CC BY
517
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА
МЧС России
Федеральное государственное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны»
(ФГУ ВНИИПО МЧС России)
Анализ статистических данных о пожарной опасности электрических изделий
Г. И. Смелков,
доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ
Статистические данные (использованы данные о пожарах, поступившие в отдел «Пожарной статистики» ФГУ ВНИИПО МЧС РФ) показывают, что в 2007 году в Российской Федерации по сравнению с аналогичным периодом прошлого года обстановка с пожарами характеризовалась следующими основными показателями:
— зарегистрировано 212 588 пожаров (— 3,7%);
— погибло при пожарах 16 066 чел. (— 7,0%);
— получили травмы на пожарах 13 688 чел. (+1,56 %);
— прямой материальный ущерб причинён в размере 8690,75 млн. рублей (+1,64 %).
Ежедневно в стране происходило 579 пожаров, при которых гибло 44 человека и 37 человек получали травмы. Огнём уничтожалось 160 строений, 24 ед. автотракторной техники и 8 голов скота. Ежедневный материальный ущерб составил 23 млн. рублей.
Электрические изделия традиционно являются одними из наиболее пожароопасных видов продукции, поскольку в них «удачно» сочетается присутствие горючих электроизоляционных материалов (изоляция, оболочки и внешние покровы кабелей и т. п.) с появлением в аварийных режимах источников зажигания (искры, дуги, нагретые электрическим током детали и т. п.).
В промышленно развитых странах, в том числе и в России, доля пожаров от электрических изделий ежегодно составляет от 15 до 25% (табл. 1).
А. И. Рябиков,
инженер
Таблица 1 Статистические данные о пожарах от электроизделий в России
Годы Пожары Прямой ущерб Погибло
кол-во % млн. руб. % чел. %
1997 55917 20,5 397,4 27,3 2422 17,5
1998 55129 20,8 422,9 19,4 2399 17,5
1999 53266 20,5 490,9 27,7 2435 16,3
2000 50978 20,7 548,7 29,7 2554 15,7
2001 50412 20,5 802,5 30,6 2785 15,2
2002 50220 19,3 982,3 28,3 2018 13,9
2003 47810 20,0 1403,7 33,7 2742 14,2
2004 44398 19,0 1291,8 22,0 2434 13,0
2005 43203 18,8 1390,2 20,8 2211 12,0
2006 42714 19,6 3017,6 35,6 2285 13,3
2007 41643 19,6 2619,6 30,1 1932 12,0
Как показывают результаты анализа, выполненные в ФГУ ВНИИПО МЧС России, в подавляющем большинстве случаев причинами пожарной опасности электрических изделий являются: несовершенство противопожарных требований; несоответствие применяемой электротехнической продукции, материалов и комплектующих комплексным требованиям пожарной безопасности; низкий уровень эксплуатации. Статья содержит некоторые статистические сведения об оперативной обстановке с пожарами в
стране и, в первую очередь, о пожарной опасности электрических изделий, которые могут быть полезны специалистам для обоснования актуальности и выбора направлений исследований по разработке пожарнопрофилактических мероприятий на объектах, в том числе по обеспечению пожарной безопасности кабельных и других видов электрических изделий.
От электрических изделий в России в 2007 году произошло 41643 пожара (19,6% к общему числу пожаров), на которых погибло 1932 человека (12,0%); прямой ущерб составил 2619 млн. рублей (30,1 %). В сравнении с 2006 годом число пожаров несколько уменьшилось — примерно на 2,5%. Причины этого уменьшения, как и любые разовые колебания статических данных, не могут иметь корректного и однозначного объяснения. Можно высказать лишь предположения. Несомненно, важную роль играют меры по усилению контроля качества и безопасности изделий со стороны надзорных органов, испытательных центров и органов по сер-
тификации в соответствии с Законом «О защите прав потребителей». В условиях рыночной конкуренции разработчики и изготовители изделий вынуждены прилагать усилия по улучшению качества своей продукции. Не исключено и влияние весьма очевидного, к сожалению, в нынешней экономике явления — снижение объёма выпуска изделий.
Наибольшее число пожаров от электрических изделий в 2007 году, как и во все предыдущие годы, произошло в жилом секторе (71,5%), что почти на порядок превышает число пожаров на промышленных предприятиях и в 2,7 раза — на всех других объектах, вместе взятых (табл. 2).
По видам электротехнической продукции (табл. 3) первое место по числу пожаров с большим опережением занимают изделия кабельной промышленности — провода и кабели. При этом, хотя эти виды кабельных изделий находятся в одной строке, число пожаров от кабелей в 20-30 раз меньше, чем от про-
Таблица 2
Данные о пожарах от электрических изделий в РФ по объектам (2007 г.)
Объекты пожара Количество пожаров
абсолютное значение %
Жилой сектор 29 794 71,5
Транспортные средства 40 25 9,6
Промышленные предприятия 2 665 6,4
Административно-общественные здания 1 291 3,1
Сельхозобъекты 259 0,6
Торговые объекты 2 501 6,0
Прочие объекты 1 208 2,8
Всего 41 643 100
Таблица 3
Статистические данные по пожарам от электрических изделий за 2007 г.
Наименование изделий Пожары Прямой ущерб (млн. руб.) Погибло, чел.
кол-во % по эл. изд. кол-во % по эл. изд. кол-во % по эл. изд.
Кабель, провод 26475 63,6 1612,7 61,6 779 40,3
Электрокамин 3313 8,0 1387,9 5,3 584 30,2
Вводной щит 2856 6,9 486,1 18,6 49 2,5
Выключатель 2787 6,7 114,3 4,4 81 4,2
Холодильник 1210 2,9 72,1 2,8 31 1,6
Телевизор 1178 2,8 38,3 1,5 111 5,7
Электроплитка 930 2,2 28,6 1,1 209 10,8
Электросветильник 767 1,8 31,3 1,2 34 1,8
Трансформатор 454 1,1 12,6 0,5 16 0,4
Электробытовая машина 341 0,8 7,9 0,3 6 0,3
Автовыключатель 279 0,7 12,1 0,5 6 0,3
Электродвигатель 231 0,6 14,0 0,5 8 0,4
Электрозвонок 207 0,1 3,9 0,1 3 0,6
Магнитофон, приёмник 175 0,1 6,8 0,3 5 0,3
ЭВМ 150 0,1 19,5 0,7 2 0,1
Электроутюг 136 0,1 7,3 0,3 5 0,3
Кондиционер 117 0,1 12,2 0,5 2 0,1
Видеомагнитофон 37 0,0 0,98 0,0 1 0,1
Итого по электроизделиям 41643 19,6 2619,6 30,1 1932 12,0
Итого по России 212587 100 8690,7 100 16066 100
водов. Это связано, во-первых, с тем, что протяженность электропроводок на любом объекте в десятки и сотни раз превышает длину кабельных линий, а чем больше длина, тем выше вероятность повреждения, а следовательно, и вероятность возникновения пожара; во-вторых, с более жесткими требованиями к проектированию, монтажу и эксплуатации кабельных линий по сравнению с электропроводками и, в-третьих, с наличием в жилом секторе большого количества самодельных, не контролируемых специалистами, пожароопасных электропроводок.
Статистические данные, поступающие в ФГУ ВНИИПО МЧС России, дают возможность оценить пожарную опасность каждого вида электротехнических изделий по трём показателям (контролируемым параметрам): число пожаров, наносимый пожаром ущерб и число погибших на пожаре людей. Представляется перспективной попытка дать интегральный показатель, который учитывал бы все эти три показателя одновременно и, таким образом, более объективно характеризовал пожарную опасность изделий. Исходные данные и результаты обработки статистических материалов представлены в табл. 4.
Коэффициент значимости пожарной опасности каждого вида изделий К рассчитывался по сумме рангов (мест), которые это изделие занимает в ранжированном, в порядке уменьшения показателя,
ряду по количеству пожаров ^п), наносимому пожаром ущербу ^у) и числу погибших ^г):
Кі = Sl/Si, (1)
где Si = Rn+ Rу+ Rг — сумма рангов і-го изделия;
Sl — сумма рангов наиболее пожароопасного изделия.
Среди причин пожаров применительно к электроустановкам в статотчётах ФГУ ВНИИПО МЧС России упоминаются только: недостатки конструкции и изготовления; нарушение правил монтажа; нарушение правил технической эксплуатации и несоблюдение правил пожарной безопасности при эксплуатации (табл. 5). Обычно эти причины называют «юридическими», поскольку в случае возбуждения уголовного дела по факту пожара следователи часто начинают расследование с проверки этих версий. При более внимательном рассмотрении эти причины фактически отражают лишь обстоятельства, способствующие возникновению пожара. При этом точность этих данных вряд ли может быть высокой, так как даже очень опытный криминалист по результатам исследования повреждённых огнём на пожаре электрических изделий не может точно установить, что же привело к пожару: «нарушение правил технической эксплуатации» или «несоблюдение правил пожарной безопасности при эксплуатации изделия».
Таблица 4
Исходные данные и результаты оценки коэффициента значимости пожарной опасности электрических изделий
Изделия Ранг (место) по числу пожаров, Ранг (место) по размеру ущерба, % Ранг (место) по числу погибших, Rг Сумма рангов, Коэффициент значимости пожарной опасности, Кі Ранг пожарной опасности изделия
Кабель, провод 01 01 01 03 1 1
Электрокамин 02 03 02 07 0,43 2
Вводной щит 03 02 06 11 0,27 3
Выключатель 04 04 05 13 0,23 4
Телевизор 05 06 04 15 0,20 5
Холодильник 06 05 08 19 0,16 7
Электроплитка 07 08 03 18 01,17 6
Электросветильник 08 07 07 22 0,13 8
Трансформатор 09 11 09 29 0,10 9
Электробытовая машина 10 14 11 35 0,08 11
Автовыключатель 11 13 11 35 0,08 11
Электрозвонок 12 17 13 42 0,07 12
Электродвигатель 13 10 10 33 0,09 10
Магнитофон, радиоприёмник 14 16 12 42 0,07 12
ЭВМ 15 09 14 38 0,08 11
Электроутюг 16 15 12 43 0,07 12
Крондиционер 17 12 14 43 0,07 12
Видеомагнитофон 18 18 15 51 0,06 13
Для специалистов, занимающихся обеспечением пожарной безопасности электросетей и электроизделий, конечно, большую ценность имели бы данные об аварийных режимах (КЗ, перегрузка, «плохой» контакт др., табл. 5), а также физико-химических явлениях, непосредственно приведших к возгоранию электроустановок. Однако такие данные в статлистках отсутствуют. В связи с этим
авторы сочли целесообразным привести некоторые статистические данные, любезно предоставленные фирмой «ОРГРЭС» (фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей), по отказам, в том числе пожароопасным, произошедшим в кабельных линиях и электропроводках на электростанциях и в электросетях (табл. 6 и 7).
Таблица 5
Причины пожаров
По статлисткам
Недостатки конструкции и изготовления Нарушение правил монтажа Нарушение правил технической эксплуатации Нарушение ППБ при эксплуатации
Причины пожаров и характерные источники зажигания
Причины пожаров Источник зажигания
Короткое замыкание Дуговой, искровой и другие виды электрических разрядов (далее — электрические разряды); раскалённые (горящие) частицы и капли металла при разрушении в аварийных режимах токопроводящих жил проводов (кабелей), аппаратов защиты электроприборов, защитных оболочек труб, корпусов и т. п. (далее — частицы металла)
Перегрузка Нагретые выше допустимой температуры поверхности электрорадиоэлементов, проводов аппаратов (нагретые поверхности)
Переходное сопротивление Нагретые поверхности
Снижение эффективности теплоотвода Нагретые поверхности; электрические разряды; частицы металла
Снижение эффективности теплоотвода Электрические разряды; нагретые поверхности; коммутационные искры и дуги; частицы металла
Таблица 6
Отказы (аварии) кабельных энергетических линий за год
Энергопредприя- тие Элемент линии Количество отказов кабельных линий
при электрическом пробое при механическом повреждении
кол-во % кол-во %
Электростанции Кабели 57 62,6 6 100
Соединительные муфты 9 9,9 — —
Концевые заделки 17 18,7 — —
Концевые муфты наружной установки 8 8,8 — —
ИТОГО 91 100 6 100
Электросеть Кабели 2224 56 2297 99,86
Соединительные муфты 829 21,05 3 0,14
Концевые заделки 579 14,7 — —
Концевые муфты наружной установки 304 7,72 — —
Подпитывающее устройство 1 0,03 — —
ИТОГО 3937 100 2300 100
Как видно из таблицы 6, и на энергопредприятиях, и в электросетях наибольшее число пожаров приходится на кабели.
Практика эксплуатации кабельных линий свидетельствует о том, что основными причинами возникновения аварийных ситуаций являются (табл. 7):
— процессы старения изоляционных материалов кабелей;
— скрытые заводские дефекты кабелей и дефекты, полученные ими при монтаже;
— недостатки нормирования и проектирования, не учитывающие реальных условий работы электросетей, а также ошибки при их монтаже и эксплуатации.
— изменение свойств материалов в процессе эксплуатации из-за старения, перегрузки и других аварийных режимов в сети.
Основными аварийными режимами, приводящими к возникновению загораний кабелей, являются режимы сверхтоков, которые могут иметь место при коротких замыканиях (КЗ) или перегрузках, при этом сверхтоки могут привести к загоранию, в основном, силовых и высоковольтных кабелей, поскольку выделяемая при КЗ или перегрузке энергия достаточна для возникновения процесса пиролиза электроизоляционных материалов и последующего их зажигания. Нередкими являются и случаи загорания кабельных изделий от занесения внешних источников огня.
Таблица 7
Причины пробоя изоляции при отказах (авариях) кабельных энергетических линий за год
Причины пробоя Отказы кабельных линий
количество %
Недостатки эксплуатации 113 2,9
Дефекты монтажа муфт 994 25,3
Дефекты прокладки кабелей 411 10,3
Недостатки проектирования 1 0,1
Дефекты конструкции и изготовления 92 2,3
Изменение свойств материалов в процессе эксплуатации 1203 30,6
Влияние климатических и атмосферных условий 128 3,3
Нерасчётные режимы в электросети 31 0,8
Посторонние воздействия 760 19,3
Причина не установлена 204 5,1
ИТОГО 3937 100
Небронированные кабели с алюминиевой оболочкой при повреждении защитного шланга и коррозии алюминиевой оболочки выходят из строя в первые 15 лет, а основная доля отказов кабелей при старении изоляции приходится на период, превышающий их 15-летний срок эксплуатации.
Скрытые дефекты в кабелях могут быть, например, из-за неплотной намотки бумажных лент, наличия складок, неудовлетворительной пропитки изоляции.
Наиболее уязвимым местом в кабельных линиях являются соединительные муфты широкого назначения, выполненные из различных материалов, и концевые заделки.
Отказы муфт и концевых заделок происходят в основном по следующим причинам:
— несвоевременность контроля электрических параметров при эксплуатации;
— дефекты монтажа и конструкций;
Таким образом, на основе выполненного анализа статистических данных было установлено следующее:
— наиболее опасный вид электроустановок — электропроводки и кабельные линии;
— объекты, которые чаще всего подвергаются пожарам от электроустановок и, в частности, от загорания электропроводок, — жилые дома, склады, базы, предприятия торговли и общественного питания (т. е. те объекты, на которых максимально сконцентрированы жизненно важные продовольственные и материальные ресурсы и уничтожение которых огнём непосредственно и наиболее быстро сказывается на благосостоянии и жизненном уровне народа);
— самые опасные виды аварийных режимов электросетей, создающие наибольшую вероятность возникновения пожаров, —КЗ и перегрузки.
