрывов, возгораний и разрушений, вызванных воздействием молнии.

В соответствии с Инструкцией по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений устанавливают категорию молниезащиты зданий и сооружений.

Способ защиты от удара молнии выбирают в зависимости от назначения и значимости здания или сооружения, интенсивности возникновения, а так­же степени пожаро и взрывоопасности по молниезащите и разделяют на 3 категории:

• К объектам I категории причисляют здания и сооружения, соответст­вующие классам В-I и В-ll пожаро и взрывоопасности. Это помещения с выделением пыли, газов и паров, способных создавать взрыво­опасные смеси с воздухом при нормальном течении технологического процесса. Взрыв в таких помещениях, как правило, сопровождается сильными разрушениями. Молниезащита предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.

• К объектам II категории относят здания и сооружения классов пожаров и взрывоопасности Б-1а и В-Па. К ним, в частности, причисляются грузовые склады с хра­нением и переработкой взрывоопасных веществ и жидкостей, а также сливно-наливные эстакады нефтепродуктов. Для объектов II категории молниезащита выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.

• Объекты III категории - здания и сооружения классов П-I, П-П и П-IIIа, в которых содержатся горючие вещества в твердом и жидком состоянии, наружные технологические установки. К этим объек­там относятся открытые склады класса П-111, во­донапорные башни, дымовые трубы, вышки высотой более 15 м, здания предприятий же­лезнодорожного транспорта. Молниезащиту этих объектов предусмат­ривают в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Здания и сооружения от прямых ударов защищают молниеотводами. Молниеотвод включает в себя молниеприемник, заземлитель и токоотвод. Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические со­оружения.

По типу молниеприемников молниеотводы подразделяют на стерж­невые, тросовые и сетчатые; а также на одиночные, двойные и многократные.

Зона защиты молниеотвода - это часть пространства, прилегающая к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Зона за­щиты типа А обладает степенью надежности 99,5 % и выше, а зона за­щиты типа Б - 95 % и выше.

4.5 Защита от статического электричества

Опасность статического электричества в большей степени обусловле­на возможностью искрового разряда, что может привести к взрыву и по­жару, а, следовательно, и к поражению людей.

Разряд статического электричества возникает в тот момент, когда напряжен­ность электростатического поля достигает критической (пробивной) величи­ны. Для воздуха пробивное напряжение составляет около 30 кВ/см.

Возможность образования статического электричества на сегодняшний день оценивается довольно точно при условии допустимого воспроизве­дения начальных условий, к которым относят:

• параметры горючей среды (наименование горючего вещества, его нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения, темпера­туру горючего вещества и температуру окружающей среды, минимальную энергию зажи­гания горючего вещества, условия воздухообмена в месте образования статических разрядов и т. д.);

• наличие эффективных разрядников статического электричества (согласно расстоянию между электродами разрядника и безопасным расстоянием для применяемого горючего материала).

Из всего многообразия технологических процессов на железнодорожном транспорте, приводящих к возникновению статического электричества, особую роль играет транспортировка различных жидкостей в цистернах, перекачка нефтепродуктов на сливно-наливных эстакадах. Поэтому стоит рассмотреть электризацию жидкостей подробнее.

Механизм электризации жидкости, движущейся по трубе, объясняется механическим разрушением двойного электрического слоя, образующегося на границе с твердой фазой. Так как любая диэлектрическая жидкость всегда содержит в себе определен­ное количество носителей электрического разряда, на границе раздела твердой и жидкой фаз происходит об­разование двойного элек­трического слоя.

При этом заряды одного знака, оседающие на по­верхности твердой стенки, нейтрализуются, а, находящиеся в объеме жидкости, заряды противоположного знака, захватываются потоком и попадают в приемный резервуар. Если в резервуаре над поверхностью жидкости располагается легковоспламеняющаяся паровоздушная смесь, то не исключена воз­можность взрыва и пожара в результате разряда статического электриче­ства между поверхностью наэлектризованной жидкости и стенками ре­зервуара или другими заземленными элементами конструкции.

При заполнении резервуаров свободно падающей струей с разбрызгива­нием также происходит образование зарядов статического электричества. При этом мелкие и крупные капли приобретают заряды противопо­ложного знака. Формируется облако мелких капель, создающее над по­верхностью жидкости электрическое поле с высоким градиентом. В ре­зультате этих явлений происходят электростатические разряды.

Основные факторы, предопределяющие интенсивность электризации нефтепродуктов, - чистота нефтепродуктов и их электрическое сопро­тивление; скорость и характер движения (непрерывной струей или раз­брызгиванием); материал трубопроводов, резервуаров и иных приспо­соблений, по которым передвигаются нефтепродукты, а также состояние их внутренней поверхности. Особенно интенсивно электризуются нефте­продукты при их фильтрации.

Выявлено, что бензин, протекая по трубам, заряжается отрица­тельно, а трубопровод - положительно.

4.6 Тушение пожаров в электроустановках

Под тушением пожаров понимаются действия отдельных людей или подразделений пожарной охраны, а также работа автоматических установок пожаротушения с целью прекращения горения.

Прекращение горения может быть выполнено различными путями:

• охлаждением зоны горения или горящего вещества;

• снижением скорости реакции окисления при разбавлении реа­гирующих веществ;

• изоляцией горящего вещества от зоны горения;

• химическим торможением реакции окисления (горения).

Реализация перечисленных способов может быть достигнута при использовании сочетания огнетушащих и технических средств или только техническими средствами. Выбор огнетушащих средств для пред горения за­висит от обстановки на пожаре и определяется:

• состоянием и свойствами горящего материала;

• видом пожара (на открытом или ограниченном пространстве);

• условиями тепло- и газообмена на пожаре;

• параметрами пожара (площадь горения, температура и т. п.);

• условиями проведения работ по прекращению горения (наличием или отсутствием непосредственной угрозы лицам, осуществ­ляющим подачу средств тушения);

• наличием и количеством огнетушащих средств;

• эффективностью огнетушащего средства.

Практически все огнетушащие средства характеризуются комплекс­ным воздействием, т.е. одновременно совершают, например, охлажде­ние горящего материала и разбавление зоны горения. Однако прекра­щение горения достигается только одним из применяемых способов, а остальные содействуют прекращению горения. Это определяется со­отношением свойств огнетушащего средства и горящего материала. На­пример, воздушно-механическая пена при тушении легковоспламеняю­щихся жидкостей охлаждает верхний слой жидкости и одновременно отделяет ее от зоны горения.

Заключение

В дипломном проекте были рассмотрены вопросы о внедрении системы СДТС-АПС на перегоне Дежнёвка – Николаевка.