Диссертация (Экспериментально-теоретический подход к расчету времени блокирования путей эвакуации токсичными продуктами горения при пожаре в производственных зданиях гидроэлектростанций), страница 3

При возрастании мощности ГЭС увеличивается иколичество вспомогательного оборудования и кабельного хозяйства, аколичество кабелей различного назначения может составлять до сотенкилометров.Прокладка и крепление кабелей осуществляется на специальныхкронштейнах по стенам или подвесным способом. Сгруппированные в потоки20кабели прокладываются в кабельных каналах или лотках, далее переходящихв кабельные туннели. В случае их вертикальной прокладки образуют кабельныешахты.Из-за прокладки кабелей вблизи технологического оборудования (в томчисле возле горячих частей оборудования) вероятность возгорания кабелейвозрастает.Вцеляхсниженияпотенциальнойопасностии нераспространения горения используются кабели, не распространяющиегорение (индекс – НГ).

Использование данных кабелей в дополнениес огнестойкими заделками проходов кабелей из помещения в помещениепозволяет снизить их пожарную опасность.Таким образом, анализ аварий и пожаров произошедших в зданиях ГЭСсвидетельствует, что объектами пожаров чаще всего становятся генераторы,кабельные каналы, электрооборудование в том числе трансформаторыразличного назначения, насосные установки.Всилуналичиядостаточнозначительногоколичестваэлектрооборудования, необходимо отметить и угрозу поражения электрическимтоком персонала ГЭС.Немедленный аварийный останов гидроагрегата в целях предотвращениявозникновения и развития пожара производится в случаях [117]:– появления внезапной вибрации гидроагрегата, маслопроводов илигидроударов,могущихпривестикразрушениюгидроагрегатаилимаслосистемы и к последующему пожару;– появления дыма или искр из подшипников и кольцевых уплотнений;– сильной течи масла из корпуса маслованн и маслопроводов с угрозойего растекания и воспламенения;– воспламенения масла или промасленной изоляции на гидроагрегате;– возникновения пожара на вспомогательном оборудовании, если огоньиливысокаятемператураугрожаютповреждениемгидроагрегата,а применяемые меры по немедленной ликвидации пожара оказалисьмалоэффективными;21– пожара в машинном зале, если факторы пожара (дым, высокаятемпература, продукты горения) угрожают обслуживающему персоналуи делают невозможной нормальную эксплуатацию гидроагрегата.Исследования и анализ пожарной опасности производственных зданийГЭС позволили определить наиболее опасные участки – кабельные галереи,полуэтажи, масляное хозяйство, электрооборудование.1.2 Строительные материалы и горючая нагрузка ГЭСОсновнойнаходящегосясхарактеристикойнаэлектродвигателями,машинаминаходитсянейГЭСявляетсявысокаяэлектрооборудования.трансформаторамибольшоеиколичествоэнергоемкостьВодругимивзаимосвязиэлектрическимипонижающихподстанций,питающихся электроэнергией ГЭС.

Соответственно, для их коммуникацииимеется большая протяженность кабельных туннелей, галерей, и полуэтажейпо протяженности достигающих десятки километров.Согласно статистике [109–115], основной причиной возникновенияпожаров является неисправность в электротехнической продукции, в частностидля ГЭС – электрических кабелей, трансформаторов, соединительных муфти др. Для таких пожаров, как правило, характерен высокий ущерб и/илибольшое количество погибших.К основным горючим веществам иматериалам, встречающихсяна электростанциях, можно отнести:– трансформаторное и турбинное масла;– гидравлическое и смазочные масла (предназначенные для охлажденияи смазки подшипников турбин);– дизельное топливо (для аварийных силовых установок);– водород (для охлаждения ротора генератора);– горючие фильтрующие материалы (древесный уголь);– горючая изоляция электрических кабелей;– отделочные и конструкционные материалы на основе полимеров и др.22Большуюопасностьпредставляютсиловыеводородныебатареи,предназначенные для охлаждения генераторов.

При аварии и поступленииводорода в зал с турбинным агрегатом возможен взрыв с последующимвоспламенением турбинного масла. Необходимо отметить, что для горенияжидкой горючей нагрузки характерно быстрое распространение ОФП по всемумашинному залу ГЭС. Помимо этого, горение углеводородов приводитк интенсивному увеличению температуры в помещении и значительномупрогреву металлоконструкций до температур, критических для конструкцийи как следствие возможному их обрушению. Нарушение целостностиконструкций и их обрушение может повредить дорогостоящее оборудованиеГЭС, в том числе закрытия ГЭС вследствие отсутствия возможностиее ремонта.Распространенной твердой пожарной нагрузкой в ГЭС являютсяоболочки кабелей.

На ГЭС используются кабели следующего назначения:– силовые;– контрольные;– управления.Оболочкикабелей,какправило,состоятизгерметизирующегои армирующего слоя. В качестве материалов используются: поливинилхлорид,полиэтилен, металл, ткань, резина, а также более сложные полимерныекомпозиции.Наиболее распространенными на ГЭС являются кабели на основе ПВХ,при горении которых выделяется помимо монооксида углерода хлороводород.ПринагреванииоболочекПВХкабелейпроисходитихразмягчениес последующим выделением хлороводорода (t > 100 °C).Кабельныеизделияподразделяютсяпопоказателямпожарнойбезопасности на следующие типы исполнения [9]:– кабельные изделия, не распространяющие горение при одиночнойпрокладке (без обозначения);– кабельные изделия, не распространяющие горение при групповойпрокладке [исполнение – нг (...)*-];23– кабельные изделия, не распространяющие горение при групповойпрокладке, с пониженным дымо- и газовыделением [исполнение – нг (...)*-LS];– кабельные изделия, не распространяющие горение при групповойпрокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктовпри горении и тлении [исполнение – нг (...)*-HF];– кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение пригрупповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением [исполнение –нг (...)*-FRLS];– кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение пригрупповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразныхпродуктов при горении и тлении [исполнение – нг (...)*-FRHF];– кабельные изделия, не распространяющие горение при групповойпрокладке, с пониженным дымо- и газовыделением и с низкой токсичностьюпродуктов горения [исполнение – нг (...)*-LSLTx];– кабельные изделия, не распространяющие горение при групповойпрокладке, не выделяющие коррозионно-активные газообразные продукты пригорении и тлении и с низкой токсичностью продуктов горения [исполнение –нг(...)*-HFLTx].– кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение пригрупповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением и с низкойтоксичностью продуктов горения [исполнение – нг(...)*-FRLSLTx];– кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение пригрупповой прокладке, не выделяющие коррозионно-активных газообразныхпродуктов при горении и тлении и с низкой токсичностью продуктов горения(исполнение – нг(...)*-FRHFLTx).Примечание: * – указывают соответствующую категорию: A F/R, А, В, С или D [9].Классификация кабелей приведена на рисунке 1.4.Всвязисвспомогательногоувеличениемоборудования,мощностейатакжеэлектростанций,устройствколичестваавтоматизациии регулирования процессов на ГЭС значительно возросло количество кабелейи усложнилось кабельное хозяйство.24КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ, КОНТРОЛЬНЫЕ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И СВЯЗИГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИЕБЕЗГАЛОГЕНННЫЕКабели, нераспространяющиегорение, приодиночной прокладкеКабели, нераспространяющиегорение, припрокладке в пучках ине выделяющихкоррозионных газов(исполнение «HF»)Кабели, нераспространяющиегорение, припрокладке в пучках(исполнение «НГ»)Кабели, нераспространяющиегорение, припрокладке в пучках(исполнение «НГ»), спониженнымгазодымовыделениемКабели, нераспространяющиегорение, припрокладке в пучках,не выделяющихкоррозионных газов,огнестойкие(исполнение «FR»)Рисунок 1.4 – Классификация кабелей в зависимости от примененияи показателя пожарной безопасностиОсновным условием безопасного применения при открытой прокладкекабелейявляетсянераспространениегорения.Большоеколичествоэксплуатируемых кабельных изделий являются горючими в силу того, чтоизоляция и защитная оболочки выполнены из горючих материалов.

Однакосовременнаяпромышленностьразрабатываетспециальныесоставы(композиты) пластикатов оболочек ПВХ, делая акцент на кабелях исполненияНГ, LS и HF.Одиночные кабели собираются в кабельные туннели и полуэтажина специальных негорючих конструкциях (как правило, металлических).Группируются и располагаются кабели в зависимости от их количества и отнапряжения. Так, в туннеле общее количество кабелей может достигать100 единиц, а в местах пересекания кабельных потоков это значение25существенно возрастает, что повышает удельную горючую нагрузку на данномучастке, создавая зоны повышенной опасности.Характерной особенностью начальной стадии пожара в кабельнойгалереях и туннелях является его достаточно медленное распространениев начале и более активное горение в дальнейшем, вследствие нахождениякабелей под нагрузкой, приводящей к прогреву их изоляции. Кроме того,прогрев кабелей идостижениетемпературсамовоспламененияможетприводить к воспламенению оболочек с последующим его горением.При пожаре температура в кабельном туннеле превышает 600 °С.Анализ статистики пожаров в кабельных туннелях и галереях выявилосновные причины: короткое замыкание, пробой изоляции, перегрев оболочкикабелей.Нагрев оболочек кабелей высокими токами нагрузки усложняет ситуациювследствие увеличения скорости распространения пожара, также существенноевлияние оказывает скопление горячего воздуха в кабельных туннеляхи галереях.Опасность представляют и контрольные кабели без устройств защитногоотключения (УЗО), горение которых может происходить из нескольких очагов,что способствует активному распространению пламени.

Еще более опаснымиявляются кабели в маслонаполненных тубах, так как при повреждении трубыпроисходит растекание горящего масла, что увеличивает площадь горения,поджигая собой и другую горючую нагрузку. Кроме того, резко возрастаеттемпература в помещении.Согласно статистике пожаров, при пожаре и горении оболочек кабелейпоявляются короткие замыкания, в других местах приводящие к новым очагампожара. Большую опасность создают и кабели с пропитками, в состав которыхвходит мастика, битум, смола. Образование и стекание горящего расплаваприводит к повторным загораниям ниже расположенных кабелей. Кроме того,образование оголенных участков кабелей, приводящих к коротким замыканиям,26приводит к появлению новых очагов пожара и способствует его быстромураспространению.Высокую опасность создают муфтовые соединения кабелей. Перегревмуфт с последующим воспламенением достаточно частая причина пожаровна объектах энергетики.Активное распространение пожара в машинных залах ГЭС происходитпри взрывах.