Материал: Изучение «электротехнических» причин пожаров при расследовании и экспертизе. методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Расследование и экспертиза пожаров». Скляров К.А., Сушко Е.А

Перенапряжение может быть причиной образования как первичных, так и вторичных очагов горения.

Характерным признаком причастности перенапряжения к возникновению пожара является массовый выход из строя электроприборов, включенных в сеть, яркие вспышки и перегорание лампочек, сбои в работе компьютеров и т.д. При отработке версии о причастности аварийных режимов работы в электросетях к возникновению пожара, целесообразно опросить жильцов соседних квартир, подъезда, домов.

4) БПС как причина пожара устанавливается по косвенным признакам:

- термические поражения материалов в окружающей зоне;

- динамика развития процесса. 

При этом соседями могут быть замечены признаки плохого контакта (мигание электролампочек, частые сбои в работе электроприборов и др.) и запах горелой изоляции .

5) принимать версию о причастности к возникновению пожара электроустановочных изделий и коммутационных устройств можно только в том случае, если:

а) изделие имеет рассмотренные выше признаки аварийной работы;

б) находится в очаге;

в) исключаются прочие версии о причине пожара.

Версия о перегрузке, т.е. загорании изоляции провода вследствие прохождения по нему тока, в несколько раз превышающего номинальный, отрабатывается специалистом в следующей последовательности:

1. исходя из суммарной мощности потребителей рассчитывается величина тока перегрузки; определя­ется номинальный ток для данного типа проводника, а затем путем срав­нения этих величин рассчитывается кратность перегрузки.

Изоляция провода может загореться только при перегрузке, имеющей кратность выше определенного значения.

При меньшей кратности перегрузки провод греется до температуры, недостаточной для загорания изоляции. Некоторые провода не загораются и при слишком высокой кратности - жила провода быстро перегорает (как плавкий предохранитель) и изоляция не успевает загореться, либо изоляция плавится и стекает с провода, также, не успев загореться.

Можно рассчитать температуру, до которой может нагреться провод при соответствующем токе, и посмотреть, могла ли при этом оплавиться и загореться изоляция. Существуют и специальные компьютерные программы расчета температуры провода при перегрузке то­ками КЗ.

3. Приборы и оборудование

Дифрактометр ДРОН-3 - многоцелевой рентгеновский дифрактометр с системой управления и регистрации на базе IBM PC, низкотемпературной приставкой (гелиевый рефрижератор замкнутого цикла, область температур 12...300 К).

Рис. 1.3. Внешний вид дифрактометра ДРОН-3

3. Порядок проведения работы

1. Изучить устройство дифрактометра рентгеновского дрон-3;

2. Изучить инструкцию по технике безопасности;

3. Рассчитать площадь дифракционных максимумов соответствующих фаз;

4. Рассчитать соотношение площадей дифракционных максимумов соответствующих фаз на двух участках;

5. Оформить результаты работы;

Анализу подвергаются два участка изъятого на пожаре провода - непосредственно рядом с оплавлением (участок 1) и на расстоянии 30-35 мм от него (участок 2) рис. 1.4. В обоих случаях определяется площадь дифракционных максимумов соответствующих фаз (JCu, JCu₂O). За­тем рассчитывается их соотношение на участке (1) и участке (2). Если - то это первичное КЗ

При обратном соотношении считается, что оплавление имеет признаки вторичного КЗ. Менее существенные различия не являются достаточно надежным дифференцирующим признаком. В этом случае образцы подвергаются металлографическому исследованию.

Рис. 1.4. Участки провода, подвергаемые рентгеноструктурному анализу

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные аварийные режимы в электросетях.

2. Назовите основные признаки термического воздействия на провода.

3. Изложите признаки работы электроустановочных изделий и коммуникационных устройств в аварийном режиме.

4. Опишите изъятие элементов электросети для исследования.

5. Изложите порядок отработки версии о причастности к возникновению пожара аварийных режимов в электросетях.

Лабораторная работа №2 Исследование аппаратов защиты электросети

2.1. Цель работы: ознакомиться с «электротехническими» причинами пожаров, изучить цели и задачи исследования автоматических выключателей и плавких предохранителей, а также характерные признаки аварийных процессов для отдельных типов предохранителей.

2.2. Теоретические сведения

Защита электросетей и электропотребителей осуществляется аппаратами двух типов - автоматическими выключателями (автома­тами) и плавкими предохранителями. 

Автоматические выключатели классифицируются по типу расцепителя:

- тепловой;

- магнитный;

- комбинированный.

При исследовании автоматов необходимо установить тип и номинальные характеристики аппарата защиты, количество проводов, подсоединенных к каждой из контактных групп, проверить положение контактов. Вся информация полученная в ходе визуального осмотра должна быть зафиксирована в протоколе осмотра.

При визуальном осмотре необходимо зафиксировать положение рычага управления и механизма расцепителя. Рычаг управления может находиться в одном из трех положений:

- включен (1);

- выключен (0);

- автоматическое отключение.

В случае автоматического отключения, рычаг находится в положении между (1) и (0), ближе к (1) (рис. 2.1), что свидетельствует о факте автоматического срабатывания выключателя. Вручную рычаг автомата в это положение не перевести.

Рис. 2.1. Автоматический выключатель (автомат защиты):

1 – корпус автомата; 2 – положение «включено»;

3 – положение «автоматическое срабатывание»;

4 – положение «выключено»

Причиной срабатывания автомата может быть возникновение аварийного режима в защищаемой сети или, если автомат имеет тепловой расцепитель, от внешнего нагрева корпуса в ходе пожара.

Тепловой расцепитель может сработать при нагреве автомата до тем­пературы 160-200 ⁰С. При этом на корпусе автомата остаются характер­ные признаки нагрева. Если их нет, а рычаг автомата в положении, соответствующем автоматическому отключению, значит, в сети было КЗ или перегрузка.

На практике часто встречаются случаи, когда автоматы, находящиеся в зоне горения, сильно обгорали, но даже в этой ситуации автомат не срабатывал и оставался в положении «включено».

Плавкий предохранитель -  электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании высокой силы тока.

При обнаружении на месте пожара предохранителя необходимо проверить целостность плавкой вставки посредством измерения электросопротивления предохранителя с помощью омметра. Если вставка перегорела, то ее следует разобрать и осмотреть место разрыва.

При коротком замыкании место оплавления имеет резко выраженную границу из-за взрывообразного разрушения плавкой вставки. На внутрен­ней поверхности корпуса предохранителя обнаруживается большое коли­чество мелких частиц (брызг) металла.

При перегрузке и КЗ через переходное сопротивление (так называе­мом неполном КЗ) идет медленный нагрев, постепенное плавление вставки. На ней образуются потеки, наплывы металла. Брызги на внутренней по­верхности отсутствуют.

Характерные признаки аварийных процессов для отдельных типов предохранителей:

1. Предохранители типа ПН-2 (рис. 2.2.) имеют прямоугольный фарфоровый корпус. Внутри его находятся плавкие вставки - штампованные ленты из меди и песчаный наполнитель. Медная лента имеет на двух участках зоны уменьшенного сечения, а между ними участок длиной 6 мм с нанесенным легкоплавким металлом (олово, свинец).

а ) б)

Рис. 2.2. Предохранитель ПН-2:  а) внешний вид; б) рабочий элемент (медная лента)

При аварийных режимах, сопровождающихся ростом тока в сети до четырехкратного увеличения номинальных значений, плавкая вставка расплавляется. Если рост величины тока происходит медленно, то расплавление происходит в зоне напайки сплава. При этом медь растворяется в расплаве легкоплавкого металла. В случае КЗ или перегрузки, когда рост величины тока в сети происходит резко, расплавление происходит в зоне узких перешейков.

3. Приборы и оборудование

Измерение электрического сопротивления предохранителя проводится с помощью омметра. Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением R_x и добавочным резистором R_Д в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора R_Д ток в цепи зависит только от сопротивления R_x. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в Ом. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением R_x подключают к различным зажимам.

Проверка электрического сопротивления плавкой вставки должна проводиться в соответствии с ГОСТ 2933—83 между контактами плавкой вставки в холодном состоянии.

Рис. 2.4. Схема включения омметра

3. Порядок проведения работы

1. Изучить устройство и принцип работы омметра, зарисовать схему включения.

2. Изучить инструкцию по технике безопасности.

Для того чтобы произвести замеры сопротивления омметром, нужно выполнить следующее действия: 

- нажав на кнопку, убедиться, что омметр функционирует – указательная стрелка прибора, как правило, должна отклониться вправо, на нулевую отметку;

- вновь нажав на кнопку, при помощи магнитного шунта, который находится на задней панели прибора, и винта корректора выставить стрелку на нулевую отметку шкалы. После отпустить кнопку;

- к зажимам прибора присоединить необходимый проводник, сопротивление которого необходимо измерить. Стрелка прибора укажет значение сопротивления в омах.

Сопротивление должно измеряться при постоянном токе, не превышающем 10 % номинального тока.

Результаты проверки считают удовлетворительными, если электрическое сопротивление находится в пределах, установленных в стандартах или технических условиях на предохранители конкретных серий и типов.

Вопросы для самоконтроля

1. Изложите сущность исследования автоматических выключателей.

2. Зарисуйте схематическое изображение автоматического выключателя.

3. Опишите исследование плавких предохранителей.

4. Изобразите предохранители типа ПН-2.

5. Изобразите предохранители типа ПР-2.

Лабораторная работа №3

Электронагревательные приборы

3.1. Цель работы: изучить основные признаки причастности электронагревательных приборов к возникновению пожара, а также основные методы исследования электроприборов.

3.2. Теоретические сведения

Электронагревательные приборы могут привести к возникновению пожара в основном в трех случаях:

1) при возникновении в электрической части прибора аварийного ре­жима работы (КЗ, БПС) в нормальных условиях эксплуатации;

Исследования показали, что при пожаре плавкая вставка расплавляется через 30-40 минут нагрева при температуре 500^оС.

Предохранители типа ПР-2 имеют цилиндрическую форму, фибровый корпус и цинковый плавкий элемент. Разбираются они путем от­винчивания торцевых колпачков.

Плавкие вставки этих предохранителей рассчитываются на номинальный ток от 6 до 1000 ампер и имеют перемен­ное сечение (рис. 2.3).

При КЗ плавление такой вставки происходит обычно в нескольких уз­ких перешейках; небольшая перегрузка приводит к расплавлению только в одном из перешейков, чаще всего - в средней час­ти, в зоне наплавки.

а ) б)

Рис.2.3. Предохранитель ПР-2: а) внешний вид; б) рабочий элемент