CC BY
13
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН 1В ЕР СИ ТЕ ТУ
2005 р. Внп. Л» 15
УДК 621.314
12 3
Гудим В.1. Рудик ЮЛ. , Столярчук П.Г.
КОНТРОЛЬ НАД1ЙНОСТ1 ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ СОЩАЛЬНО-ПОБУТОВНХ
БУД1ВЕЛБ
Проводиться дослЬдження на предмет надшностЬ з погляоу ножежног безпеки електричних мереж, якг полягають у тому, що розробляються методологЬчт засади та техтчт засоби контролю стану електричних мереж житлових, адмЬтс-тративних, побутових та громадських будгвель. Зги)но з нашими розробками ре-комендуеться здшснювати контроль стану побутових електромереж не лише на стади введения в експлуатащю, а й перюдично тд час IIекснлуатаци. Такий шдхгд дозволяе здшснювати дгагностику та контроль стану електромереж з викорис-таннялЬ неруйтвних методгв.
Зниження надшностч побутових електромереж призводить до виникнення пожеж з! знач-ними матер1альними 1 навггь людськими втратами
За даними Центру пожежно! статистики при Млжнародному техшчному комггет! ¡з запо-
бнання I гасшня пожеж, на тепершнш час понад 50 % вщ загально1 юлькост! пожеж р!зного
з
походження виникае у будинках (з яких А трапляеться у житлових будинках). Наприклад, в 1997 рощ таи пожеж1 склали: у Великобриташ1 — 61,9 %; уСША — 73,7 %; у Росшськш Феде-раци - 83,9 %; у Новш Зеланди - 96,1 %; в 1ндонез11 - 62 %; в Укра!ш (за статистичними даними 2003 р.) - 71,2 % [1,3]. Пожеж! в житлових будинках, як правило, супроводжуються заги-беллю людей та матер1альними збитками в обсягах десятые ммьйошв долар1в на рж.
У 1997 рощ у США, Великобриташ1 та Росшськш Федераци, на яи припадае быьше чве-ри умх загиблих вщ пожеж на планет!, шд час пожеж у житлових будинках загинуло 87,1 % вщ умх загиблих на пожежах у цих крашах. К|лм того, пожеж1 електричного походження в житлових будинках у Великобриташ1 складають 45 %; в Австр11 - 53,65 % [3].
Пожеж! вщ електричних вироб1в у загальнш кшькост! пожеж в УкраУш мають значну питому вагу I знаходяться на другому м1сщ шсля пожеж, спричинених необережним поводжен-ням з вогнем. 1з 1999 по 2003 роки частка пожеж вщ електричних вироб1в коливалася в межах вщ 20,4 % до 25,6 %, з них быя 40 % виникали через несправност! електрон,роводок[1].
Постановка задачг
Вщомо, що тривала експлуатащя електромереж!, виконано!" з алюмппевих провщниюв, в умовах впливу волоНсних I температурних коливань призводить до змши фтпних парамет|лв провщника, зокрема, твердий електротехшчний алюмшш перетворюеться у порошкопод1бний, за рахунок чого зростае ошр мереж!. Контактш з'еднання мщних провод1в за допомогою гвин-тових кршлень пщ час експлуатащ1 у значнш м!р! окислюються, що е причиною зростання опору контактного з'еднання.
На практищ зустр1чаються випадки виконання електропроводок з мШ та алюмшш. У мь сцях з'еднання таких провод1в утворюеться гальвашчна пара, внаслщок чого вщбуваеться при-швидшене окисления обох провщниюв у \псця\ контактних з'еднань.
Перел1чеш явища знижують надшшсть електромереж в щлому, призводять до втрат еле-ктроенерт через вщцлення надлишкового тепла у м!сцях пщвищеного перехщного опору з'еднань провод1в, а також становлять пожежонебезпечш режими роботи електрообладнання.
Льв1вський шститут-пожежно1 безпеки МНС Укра'ши, д-р техн. наук, проф.
2
Льв1вський шститут пожежно!" безпеки МНС Укра'ши, викладач
з
НУ "Льв!вська полггехшка", д-р техн. паук, проф.
Проблем! надшностч електричних мереж житлових, адмппстративних, побутових та громадських буд1вель, у по|лвнянш з мережами промислових пщприемств, надаеться мало уваги. Надшшсть цих мереж у бктьшосп випадюв розглядаеться в сенс! IX знеструмлення через неполадки елементчв мереж або пошкодження ¡золяци. Разом з тим, ¡снуе гостра проблема надшно-ст1 вказаних електромереж з погляду IX пожежно! небезпеки. На ниш ефективних техшчних ршень та засоб1в для забезпечення контролю !х пожежно! безпеки немае, а науков1 дослщжен-ня у цьому напрямку практично не здшснюються [1-3].
Розе 'язки ¡адач'г
Правилами пожежно! безпеки забороняеться виконувати з'еднання в електропроводках шляхом скручування жил електричних провод1в м1ж собою (скрутки), осюльки таи з'еднання е низько надшш 1 характеризуються значними перехщними опорами. Однак через низьку вико-навчу дисциплшу електротехшчного персоналу, втручання неквал1фжованих о<мб або власни-ив житла, вщсутшсть коробок для розгалуження електромереж необхщно! конструкцн на прак-тищ часто вживають скрутки, причому для достатньо велико! млькосп провщниюв, ян здатш н;1Г|лв;1тися через значш перехщш опори до пожежонебезпечних температур.
Нами виконуються дослщження величини перехщних опо|лв з'еднань в електромережах, яш полягають у тому, що розробляються методи та техшчш засоби контролю стану електричних мереж житлових, адмппстративних, побутових та громадських буд1вель.
За отриманими результатами рекомендуеться здшснювати контроль стану побутових електромереж не лише на стад!! введения в експлуатащю, а й перюдично пщ час !х експлуата-цп.
Такий пщхщ дозволяе здшснювати д1агностику стану електромереж з використанням не-руйшвних метод1в.
Отримат результаты
Таким чином, з метою запобн'ання пожеж в електричних мережах сощально-побутових буд1вель необхщно здшснювати д1агностику техшчного стану чинних електромереж та вщпо-вщну перев1рку нових перед введениям !х в експлуаташю.
Разом з тим для належно! оцшки стану електромереж потр1бно мати реальш значения перехщних опо|лв з'еднань р1зного вигляду та матер1ал1в провщниюв (мщь 1 алюмшш). 3 щек» метою авторами виконано багаточисельш вишрювання значения перехщних опор1в з'еднань провод1в, сполучених у вигляд1 скрутки та гвинтами через контактну пластину, за допомогою цифрового омметра Щ-34 класуточност1 0,05 для даного д1апазону вишрювань.
Марки електричних провод1в з мщними та алюмппевими жилами для дослщжень було вибрано з тих, яи найчастпие застосовуються для прокладання стащонарних внутр1шшх електромереж буд1вель. Перер1з жил визначався з мппмально допустимих (1,5 мм - для мщних, 2,5 мм - для алюмппевих) згщно норм 1 правил [4] для прокладання у житлових, адмппстратив-них, побутових та громадських буд1влях, осыльки у цьому випадку найвища ¡мов1ршсть утво-рення великого перехщного опору з'еднання електропроводок.
Для отримання достов1рних результате було змонтовано по 1200 вз1рщв довжиною 50 мм з'еднань скруткою та гвинтових через контактну пластину. Для кожного ¡з вказаних з'еднань здшснено вишрювання величини перехщного опору, що дозволило отримати усеред-неш значения на пщстав1 триразового вишрювання кожного з'еднання. Максимальш, середш та мппмальш значения перехщних опор1в вказаних з'еднань 1 параметри статистично! обробки результате вишрювань наведено у таблиц! 1.
Контролювався питомий ошр проводу кожно! марки шляхом вим1рювання опору 10 вз1р-щв довжиною 1 метр згщно вимог ГОСТ 22483-90 [5]. Отримаш результата знаходяться в межах допустимого розкиду значения опору для вщповщного класу жили Н 2.
Разом з тим важливо було отримати розкид значень перехщних опо|лв для вказаних з'еднань, який пщлягае нормальному закону розпод1лу [б]. Для практичних шлей розкид е дуже важливим, осыльки величина перехщного опору може змшюватися пщ час експлуатацн та за-лежно в]д кшькост1 виконаних з'еднань тим чи мим способом в межах одше! мережь
Та'блиця 1 - Результата вим1рювань переходного опору з'еднань електричних проводив
Марка провод1в Результата вишрювань
Максима- льне значения, Ом Середие значения, Ом Нормова-ие значения, Ом МЫмаль-не значения, Ом Дисперс1я
З'еднання скруткою
ППВГ1х1/ППВГ1х1 0,21 0,014472 0,00446 0,0045 0,0000251
ПВ1х1,5/ПВ1х1,5 0,068 0,003399 0,00145 0,001 0,00000095
ШВПН1 х 1,5/ШВПН 1x1,5 0,054 0,004713 0,00169 0,002 0,00000228
ПВГ1х2/ПВГ1х2 0,007 0,004904 0,00139 0,003 0,00000309
ПВ1х1,5/АПВ1х2,5 0,028 0,008368 — 0,001 —
АПВ 1x2,5/АПВ 1x2,5 2,275 0,059504 0,00194 0,003 0,000828
АПВ1х4/АПВ1х4 0,73 0,05089 0,00104 0,002 0,000621
АПВ1 хб/АПВ 1 хб 0,042 0,01907 0,00072 0,001 0,000084
Повтори! вим]рювання че эез 6 м1Сяцш
АПВ 1х2,5/АПВ 1x2,5 2,64 0,139745 0,00194 0,004 0,004748
АПВ 1х4/АПВ 1x4 0,979 0,160292 0,00104 0,003 0,00634
АПВ 1 хб/АПВ 1x6 0,098 0,02159 0,00072 0,002 0,000109
ПВ1х1,5/АПВ1х2,5 0,054 ' 0,006027 — 0,002
З'еднання гвинтом
ППВГ1 х1/ППВГ1 х1 0,019 0,009225 0,00446 0,006 0,00000568
ПВ1х1,5/ПВ1х1,5 0,004 0,003333 0,00145 0,003 0,00000089
ШВПН 1 х 1,5/ШВПН 1x1,5 0,01 0,00483 0,00169 0,0025 0,00000246
ПВГ1х2/ПВГ1х2 0,006 0,004542 0,00139 0,004 0,00000248
ПВ1 х1,5/АПВ 1 х2,5 0,0045 0,0034 — 0,003 —
АПВ1х2,5/АПВ1х2,5 0,021 0,00527 0,00194 0,002 0,00000277
АПВ 1 х4/АПВ 1 х4 0,006 0,003917 0,00104 0,002 0,00000207
АПВ 1 хб/АПВ 1x6 0,006 0,00375 0,00072 0,003 0,0000023
Повтори! вим1рювання че рез 6 мк:ящв
АПВ 1x2,5/АПВ 1x2,5 0,025 0,00646 0,00194 0,0025 0,00000511
АПВ 1 х4/АПВ 1 х4 0,008 0,005127 0,00104 0,002 0,00000418
АПВ 1 хб/АПВ 1x6 0,007 0,00405 0,00072 0,003 0,00000277
ПВ 1x1,5/АПВ 1x2,5 0,005 0,00368 — 0,003 —
На рисунку 1 подана лшшна пстограма значень дисперси вишряного та нормованого опору для з'еднань скруткою та гвинтом. '!х по|лвняльний анализ для р1зних марок провод1в вказуе на зростання розкиду значень опору перехщних з'еднань, виконаних методом скручу-вання.
К|лм того, виконано вишрювання опо|лв перехщних контакте з'еднань провод1в через певний час шсля перебування пщ струмовим навантаженням, зокрема, через 6 мгсящв. На пщстав! обробки отриманих результате вишрювань встановлено, що розкид значень опору перехщних з'еднань, виконаних методом скручування зростае на порядок (рис. 2) .
Отримаш результата пщтвердили припущення про те, що пщ час експлуатащ! побутових електромереж е необхщшсть здшснювати перюдичш контрольш вишрювання IX опору з метою д!агностики техшчного стану, що дозволить знизити юльюсть загорань через попршення якоси з'еднань електропроводок, а також зменшить додатков! втрати електроенерт, яка йде на нагрЬ вання \iicub контактних з'еднань ¡з пщвищеними перехщними опорами. При цьому у протоколах вим1рювань дощльно фжсувати не лише результат вим1рювань опо|лв, а й змши '!х величин у контрольованих мережах житлових, адмпнстративних, побутових та громадських буд!вель.
Другим параметром контролю е вишрювання впливу на мережу чотирикратного корот-кочасного ¡мпульсу напруги, що дозволить проконтролювати техшчний стан ¡золяци мереж!.
В1дхнл(нкя эначань опару з'еднань вщ нормованих
wiflB! ï4.;Al",ei.J
w418U2;M41BU2,S АЛШ&АПВКБ
Z АПВ1кМАПВЫ
«
с
S Wieb2,5iAneii3.5
i
3
пвп12/пеп>2
Ш8ПН111,5ШШПН111^ nE3ii,5rtieimi
ппвпч,т1пап<1
о aooi оде ода о да одк ода ода
Ш19Ш1
Оскрутга JW - ПОПОрЧв химфчдоиия)
огф ОДшно «рулш дислирс1я
tu* 1^днанн1 гитам
Рис. 1 - Вщхилення значень onopie з'еднань гвинтом та скруткою вщ нормованих значень перехщного опору контактних з'еднань
Рис. 2 - Вщхилення значень onopie з'еднань гвинтом та скруткою вщ середHix значень перехщного опору контактних з'еднань через 6 мгсящв (W - повторш в и м i р и )
Висновки
1. Дослщження та вим1рювання параметр1в з'еднань електричних провод1в для примпцень з нормальними умовами подтвердили, що за перюд витримки 6 мгсящв дисперЫя значень перехщ-них onopie з'еднань провод1в скруткою практично bcîx и ¡ipniii зростае майже в десять раз1в.
2. За аналопчний перюд значения дисперси перехщних onopie гвинтових з'еднань через контактну пластину за тих самих умов зросло приблизно в 1,2 рази.
3. Отримаш результата пщтвердили необхщшсть розробки методологи та нормативного врегулювання питания контролю техшчного стану побутових мереж з метою пщвищення ïx на-дшност1 та запобнання виникнення пожежонебезпечних режишв роботи в електропроводках.
Перелш посилань
1. Гудим B.I. Аналгз стану та причин виникнення пожеж електричного походження у побуто-вому ceKTopi / B.I. Гудим, Ю.1. Рудик, П.Г. Столярчук II 36. наук. пр. Л1ПБ. - Л bei в: СПОЛОМ, 2004. - №5. - С-172-174.
2. Кравченко P.ï. Оцшювання пожежонебезпечност1 електротехшчних Biipooie / P.I. Кравчен-ко!I Бюлетень пожежнсн безпеки, Пожежна безпека. — 2002. - № 2.
3. Брушлинский H.H. К 100-летию КТИФ. Мировая пожарная статистика в конце XX века / Я. Я Брушлинский, C.B. СоколовИ Отчет № 6 Центра пожарной статистики КТИФ. - Академия Государственной противопожарной службы МВД России. -М ., 2000.- 76 с.
4. ДНАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спещальних установок - К.: Укрархбудшформ, 2001.- 120с.
5. ГОСТ 22483-90 Жилы то ко про водящие медные и алюминиевые для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования. - Введ. 01.01.91. - М.: Издательство стандартов, 1990. - 12 с.
6. Грановский В.А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях / В.А. Грановский, Т.Н. Сирая - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 288 с.
Стаття надшшла 16.02.2005
