ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ ПРИ АНАЛИЗЕ ПРОЦЕССОВ ТУШЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Чистяков Т. И.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ ПРИ АНАЛИЗЕ ПРОЦЕССОВ ТУШЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ

В статье рассмотрены электрические процессы, возникающие на месте тушения электроустановок под напряжением, а также описаны электрические схемы: эквивалентные и замещения комплексных сопротивлений в струях огнетушащих веществ, насосно-рукавных системах пожарных автомобилей и теле пожарного.

Ключевые слова: электроустановка, теория электрических цепей, комплексное сопротивление, эквивалентная схема, схема замещения, автомобиль пожарный многоцелевой, температурно-активированная вода, левитирующая пена.

При тушении пожаров электроустановок (ЭУ) под напряжением личный состав, пожарно-техническое оборудование и пожарная техника находятся в зоне действия электромагнитных полей, излучаемых ЭУ переменного тока. Электромагнитную обстановку на месте пожара можно описать, используя уравнения классической электродинамики, в основе которой лежат как уравнения Максвелла, так и материальные уравнения линейной изотропной среды [1]. Применяя эти математические равенства, можно найти протекающие токи и наводимые потенциалы в любом физическом теле, находящемся в электромагнитном поле, создаваемом ЭУ под напряжением, в том числе в организме пожарного, струях огнетушащих веществ (ОТВ), пожарно-техническом оборудовании, насосно-рукавных системах, пожарной технике и т. п. Однако такой подход

хотя и учитывает множество факторов, влияющих на конечный результат, и позволяет найти точные решения, но ведёт к необходимости анализа сложной системы дифференциальных уравнений.

Для решения задачи нахождения тока, протекающего через струю ОТВ и ствольщика, держащего пожарный ствол, применим частный подход, основанный на ряде упрощений и допущений, но позволяющий с большой степенью достоверности получить требуемый результат. С этой целью необходимо составить упрощённую эквивалентную электрическую схему (рис. 1), описывающую пути протекания тока от источника (ЭУ переменного тока) через струю ОТВ, пожарного, стоящего на земле (токопроводящая поверхность), заземлённый пожарный ствол, насосно-рукавную систему, заземлённый корпус пожарного автомобиля.

Для анализа распределения комплексных напряжений и токов, протекающих через комплексные сопротивления эквивалентной электрической схемы, возможно применить методы, описанные в теории цепей и теоретических основах электротехники [2, 3]. На электрической схеме изображены комплексные сопротивления, токи и напряжения, так как анализ проводится для синусоидального переменного электрического тока частотой 50 Гц.

и

и

Е

5

и

и

Рисунок 1. Эквивалентная схема электрической цепи, возникающей при тушении электроустановок переменного тока под напряжением

Полные комплексные сопротивления 2. электрических цепей, изображённых на эквивалентной схеме, описываются следующей формулой [2, 3]:

2 . = Я . + ¡X ,

1 I Р

ХЬ - юЬ;

х =

юС'

где ю - угловая частота, рад./с; Ь - индуктивность, Гн; С - ёмкость, Ф.

Вклад, вносимый реактивным сопротивлением X. в общее комплексное сопротивление 2., сильно зависит от индуктивности, ёмкости и угловой частоты ю:

ю - 2л/,

лем имеется электрическая ёмкость, и в общем случае её можно определить по формуле:

(1)

С — 8£0 ,

(5)

где Я. - активное сопротивление, Ом; X . - реактивное сопротивление, Ом.

Реактивное сопротивление может иметь как индуктивный (2), так и ёмкостной (3) характер:

(2)

(3)

(4)

где / - частота переменного тока, Гц.

Чаще всего промышленные ЭУ, применяемые на объектах электроэнергетики, работают с синусоидальным переменным электрическим током частотой 50 Гц. Значение этой частоты невелико и при малых величинах ёмкости и индуктивности может внести незначительный вклад в общее сопротивление электрической цепи. Но даже незначительное изменение комплексного сопротивления электрической цепи при наличии высокого напряжения (тушение ЭУ свыше 1 кВ) может вызвать большое изменение величины протекающего электрического тока. Это обстоятельство требует тщательного анализа резистив-ных, ёмкостных и индуктивных составляющих комплексных сопротивлений 2 электрических цепей, изображённых на рисунке 1.

Комплексное сопротивление пожарного автомобиля Z1 с подключенным к его корпусу заземляющим устройством. Нижняя часть корпуса пожарного автомобиля, расположенная на некотором расстоянии от земли и параллельно ей, имеет определённую площадь поверхности. В этом случае между землёй и пожарным автомоби-

где С - ёмкость между землёй и пожарным автомобилем, Ф; в - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха; в0 ~ 8,85-10-12 -абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; 5 - площадь поверхности нижней части корпуса пожарного автомобиля и поверхности земли под ним, м2; d - расстояние между нижней частью корпуса пожарного автомобиля и землёй, м.

Заземляющее устройство пожарного автомобиля, выполняющее электрозащитные функции, состоит из заземляющего проводника и заземлителя. Заземляющий проводник одним концом соединён с корпусом пожарного автомобиля, а другим - с заземлителем. Заземляющий проводник, длина которого может составлять несколько метров, изготовлен из многожильного медного провода с суммарным диаметром жил не менее 10 мм2. При большой длине заземляющего проводника /»г в комплексное сопротивление 21 вносится индуктивная составляющая [4]:

1.= *, 2п

{ г 1 1 1 V ' 4 У

(6)

где д0 « 1,25663706-10-6 - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, Гн/м; де -относительная магнитная проницаемость внешней среды; I - длина проводника, м; г -радиус сечения проводника, м; д. - относительная магнитная проницаемость материала проводника.

При тушении ЭУ на объектах энергетики в качестве заземлителя, как правило, служит стационарный контур заземления, изготовленный по ГОСТ 12.1.030-81 [5]. Контур заземления должен соответствовать требованиям по сопротивлению:

- не более 4 Ом для ЭУ напряжением до 1 кВ;

- не более 0,5 Ом для ЭУ напряжением свыше 1 кВ.

При отсутствии стационарного контура заземления пожарных машин используют

R = - р,

(7)

Рисунок 2. Электрическая схема замещения комплексного сопротивления С1 - ёмкость между корпусом пожарного автомобиля и землёй; Я1 - резистивное сопротивление заземляющего устройства; - индуктивность заземляющего проводника

временные заземлители (электрод, находящийся в контакте с землёй) с сопротивлением не более 15 Ом.

Изложенные факты позволяют сделать предположение, касающееся характера комплексного сопротивления и схемы его замещения (рис. 2), содержащей резистивный элемент, ёмкость и индуктивность.

Комплексное сопротивление 1г насосно-рукавной системы пожарного автомобиля при тушении ЭУ под напряжением. Магистральные и рабочие рукавные линии, подключаемые к патрубку пожарного насоса, образуют рукавную систему, оканчивающуюся пожарным стволом, которым работает пожарный. Рукавным линиям, заполненным ОТВ, свойственно наличие определённых геометрических параметров (площадь сечения, длина, цилиндрическая форма). Так как в воде, используемой в данном случае в качестве ОТВ, имеются ионы солей и минералов, она обладает удельным электрическим сопротивлением, которое можно найти по следующей формуле [2]:

где I - длина рукавной линии, м; 5 - площадь сечения рукавной линии, м2; р - удельное сопротивление ОТВ в рукавной линии, Ом-м.

ТЕМПЕРАТУРНО-АКТИВИРОВАННАЯ ВОДА (TAB) - ПАРО-КАПЕЛЬНАЯ СМЕСЬ, ПОЛУЧЕННАЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ МГНОВЕННОГО ПЕРЕХОДА НЕДОГРЕТОй ВОДЫ В ОБЛАСТЬ МЕТАСТАБИЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВЗРЫВНОГО ВСКИПАНИЯ.

ЛЕВИТИРУЮЩАЯ ПЕНА (ЛП) - ПАРО-КАПЕЛЬНАЯ СМЕСЬ,

ПОЛУЧЕННАЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ МГНОВЕННОГО ПЕРЕХОДА

В ОБЛАСТЬ МЕТАСТАБИЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ

И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ВЗРЫВНОГО ВСКИПАНИЯ РАСТВОРА

ИЛИ СМЕСИ (ЭМУЛЬСИИ) НЕДОГРЕТОЙ ВОДЫ И ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ.

Ранее в статье [6] отмечалось, что струи температурно-активированной воды (ТАВ) и левитирующей пены (ЛП) могут обладать проводимостью ниже, чем у тонкораспылённой воды. Их применение для тушения пожаров ЭУ под напряжением имеет ряд преимуществ. С 2009 года в подразделениях МЧС России используется многоцелевой пожарно-спасательный автомобиль с установкой пожаротушения ТАВ (АПМ), с помощью которого подаётся температурно-активированная вода и левитирующая пена (рис. 3).

Рукава, входящие в комплект АПМ, армированы каркасом из стальной проволоки

С

R

L

Рисунок 3. Многоцелевой пожарно-спасательный автомобиль с установкой пожаротушения температурно-активированной водой: а - АПМ 3-2/40-1,38/100-100(43118) мод. ПиРо3(ПиРо4)-МПЗ; б - струи температурно-активированной воды

Я21

ссь

Я22

ссь

I

Рисунок 4. Электрическая схема замещения комплексного сопротивления R и Я22 - резистивные сопротивления первого и второго соединённых рукавов; Я23 и R24 - резистивные сопротивления утечки тока на землю первого и второго соединённых рукавов; 121 и 122 - индуктивности первого и второго соединённых рукавов; С и С22 - ёмкости первого и второго соединённых рукавов относительно земли

и выполнены из высокопрочной и термостойкой резины. Для соединения рукавов АПМ предусмотрены соединительные головки «Кам-лок», которые гальванически связаны с оплёткой [7]. Благодаря этому собранная рукавная линия АПМ образует единую электрическую цепь, и её стальная армирующая оплетка обладает некоторым суммарным сопротивлением, образующим параллельное соединение с сопротивлением воды в рукавной системе. Эту особенность нужно учитывать при составлении электрической схемы замещения рукавной системы АПМ. Для рукавных линий обычной пожарной автоцистерны справедливы рассуждения, изложенные ниже.

Из-за протяжённости рукавной линии, заполненной токопроводящим ОТВ, она может обладать дополнительной индуктивностью, которую можно найти по формуле (6). Рукавные линии лежат на поверхности земли, и их токопроводящее ОТВ и (или) металлический проволочный каркас армирования (при наличии) вместе с поверхностью земли могут образовывать дополнительную электрическую ёмкость [8]:

С =

2л880/

1п " 1 2

-1

[Г V

(8)

от центра рукавной линии до земли, м; г -радиус ОТВ в сечении рукавной линии, м.

Рукавная линия, состоящая из рукавов, соединённых между собой с помощью рукавных головок и лежащая на земле, образует с ней электрический контакт, обладающий электрическим сопротивлением, которое тоже необходимо учитывать при составлении схемы замещения комплексного сопротивления 2Т Схема замещения рукавной линии, состоящей из двух одинаковых рукавов, показана на рисунке 4.

Комплексное сопротивление Z3 заземляющего устройства пожарного ствола. Как и в случае защитного заземления пожарного автомобиля, пожарные стволы при тушении ЭУ под напряжением подключают к стационарному контуру заземления, сопротивление которого нормировано по ГОСТ 12.1.030-81 [5]. При большой длине заземляющего проводника его индуктивность можно найти по формуле (6). Электрическая схема замещения комплексного сопротивления будет содержать резистивный и индуктивный элементы (рис. 5).

Комплексное сопротивление Z4 пожарного, работающего со стволом. В сравнении с уже рассмотренными объектами (длина заземляющих проводников и рукавов, площадь нижней части

о-

-о

где в - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха; в0 ~ 8,85-10-12 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; I - длина рукавной линии, м; И - расстояние

Рисунок 5. Электрическая схема замещения комплексного сопротивления 13: R3 - резистивное сопротивление заземляющего устройства; L3 - индуктивность заземляющего проводника

я

I

3

корпуса пожарного автомобиля) следует определить только резистивное сопротивление тела человека, индуктивностью и ёмкостью можно пренебречь вследствие того, что величина некоторых физических параметров (площадь поверхности тела, средний рост человека) невелика. Электрическое сопротивление пожарного будет складываться из следующих сопротивлений: кожи, тела (без кожного покрова) и применяемых изолирующих средств (перчатки и боты диэлектрические).

Тело человека в основном состоит из жидкости (по некоторым данным 75 % воды от общей массы тела), насыщенной ионами металлов, солей и минералов. По этой причине электрическое сопротивление человеческого тела без кожных покровов относительно невелико и составляет величину, приблизительно равную 1 кОм. Даже это сопротивление может меняться как в большую, так и в меньшую стороны в зависимости от множества факторов (утомляемость, раздражённость, состояние здоровья и т. п.). Основные изолирующие свойства выполняет кожа человека. Её сопротивление колеблется от 10 до 300 кОм и зависит от состояния кожи. Так, у кожи, поражённой болезнью или ранением, загрязнённой и увлажнённой, проводимость выше, чем у здоровой, чистой и сухой.

Электрозащитные средства, используемые при тушении ЭУ (перчатки и боты диэлектрические), согласно СО 153-34.03.603— 2003 [9], должны обладать следующим сопротивлением (не менее): перчатки - 1 МОм; боты - 2 МОм. Эти средства должны проходить периодическую проверку в специализированной электротехнической лаборатории, где контролируемым параметром является электрическое сопротивление материала, из которого они изготовлены (латексная резина).

Вследствие этого комплексное сопротивление 14 на схеме замещения можно заменить суммой резистивных сопротивлений тела пожарного, его кожи и электрозащитных средств:

I. = я. = я + я + я + я, .

4 4 тело кожа перчатки боты

Комплексное сопротивление 1Ъ , характеризующее контакт ЭУ с землей. Определение характера этого сопротивления сильно зависит от вида и технических особенностей ЭУ (трансформатор, реактор, распределительное устройство,

линия электропередач, компенсатор реактивной мощности и т. п.). Кроме того, существенную роль играет вид электрической сети: количество фаз и тип нейтрали. По этим причинам определить характер комплексного сопротивления и вид схемы замещения можно лишь приблизительно.

Токоведущие части ЭУ под напряжением переменного тока создают электрические и магнитные поля. Суммарная протяжённость и площадь поверхности токоведущих частей позволяют говорить об их индуктивности и ёмкости. Вместе с тем изоляция ЭУ обладает конечным резистивным сопротивлением. При тушении пожара ЭУ, если в качестве ОТВ используются составы на основе воды, изоляция повреждается и намокает, что уменьшает и сводит к нулю её сопротивление. Стекающая с ЭУ вода попадает на землю и увлажняет её, что способствует растеканию тока и появлению поверхности с повышенной проводимостью. Вокруг ЭУ образуется зона шагового напряжения. Это обстоятельство увеличивает риск поражения электрическим током личного состава, ликвидирующего пожар. По этим причинам резистивное сопротивление на схеме замещения комплексного сопротивления 16 (ЭУ с изолированной нейтралью) может быть суммой сопротивлений: изоляции, стекающей на землю воды и увлажнённой земли вокруг ЭУ. В этом случае резистивное сопротивление, характеризующее контакт ЭУ с землёй, можно выразить следующим образом:

я6 = я + я + я .

6 изоляция стекающая вода влажная почва

(10)

Электрическая схема замещения комплексного сопротивления 16 будет иметь в своем составе резистивный элемент, ёмкость и индуктивность (рис. 6).

Для электроустановок с глухо заземлённой нейтралью (сеть напряжением 220 В)

(9)

Рисунок 6. Электрическая схема замещения комплексного сопротивления 16:

с6 - ёмкость между токоведущими частями и землёй; я6 - суммарное резистивное сопротивление изоляции, воды и земли; 16 - индуктивность токоведущих частей

С

н

I

<>-о

Рисунок 7. Электрические схемы замещения электроустановки с внутренним сопротивлением Яв[ и протекающим комплексным током 15 при использовании:

а - идеального источника комплексного тока ЛЭУ; б - идеального источника комплексного напряжения ЕЭУ

R

E

j»

R

Е

б

а

комплексное сопротивление Z6 представляет собой резистивное сопротивление рабочего контура заземления ЭУ, а ёмкостной и индуктивный характер Z6 можно не учитывать.

ЭУ переменного тока - источник комплексной электродвижущей силы (ЭДС) E и комплексного максимального тока /max. Реальный источник ЭДС обладает внутренним сопротивлением, являющимся частным от деления ЭДС на максимальный ток, протекающий под внешней нагрузкой. Необходимо отметить, что в промышленных ЭУ максимальный ток, которые они могут выдавать, может быть на несколько порядков больше допустимого, который может неощутимо протекать через тело человека (ток менее 0,5 мА [10]). На рисунке 1 это ток /4. Таким образом, можно предположить, что при соотношении токов /тах »/4 внутреннее сопротивление источника ЭДС R ^ 0 (рис. 7).

Комплексное сопротивление Z5 струи ОТВ, подаваемой из пожарного ствола, зависит от геометрических параметров (длина, форма - цилиндр, конус, параболоид и т. п.). Струя ОТВ, кроме того, обладает электрическим сопротивлением и индуктивностью, а также между стволом и ЭУ существует электрическая ёмкость, на которую влияет относительная диэлектрическая проницаемость ОТВ. В простейшем случае при цилиндрической форме струи, её непрерывности и цельности по всей длине сопротивление можно вычислить по формуле (7), индуктивность - по формуле (6), ёмкость - по формуле (5). Электрическая схема замещения струи ОТВ показана на рисунке 8.

Формулы (5-7) в представленном виде не подходят для вычисления сопротивления, ёмкости и индуктивности для струй ТАВ и ЛП, так как форма струи этих ОТВ отличается от цилиндрической, а состав струй представляет из себя гетерогенный поток с полидисперс-

ной жидкой и монодисперсионной паровой средами. По этим причинам для определения тока утечки через струю ТАВ и ЛП необходимо провести исследование на предмет определения резистивного сопротивления, ёмкости и индуктивности этих ОТВ. Учитывая соединение элементов в схеме замещения комплексного сопротивления Z5, его значение можно определить при использовании формул (1-3) [2]:

к ;

_(/?5+ZJ(ZcJ_ с

-J

соСс

Я5 +Zu+Zc

Rs+j

(11)

coL

(oL

'5 J

После некоторых преобразований возможно получить значение комплексного сопротивления Z5 в алгебраической форме:

_ /?5 -ЧР + М

5 со2С5Р + 1 ш2С5 р + Г

Zc =

(12)

При использовании формулы Эйлера значение комплексного сопротивления Z5 в показательной форме будет иметь следующий вид:

Рисунок 8. Электрическая схема замещения комплексного сопротивления д.:

я5 - суммарное резистивное сопротивление струи огнетушащего вещества; с5 - ёмкость между срезом сопла ствола и электроустановкой; 15 - индуктивность струи огнетушащего вещества

С

R

L

Е

ехр

шСЗ +2юС5Р+1

(13)

где р = С5/?52+ю2С54-24.

Алгебраическую или показательную форму записи для всех комплексных сопротивлений I на эквивалентной электрической схеме можно найти, используя аналогичный подход (см. рис. 1). При помощи первого и второго законов Кирхгофа [2, 3] составляется система уравнений, решая которую можно найти комплексные токи и напряжения в ветвях эквивалентной электрической схемы:

и3-и2-и,=О и3-и,=о ;

и4-и5-иб=Е

[/3+/4-/5=о 1/1+/2-/3=0'

и4=14г4

где и2=1хг2; и5=15г5.

из —

и6=15г6

земляющего устройства пожарного ствола и образует общее комплексное сопротивление 1общ, рассчитываемое по формуле

^общ

(Z1+Z2)Zз

(15)

(14)

После подстановки значений комплексных сопротивлений I. получится довольно сложная система уравнений, решение которой целесообразно искать, применяя численные методы при помощи ЭВМ. Кроме того, для использования этой методики для нахождения токов и напряжений с заданной степенью точности и достоверности требуется проведение дополнительных исследований (уточнение схем замещения комплексных сопротивлений определение резистивных, ёмкостных и индуктивных компонентов).

ВЫВОДЫ ИЗ АНАЛИЗА ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

1. Комплексное сопротивление 11 пожарного автомобиля с подключённым к его

корпусу заземляющим устройством и комплексное сопротивление 12 насосно-рукавной системы пожарного автомобиля при тушении ЭУ под напряжением включены в последовательную цепь, которая подключена параллельно комплексному сопротивлению за-

Через I, протекает комплексный ток

общ

/3, и на нём происходит падение напряжения 03 = и4. Изменение 1общ в интервале от нуля до бесконечности приводит к изменению тока /3 от бесконечности до нуля. Иными словами, любое значение сопротивления 1общ приводит только к увеличению тока /3 и пропорциональному снижению тока /4, протекающему через пожарного в полном соответствии с системой уравнений (14).

2. Согласно формуле (9) и в соответствии с законом Ома, чем выше сопротивление тела пожарного 14, тем меньший ток /4 будет через него протекать. Применение электрозащитных средств (боты и перчатки диэлектрические) снижает величину тока /4 и опасность поражения им.

3. Увеличение комплексного сопротивления 16, характеризующего контакт ЭУ с землёй от нуля до бесконечности, снижает величину тока /5 от бесконечности до нуля (в соответствии с законом Ома).

ОГРАНИЧЕНИЯ И ДОПУЩЕНИЯ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ ПРИ ПРОТЕКАНИИ ТОКА ЧЕРЕЗ СТРУИ ОТВ

1. Сопротивление насосно-рукавной системы бесконечно велико. Подобная ситуация возможна, если пожарный автомобиль не заземлён и ток через него и насосно-рукавную систему не протекает.

2. Если при тушении ЭУ под напряжением не используются электрозащитные средства и не заземляется пожарный ствол, тогда весь ток протекает через пожарного, сопротивление которого равно только сопротивлению его тела и кожи.

3. В ЭУ с глухозаземлённой нейтралью или при коротком замыкании токоведущих контактов ЭУ на землю сопротивление заземления ЭУ приближается к нулю.

Перечисленные допущения вполне возможны, так как описывают случай внезапного поражения электрическим током личного

состава при случайном попадании струй ОТВ на ЭУ под напряжением, когда задача её тушения вообще не ставилась или не являлась основной. Также такое может произойти вследствие пренебрежительного отношения к правилам охраны труда (отсутствие защитных заземлений и электрозащитных средств).

В связи с этим основной задачей становится исследование токопроводимости струй ОТВ, так как от этого будет зависеть величина тока, протекающего через пожарного. При этом эквивалентная электрическая схема (см. рис. 1) приобретёт упрощённый вид (рис. 9).

Рассчитать величину тока /5, протекающего через пожарного, возможно по следующей формуле, используя уравнения (14):

Л =

z5+z4

(16)

При нахождении комплексного тока /5, воспользовавшись формулами (12) и (13), необходимо учитывать тот факт, что комплексное сопротивление Z4, в соответствии с (9), носит чисто резистивный характер.

При использовании ТАВ и ЛП в качестве ОТВ и после нахождения величины тока утечки /5 необходимо сосредоточиться на преобразовании формул (6-8) для их применения

Рисунок 9. Упрощенная эквивалентная схема электрической цепи, возникающей при тушении электроустановок переменного тока под напряжением

к струям конической и параболической формы, а также на нахождении зависимости удельного сопротивления р, относительной диэлектрической проницаемости в и относительной магнитной проницаемости д. струй ТАВ и ЛП в зависимости от объемных концентраций в них капельной и паровой фаз. Необходимо к тому же установить зависимость объемных концентраций капельной и паровой фаз струй ТАВ и ЛП от давления, температуры и расхода ОТВ перед соплами стволов, входящих в комплектацию АПМ. Такой подход позволит не только описать физику процесса, но и установить оптимальные зависимости для минимизации тока утечки через струи ТАВ и ЛП.

U

E

ЛИТЕРАТУРА

1. Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебник для вузов. - 2-е изд., испр. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 558 с.

2. Попов В. П. Основы теории цепей: учебник для вузов. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2006. - 575 с.

3. Атабеков Г. И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи. Учебное пособие. - 7-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. - 592 с.

4. Физическая энциклопедия: В 5-ти т. Том 2. / под ред. А. М. Прохорова и др. - М.: Советская энциклопедия, 1990 -704 с.

5. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. - М.: Изд-во стандартов, 1981.

6. Чистяков Т. И., Роенко В. В., Пряничников В. А, Храм-цов С. П. Преимущества применения температурно-активиро-ванной воды и огнетушащих веществ на её основе, при тушении пожаров на объектах энергетики // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Пожаротушение:

проблемы, технологии, инновации». - М.: Академия ГПС МЧС России. - 2016. - С. 368-372.

7. Чистяков Т. И., Храмцов С. П., Пряничников А. В., Кар-мес А. П., Федяев В. Д. Конструкция, функционирование и аспекты применения автомобиля пожарного многоцелевого. Учебное пособие / под общ. ред. В. В. Бачкала. - Волгодонск: Волгодон-ский учебный центр ФПС МЧС России, 2015. - С. 134-141.

8. Демирчян К. С., Нейман Л. Р., Коровкин Н. В., Чечурин В. Л. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3. Теория нелинейных электрических и магнитных цепей. - 4-е изд., доп. - М.; СПб.: Питер, 2004. - 376 с.

9. СО 153-34.03.603-2003. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. - М.: Изд-во стандартов, 2003.

10. Бухаров А. И., Петунин В. В. Основы безопасной эксплуатации электроустановок. Учебник мин. обороны СССР / под ред. Н. С. Гаврилюка, А. И. Костеца. - М.: Военное издательство, 1989. - 271 с.

Chistyakov T.

CIRCUIT THEORY USE AT EXTINCTION PROCESS ANALYSIS OF LIVE ELECTRICAL INSTALLATIONS AT POWER ENGINEERING FACILITIES

ABSTRACT

Purpose. In the article electrical processes occurring in extinguishant streams, pump and hose systems, safety earthing, a fireman's body and electrical equipment during fire extinguishment of live electrical installations at power engineering facilities are considered.

Methods. The proposed strategy is based on the circuit theory and theoretical basic electrical engineering. The electric circuit analogy involving complex resistance is proposed for varying voltages and current analysis. Complex resistance analysis is carried out and equivalent circuits with inductive, capacitance and resistive elements are proposed.

Findings. The article suggests the method of theoretical analysis and description based on Kirchhoff's law of complex voltages and currents in extunguishant streams, pump and hose systems, safety earthing, a fireman's body and electrical equipment during fire extinguishment of live electrical installations at power engineering facilities. The study has proposed the formula for describing complex

resistance of extunguishant streams involving temperature-activated water streams.

Research application field. The described method and obtained theoretical data make it possible: to minimize electric shock risk for firemen, extinguishing live electrical installations; to develop technical facilities, extinguishing agents and ways of their delivery for safe and effective extinguishment of live electrical installations.

Conclusions. On the basis of the described method dependence of current flowing through the fireman's body on extunguishant streams current conductivity is proved. On the basis of the received data further study of extunguishant streams current conductivity used for extinguishing live electrical installations is proposed.

Key words: electrical installation, circuit theory, complex resistance, electric circuit analogy, equivalent circuit, multipurpose fire appliance, temperature-activated water, levitating foam.

REFERENCES

1. Petrov B.M. Elektrodinamika i rasprostranenie radiovoln [Electrodynamics and wave propagation]. Moscow, Goriachaya liniia - Telekom Publ., 2007. 558 p.

2. Popov V.P. Osnovy teorii tsepei: uchebnik dlia vuzov [Fundamentals of theory of circuits]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2006. 575 p.

3. Atabekov G.I. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki. Lineinye elektricheskie tsepi [Theoretical Foundations of Electrical Engineering. Linear electrical circuits]. St. Petersburg, Lan' Publ., 2009. 592 p.

4. Fizicheskaia entsiklopediia [Physical encyclopedia. Ed. by Prokhorov A.M. Vol. 2.] Moscow, Sovetskaya entsiklopediya Publ., 1990. 704 p.

5. State standard 12.1.030-81 Occupational safety standards system. Electric safety. Protective conductive earth, neutralling. Moscow, Standart Publ., 1981. (in Russ.).

6. Chistyakov T.I., Roenko V.V., Pryanichnikov VA., Khramtsov S.P.

The advantages of using a temperature-activated water and fire extinguishing substances based on it, to extinguish fires at power plants. Sb. mat-lov Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Pozharotushenie:problemy, tekhnologii, innovatsii» [Proc. of Inter.

sci.-pract. conf. "Firefighting: Issues, Technologies, Innovations"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2016, pp. 368-372.

7. Chistyakov T.I., Khramtsov S.P., Pryanichnikov A.V., Karmes A.P., Fedyaev V.D. Konstruktsiia, funktsionirovanie i aspekty primeneniia avtomobilia pozharnogo mnogotselevogo [The construction, operation and aspects of application fire multipurpose vehicle]. Volgodonsk, Volgodonsk Training Center of the Federal Fire Service Publ., 2015. 204 p.

8. Demirchyan K.S., Neiman L.R., Korovkin N.V., Chechurin V.L. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki. Tom 3. Teoriia nelineinykh elektricheskikh i magnitnykh tsepei [Theoretical Foundations of Electrical Engineering. Vol. 3. The theory of non-linear electric and magnetic circuits]. Moscow, St. Petersburg, Piter Publ., 2004. 376 p.

9. CO 153-34.03.603-2003. Instructions for use and testing of protective equipment used in electrical installations. Moscow, Standart Publ., 2003.

10. Bukharov A.I., Petunin V.V. Osnovy bezopasnoi ekspluatatsii elektroustanovok [Bases of safe operation of electrical installations]. Moscow, Voennoe Publ., 1989. 271 p.

TiMUR CHiSTYAKOV

Volgodonsk Training Center of the Federal Fire Service, Volgodonsk, Russia