ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ПОЖАРНОЙ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к испытательному оборудованию пожарной техники, в частности к стенду для измерения токов утечки по струе огнетушащего вещества (ОТВ) переносных пожарных стволов, а именно для измерения величины тока утечки от ствола к земле (моделирование человека).
По причине неисправности и неправильной эксплуатации электрооборудования происходит практически каждый 5-ый пожар в стране. Прямые материальные ущербы от данных пожаров огромны. Согласно действующим правилам по охране труда №630, запрещено приступать к тушению пожара электрооборудования под напряжением выше 1000 В без письменного разрешения сотрудника служб энергонадзора, проводящего отключение электричества для безопасности пожарных, применяющих пожарные стволы. Все это требует определенного времени и соответственно увеличивает свободное время развития пожара.
Известна полезная модель «Оборудование для измерения токов утечки при производстве высоковольтных испытаний», патент РФ №42304 (МПК G01D 21/00, H01H 73/00, H02H 3/10 опубл. 27.11.2004 г.). Данное оборудование включает генератор высокочастотных колебаний, повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямительный блок, устройство контроля выходных параметров и защиты, а также измерительный трансформатор тока с испытательным проводником, блок преобразования тока и блок питания, подключенные определенным образом.
Причиной, препятствующей использованию известного оборудования является то, что оно предназначено для измерения токов утечки при проведении высоковольтных испытаний силовых кабельных линий, испытаний защитных средств, проверки вентильных разрядников, испытаний повышенным напряжением изоляции проводов и цепей вторичной коммутации. Но при этом оно не позволяет измерять ток утечки по струе ОТВ.
Известен «Стенд определения тока утечки по струе заряда огнетушителя», описанный в ГОСТ Р 51057 - 2001 п.9.15. Данный стенд включает мишень в виде металлической пластины, установленной на изолирующих опорах, и соединенной с источником высокого напряжения. Насадок огнетушителя, расположенный на расстоянии 1 м от мишени, закрепленный горизонтально или перпендикулярно поверхности мишени. Прибор, измеряющий силу тока в цепи между насадком огнетушителя и землей. Также стенд включает защитный каркас для безопасности, экран для выпущенной струи ОТВ и емкость для сбора отработанного ОТВ.
Данный стенд предназначен только для испытаний ручных огнетушителей.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является стенд по ГОСТ Р 51057 - 2001, который и выбран в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель является выбор оптимальных условий обеспечивающих возможность тушения пожаров электрооборудования под напряжением с использованием переносных пожарных стволов.
Конструкция предлагаемого стенда при использовании позволяет учесть особенности конструктивного исполнения и тактико-технические характеристики ручных пожарных стволов (по сравнению с прототипом), такие как:
- увеличенные расходы огнетушащего вещества;
- увеличенные диапазоны давления;
- различность диаметров систем подвода огнетушащего вещества;
- увеличенные расстояния до источника напряжения.
Применение данного стенда позволит заранее по величине тока утечки определить безопасное расстояние от насадка пожарного ствола до электрооборудования под напряжением.
Безопасным является величина тока утечки 0,5 мА и менее.
Согласно ГОСТ 51057-2001 для огнетушителей, которые предназначены для тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением, значение тока утечки по струе ОТВ не должно превышать 0,5 мА в течение всего времени работы. Это вытекает из требований ГОСТ 12.1.038-82 «Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжения прикосновения и токов» и является общим для всех систем пожаротушения ранцевого, переносного и передвижного типов.
На предлагаемом стенде могут быть испытаны все типы переносных пожарных стволов. А по величине тока утечки гарантированно определяют безопасное расстояние до электрооборудования под напряжением в зависимости от величины напряжения. Конструктивно стенд выполнен переносным и безопасным для персонала.
Указанный технический результат достигается тем, что испытательный стенд пожарной техники, включающий плоскую металлическую мишень на изолирующих опорах, выполненную с обеспечением возможности подачи на нее электрического напряжения, подставку - изолятор для крепления испытываемой пожарной техники с насадком для выпуска огнетушащего вещества (ОТВ), и прибор для определения значения тока утечки по струе ОТВ, отличающийся тем, что
мишень выполнена в виде сетки, подставка-изолятор выполнена в виде полого тетраэдера с треугольным основанием и с возможностью крепления в нем насадка, а в качестве пожарной техники испытывают ручной пожарный ствол.
Предпочтительнее в качестве источника электрического напряжения использовать высоковольтный генератор.
Для управления и корректировки работы стенда он может быть выполнен с обеспечением возможности подключения к пульту управления через источник электрического напряжения.
В качестве прибора для определения значения тока утечки по струе ОТВ может быть использован цифровой мультиметр.
Крепление насадка предпочтительно выполнять с возможностью обеспечения заданного направления выпуска ОТВ, то есть под определенным углом к поверхности мишени.
Для возможности изменения расстояния от насадка до мишени подставка-изолятор выполнена передвижной.
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала мишень, подставка-изолятор, источник электрического напряжения и прибор для определения значения тока утечки должны быть выполнены с обеспечением их заземления.
На чертеже (фиг.1) представлена схема испытательного стенда пожарных стволов (вид сверху), где 1 - плоская мишень из стальной сетки, 2 - изолирующие опоры для крепления мишени (1), 3 - источник электрического напряжения, например, высоковольтный генератор, соединенный с мишенью (1), 4 - подставка-изолятор, выполненная в виде полого тетраэдра с треугольным основанием, 5 - прибор для определения значения тока утечки, например, цифровой мультиметр, 6 - пульт управления, который через генератор (3) может быть соединен с мишенью (1), 8 - расходомер.
Испытываемая пожарная техника (7) - пожарный ствол с насадком, который установлен и закреплен в подставке-изоляторе (4) под определенным углом в направлении мишени (1) на расстоянии L.
Испытательный стенд используют следующим образом.
Подставку-изолятор (4) в форме тетраэдра располагают перед мишенью (1), выполненной в виде плоской стальной сетки, укрепленной на изолированных опорах (2). На стальное треугольное основание подставки (4) устанавливают пожарный ствол с насадком (7) на исследуемом расстоянии (L) от мишени (1). Подключают цифровой мультиметр (5). Далее при помощи пульта управления (6) высоковольтного генератора (3) подают высокое напряжение, заданное для испытания. После этого водитель пожарной машины осуществляет подачу ОТВ от пожарного насоса в рукавную линию к стволу (7). Осуществляют измерение параметров тока утечки при помощи мультиметра (5), а расход и давление в рукавной линии про помощи расходомера (8). Измерения проводят в течение, например, 1 минуты. После этого прекращается подача ОТВ. При помощи пульта управления (6) высоковольтного генератора (3) отключают высокое напряжение. Накладывают с помощью штанги заземление на высоковольтный вывод. Измерение гидравлических характеристик насосно-рукавной системы осуществляют при помощи расходомера (8), который подсоединяется в рукавную линию от ручного ствола (7) к напорному патрубку насоса пожарного автомобиля (на чертеже не показано).
На предлагаемом стенде испытывали:
- стволы нормального давления - стволы, обеспечивающие подачу воды и водных растворов ОТВ при давлении перед стволом до 2,0 МПа;
- стволы высокого давления - стволы, обеспечивающие подачу воды и водных растворов OВ при давлении перед стволом от 2,0 до 3,0 МПа;
- стволы воздушно-пенные (СВП) - ручные пожарные стволы, предназначенные для формирования и направления струй воздушно-механической пены низкой кратности.
В качестве пульта управления (6) и высоковольтного генератора (3) использовали аппарат испытания диэлектриков «АИД-70М», изготовленный ООО СКБ «Медрентех». В качестве цифрового мультиметра использовали мультиметр Fluke модель 15 В. Для измерения параметров насосно-рукавной системы использовался расходомер «Flowmaster 250».
Для проведения испытаний необходимо мишень (1) закрепить в изолирующих опорах (2), подключить к ней, например, высоковольтный генератор (3), а при использовании пульта управления (6) подсоединить его к генератору (3), который в свою очередь соединен с мишенью (1). В подставке-изоляторе (4) с треугольным основанием, выполненном из стали, устанавливают насадок ствола (7) на расстоянии (L), определяемом целью испытаний. Закрепляют насадок ствола (7) в направлении мишени (1) хомутами, выполненными под определенный диаметр ствола (7). Мультиметр (5) подключают от входных клемм для измерения силы постоянного или переменного тока (до 400 мА) к насадку ствола (7) с помощью измерительного проводника, что обеспечивает возможность измерения значения тока утечки по струе ОТВ. От ствола (7) прокладывают рукавную линию и подсоединяют к напорному патрубку насоса пожарного автомобиля. Расходомер (8), подсоединяется в рукавную линию от ствола (7) к напорному патрубку насоса пожарного автомобиля. Подключают пульт управления (6) к сети 220 В.
Каждый прибор и устройство испытательного стенда заземляют по отдельности.
Условия проведения испытаний определяются в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 15.210-2001 (СРПП. Военная техника. Испытания опытных образцов изделий и опытных ремонтных образцов изделий. Основные положения).
Вся испытываемая пожарная техника (7) изготовлена в соответствии с требования стандартов: ГОСТ Р 51115-97 (Техника пожарная. Стволы пожарные лафетные комбинированные. Общие технические требования. Методы испытаний), ГОСТ Р 53331-2009 (Техника пожарная. Стволы пожарные ручные. Общие технические требования. Методы испытаний), ГОСТ Р 53251-2009 (Техника пожарная. Стволы пожарные воздушно-пенные. Общие технические требования. Методы испытаний).
Испытания с использованием предлагаемого стенда проводились для обеспечения идентификации и измерительного контроля величины тока утечки по струе огнетушащего вещества различных типов пожарных стволов.
Цель испытаний:
- экспериментально определить значение величины тока утечки по струе огнетушащего вещества из пожарных стволов нормального давления;
- экспериментально определить значение величины тока утечки по струе огнетушащего вещества из пожарных стволов высокого давления;
- определить опытным путем влияние давления на стволе на величину тока утечки по струе огнетушащего вещества.
- определить опытным путем безопасные расстояния при тушении пожара электроустановок под напряжением для различных пожарных ствол
Испытания, проведенные на предлагаемом стенде выполнялись следующим образом.
Пожарный ствол с насадком устанавливали напротив мишени на определенном расстоянии. Закрепляли насадок.
Подключали цифровой мультиметр и высоковольтный генератор. С помощью пульта - аппарата испытания диэлектриков «АИД-70М», устанавливали требуемое значение выходного напряжения генератора, скорость приращения напряжения не должна превышать 1-2 кВ/с. При достижении номинального значения напряжения 36 кВ. Водитель пожарной машины осуществлял подачу ОТВ от пожарного насоса в рукавную линию к стволу. Во время выпуска огнетушащего вещества, производилось измерение тока утечки со струе ОТВ при помощи мультиметра, подсоединенного к насадку ствола и земле. Полученные результаты заносились в протокол испытаний.
Затем меняли расстояние между насадком и мишенью, руководствуясь значением тока утечки при первом испытании.
Производили по пять контрольных замеров тока утечки по струе, при установке ствола на каждом расстоянии от мишени. Это позволяет выявить соотношения между током утечки и изменяемыми параметрами.
Результаты испытаний представлены в Таблице.
Полученные экспериментальные данные позволяют установить безопасные расстояния (L) при тушении пожаров электроустановок под напряжением для различных пожарных стволов.
Например, для модели ствола PC-50 безопасное расстояние не менее 3,5 метров, а для модели ствола PC-70 это расстояние составляет не менее 3-х метров.
Использование экспериментального стенда по определению тока утечки позволит расширить знания и выработать рекомендации по тушению пожаров электрооборудования под напряжением с применением ручных пожарных стволов различного конструктивного исполнения. А также обеспечить выбор оптимальных параметров для возможности безопасного тушения пожаров электрооборудования под напряжением. Таким образом предлагаемая полезная модель направлена на решение поставленной задачи и соответствует всем критериям охраноспособности по действующему законодательству.
ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Модель ствола
Диаметр Насадкa, мм
Давление воды, P1,  МПа
Расход воды на стволе, л/с
Напряжение на мишени, U, кВ
Расстояние от насадка ствола до мишени, L<sub>a</sub>, м
Ток утечки на стволе, L<sub>ут</sub>, мА
PC-50
13
0,6
4
36
5
0,0221
PC-50
13
0,6
4
36
5
0,0219
PC-50
13
0,6
4
36
5
0,0187
PC-50
13
0,6
4
36
5
0,0194
PC-50
13
0,6
4
36
5
0,0203
PC-50
13
0,6
4
36
4
0,1534
PC-50
13
0,6
4
36
4
0,1618
PC-50
13
0,6
4
36
4
0,0523
PC-50
13
0,6
4
36
4
0,1335
PC-50
13
0,6
4
36
4
0,2231
PC-50
13
0,6
4
36
3,5
0,1896
PC-50
13
0,6
4
36
3,5
0,1985
PC-50
13
0,6
4
36
3,5
0,2067
PC-50
13
0,6
4
36
3,5
0,4421
PC-50
13
0,6
4
36
3,5
0,3265
PC-50
13
0,6
4
36
3
0,5135
PC-50
13
0,6
4
36
3
0,5354
PC-50
13
0,6
4
36
3
0,5831
PC-50
13
0,6
4
36
3
0,6290
PC-50
13
0,6
4
36
3
0,6236
PC-70
19
0,6
8,1
36
6
0,0123
PC-70
19
0,6
8,1
36
6
0,0113
PC-70
19
0,6
8,1
36
6
0,0178
PC-70
19
0,6
8,1
36
6
0,0134
PC-70
19
0,6
8,1
36
6
0,0182
PC-70
19
0,6
8,1
36
5
0,1548
PC-70
19
0,6
8,1
36
5
0,1821
PC-70
19
0,6
8,1
36
5
0,1746
PC-70
19
0,6
8,1
36
5
0,1687
PC-70
19
0,6
8,1
36
5
0,1397
PC-70
19
0,6
8,1
36
4
0,4239
PC-70
19
0,6
8,1
36
4
0,4423
PC-70
19
0,6
8,1
36
4
0,4294
PC-70
19
0,6
8,1
36
4
0,4237
PC-70
19
0,6
8,1
36
4
0,4827
PC-70
19
0,6
8,1
36
3
0,5790
PC-70
19
0,6
8,1
36
3
0,5362
PC-70
19
0,6
8,1
36
3
0,6245
PC-70
19
0,6
8,1
36
3
0,6283
PC-70
19
0,6
8,1
36
3
0,5079