Общая характеристика системы электрической защиты по предупреждению пожаров в АПК Краснодарского края

Д. А. НОРМОВ, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой "Пожарная безопасность и защита в чрезвычайных ситуациях" Кубанского социально-экономического института, г. Краснодар, Россия

В. Н. ЗАГНИТКО, канд. экон. наук, профессор, декан инженерного факультета Кубанского социально-экономического института, г. Краснодар, Россия

Е. А. ФЕДОРЕНКО, канд. техн. наук, доцент кафедры "Пожарная безопасность и защита в чрезвычайных ситуациях" Кубанского социально-экономического института, г. Краснодар, Россия

УДК 614.841.415

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ПОЖАРОВ В АПК КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Рассмотрены вопросы, характеризующие систему электрической защиты по предупреждению пожаров на примере АПК Краснодарского края. Анализ этой системы позволил сделать вывод, что это наиболее перспективные системы, построенные на основе устройств защитного отключения. Показано, что их применение позволяет обеспечить не только электробезопасность людей, но и пожарную безопасность электроустановок в отличие от традиционных систем электрической защиты, построенной на основе зануления.

Ключевые слова: система электрической защиты; предупреждение пожаров; анализ системы электробезопасности.

Система электроснабжения электроустановок (ЭУ) инфраструктуры АПК Краснодарского края представляет собой сложный комплекс различных аппаратов и устройств, предназначенных для передачи, распределения и преобразования электрической энергии.

Рассматривая в дальнейшем особенности таких электроустановок, прежде всего необходимо определиться, что же подразумевается под термином "социальная инфраструктура АПК" (СИАПК).

Под инфраструктурой мы будем понимать совокупность сооружений, зданий, систем, служб, необходимых для функционирования отраслей материального производства и обеспечения условий жизнедеятельности общества. Различают производственную (дороги, каналы, порты, склады, системы связи и пр.) и социальную (школы, больницы, театры, стадионы и т. п.) инфраструктуры. В дальнейшем в настоящей работе будет рассматриваться только социальная инфраструктура.

Под термином "социальная инфраструктура" будем подразумевать совокупность сооружений, зданий, систем и служб, необходимых для обеспечения условий жизнедеятельности общества и человека и расположенных в сельской местности.

По официальным статистическим данным, сельское население в Краснодарском крае составляет порядка 47,6 % (или более 1,2 млн. чел.), поэтому его можно считать типичным аграрным регионом.

© Нормов Д. А., Загнитко В. Н., Федоренко Е. А., 2012

Для обеспечения необходимыми условиями труда, отдыха и поддержания жизнеобеспечения жителей края создана и совершенствуется разветвленная сеть социальных объектов.

К объектам СИАПК следует относить:

1) образовательные учреждения (детские сады, школы, средние профессиональные училища, техникумы);

2) медицинские учреждения (поликлиники, стационары, больницы, амбулатории);

3) объекты торговли (магазины, павильоны, коммерческие киоски и др.);

4) предприятия бытового обслуживания и общественного питания (мастерские по ремонту обуви, одежды, по ремонту бытовой техники, столовые и др.);

5) объекты культуры (дома культуры, клубы, кинотеатры, музеи).

Безусловно, функционирование объекта и выполнение условий, обеспечивающих уровень жизни сельского населения, невозможно без применения электроустановок различного назначения. В зависимости от вида предоставляемых услуг сельскому населению на вышеперечисленных объектах используются соответствующие виды электроприемников и система электроснабжения, обеспечивающая их питанием. В большинстве случаев на объектах СИАПК применяется традиционная система ТК-С с совмещенным РБК-проводником. Так, например, для сель-

ской средней школы характерно превалирование трех видов электрических нагрузок:

1) осветительной (классы, коридоры, вестибюль, актовый и спортивные залы);

2) электродвигательной (мастерские, гараж, насосные котельной);

3) электротермической (столовые).

Все электроприемники, используемые на объектах, могут быть классифицированы по виду электрической нагрузки:

• осветительная:

- искусственное освещение (лампы накаливания, люминесцентные светильники);

- специальное освещение (установки инфракрасного, ультрафиолетового излучения, кварцевые), получившее наибольшее распространение в медицинских учреждениях;

• силовая:

- электродвигательная (электрический привод);

- электротермическая (электротермические установки).

Система сельского электроснабжения характеризуется специфическими особенностями, среди которых выделим следующие:

1) в связи с низкой плотностью электрических нагрузок использование силовых трансформаторных подстанций малой мощности (в основном однотрансформаторных, с трансформаторами мощностью 25, 40, 63 и 100 кВА);

2) большая протяженность линий электропередач (значительную долю которых составляют воздушные линии), что существенно влияет на качество электрической энергии, а также повышает вероятность возникновения аварийных режимов в электрической сети;

3) несимметрия электрических нагрузок в сети, обусловленная значительным количеством однофазных потребителей, что вызывает напряжение смещения нейтрали и, как следствие, появление опасных электрических потенциалов в системе зануления;

4) значительные колебания величины электрической нагрузки на объектах в течение суток;

5) применение электроприемников с автоматическим режимом работы.

Для устранения опасности, которая может быть вызвана действием электрического тока при различных режимах, применяется, как известно, электрическая защита (зануление, защитное заземление и пр.). В настоящее время эти виды защиты не обеспечивают безопасности человека и электроустановок от аварийных режимов.

Рассмотрим терминологические связи между понятиями "электрическая защита", "система электро-

пожаробезопасности" и "система безопасности электроустановок" применительно к объектам СИАПК.

Термин "электрическая защита" в настоящее время широко используется в литературе и является достаточно общим. Под ним следует понимать элемент или совокупность элементов системы электроснабжения, предназначенных для предотвращения различных опасных проявлений электрического тока как по отношению к внешним объектам (человек, животные, здание, сооружение и т. п.), так и к внутренним (непосредственно относящимся к самой системе).

Понятие "защита от поражения электрическим током" используется в ГОСТ Р 50571.3-94 и ГОСТ Р МЭК 61140-2000 [1, 2], которыми определяется перечень мер, обеспечивающих такую защиту. Причем это понятие носит системный характер и рассматривается как "система защиты от поражения электрическим током".

Термин "электрическая защита", по своей сути, является синонимом понятия "система электробезопасности", однако электрическая защита рассматривается в [3] как составная часть этой системы.

Система электрической защиты в различных работах классифицируется по ряду аспектов:

• по виду режимов системы электроснабжения (защита от коротких замыканий, от перегрузок, от однофазных коротких замыканий на нулевой провод, от замыканий на землю);

• по виду защищаемых электроустановок (защита электрических сетей напряжением 0,38 кВ, защита воздушных линий напряжением 0,38 кВ, защита электродвигателей);

• по физическому принципу действия защиты (максимальная токовая защита, защита по току утечки и т. д.);

• по виду защищаемых объектов (защита людей и животных, защита эксплуатационного персонала от поражений).

В действующем ГОСТ 50571.3-94 электробезопасность определяется как "система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества".

В данной работе предлагается следующее определение: электробезопасность— состояние условий труда и быта людей, при котором исключено вредное или опасное воздействие на человека электрического тока, электрической дуги, электрического поля и статического электричества.

Под пожарной опасностью электроустановки подразумевается возможность возникновения в ней или от нее пожара. Такая опасность возникает при

возгорании узлов электротехнического устройства (электроустановки), конструкционных материалов, веществ, соприкасающихся с ним или разлетающимися раскаленными частицами. Здесь в настоящее время используются тождественные по смыслу понятия "пожары от электроустановок", "пожары по электротехническим причинам", "электропожары", "пожары, обусловленные электрическим током" [5].

В качестве определения системы предотвращения пожара целесообразно использовать понятие "система обеспечения пожарной безопасности электроустановок" или синонимы, образованные сокращениями слов, входящих в его состав, т. е. исключением слова "обеспечения" или заменой словосочетания "пожарной безопасности" словом "по-жаробезопасность". Понятие "пожарная электробезопасность электроустановок зданий" близко по смыслу словосочетанию "пожарная безопасность электроустановки".

В данной работе рассматривается понятие "комплексная электробезопасность", обозначающее состояние системы электроснабжения, которое характеризуется отсутствием опасности возникновения электропоражения человека или животных и пожаров по электротехническим причинам в процессе ее функционирования. Исправность такой системы обеспечивается совокупностью технических мероприятий и защитных средств, направленных на комплексную электробезопасность. В состав системы входят предохранители, автоматические выключатели и устройства защитного отключения.

Под термином "система электропожаробезопас-ности" понимается система, при функционировании которой исключается вредное и опасное воздействие на человека электрического тока, электрической дуги, электрического поля, статического электричества и возникновения пожара по электротехническим причинам.

Сравнение функций системы комплексной безопасности и системы электропожаробезопасности показывает, что они по смыслу совпадают и их следует рассматривать как синонимы, т. е. система элект-ропожаробезопасности представляет собой не что иное, как разновидность системы электрической защиты.

Понятие "безопасность электроустановок" по своему содержанию значительно шире, чем термин "электробезопасность электроустановок" и "пожарная безопасность", так как оно может включать в себя понятие "экологическая безопасность". Однако если из контекста ясно, что речь идет об электробезопасности и (или) пожаробезопасности, то использование такого термина является предпочтительным, так как он позволяет охватить полностью оба эти понятия.

Следовательно, содержание понятий "безопасность электроустановки" и "электрическая защита" тесно связано между собой. Эта связь заключается в том, что без элементов системы электрической защиты невозможно обеспечить безопасность электроустановок по отношению как к человеку, так и к внешним объектам.

В настоящее время широко используются такие меры электрической защиты электроустановок, как изоляция, зануление с применением аппаратов максимальной токовой защиты, защитное заземление и использование устройств защитного отключения.

В зависимости от вида электрической нагрузки меры электрической защиты на рассматриваемых объектах распределяются следующим образом:

• электрическое освещение — изоляция;

• электрический привод — изоляция, защитное заземление и зануление;

• электротермические установки — изоляция, защитное заземление и зануление.

В связи с введением новых стандартов в области безопасности [4, 5] применительно к рассматриваемым объектам структура системы электрической защиты может быть представлена в виде схемы (см. рисунок).

На верхнем уровне выделяются следующие виды защиты: системы электроснабжения (защита от аварийных режимов); человека (основная защита и защита от неисправности ЭУ); от возгорания в электроустановках. Эти виды защиты включают в себя комплекс электрозащитных мер, направленных на предотвращение выхода из строя элементов электроснабжения, возникновения пожара и поражения человека электрическим током.

На нижнем уровне располагаются виды аппаратов защиты, реализующие эти защитные функции (предохранители, автоматические выключатели, устройства защитного отключения, заземляющие проводники и другие устройства).

К первому виду относятся специальные защитные проводники, среди которых могут быть выделены проводники, находящиеся в соприкосновении с землей (зануляющий и заземляющий проводники, элемент устройства выравнивания электрических потенциалов (УВЭП), элемент заземлителя и др.). Их электрозащитная функция осуществляется за счет снижения электрического потенциала относительно земли до безопасного значения. Такая защита получила название пассивной.

Ко второму виду относятся аппараты защиты (предохранители, автоматические выключатели, устройства защитного отключения), выполняющие функцию электрической защиты за счет отключения участка сети. Такую защиту называют активной.

Система электрической защиты

Защита системы электроснабжения

Защита человека

Защита от возгорания в электроустановках

Основная защита

Защита от неисправности ЭУ

и и

§ <ц §

<0 Ш о и

о в Я со

2 ° И О

Л ьн ЬН нн <и д

а и « и

Я* о С а О О о И

к « 8

& &

8

1 о о

к

а 2

3 и

и

Е §

&

5 £

о £

о)

н я

I §

И

-о §

Я »

и В О

о £

8

1 п о

и

к

а 2

я

и го

и

Е

во

а-

о £

к

1

со о

и

а 2

я

и

и

Е

£

О

£

Структура системы электрической защиты

Наиболее перспективными системами защиты являются системы, построенные на основе устройств защитного отключения, так как применение последних позволяет обеспечить не только электробез-

опасность людей, но и пожарную безопасность электроустановок, в отличие от традиционных систем электрической защиты, построенной на основе за-нуления.

Издательство «ПОЖНАУКА»

Представляет книгу

ОГНЕТУШИТЕЛИ. УСТРОЙСТВО. ВЫБОР. ПРИМЕНЕНИЕ

Д. А. Корольченко, В. Ю. Громовой

В учебном пособии приведены классификация огнетушителей и конструкции основных их типов, средства тушения, используемые для зарядки огнетушителей, виды огнетушителей и правила их применения для ликвидации загораний различных веществ, рекомендации по расчету необходимого количества огнетушителей для разных объектов, по их размещению, хранению и техническому обслуживанию.

Рекомендации, содержащиеся в книге, разработаны на основе современных нормативных документов, регламентирующих конструкцию, условия применения, правила эксплуатации и технического обслуживания огнетушителей.

Учебное пособие рассчитано на широкий круг читателей: инженерно-технических работников предприятий и организаций, ответственных за оснащение объектов огнетушителями, поддержание их в работоспособном состоянии и своевременную перезарядку; преподавателей курсов пожарно-технического минимума и дисциплины "Основы безопасности жизнедеятельности" в средних и высших учебных заведениях; частных лиц, выбирающих огнетушитель для обеспечения безопасности квартиры, дачи или автомобиля.

121352, г. Москва, а/я 43; тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: mail@firepress.ru

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005). Электроустановки низковольтные. Ч. 4-41: Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током. — Введ. 01.01.2011 г. — М. : Стандартинформ, 2011.

2. ГОСТ Р МЭК 61140-2000. Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности, обеспечиваемой электрооборудованием и электроустановками в их взаимосвязи.

— Введ. 01.01.2002 г. — М. : ИПК Изд-во стандартов, 2001; 2003.

3. Карякин Р. Н. Нормативные основы устройства электроустановок. — М. : Энергосервис, 1998.

— 277 с.

4. Правила устройства электроустановок. — 7-е изд.: утв. Минэнерго РФ 08.07.2002 г.; введ. 01.01.2003 г. — СПб. : Деан, 2003. — 176 с.

5. Временные указания по применению устройств защитного отключения в электроустановках жилых зданий : письмо Главгосэнергонадзора России от 29.04.97 г. № 42-6/9-ЭТ // Промышленная энергетика. — 1997. — № 9. — С. 50-54

Материал поступил в редакцию 13 июля 2012 г. Электронный адрес авторов: fedorenko_ea@mail.ru.