Przyczyny pożarów urządzeń elektrycznych

Urządzenie elektryczne - zestaw połączonych ze sobą produktów elektrycznych, które stanowią jedność strukturalną i (lub) funkcjonalną, przeznaczone do wykonywania określonej funkcji w zakresie produkcji lub przetwarzania, przesyłania, dystrybucji lub zużycia energii elektrycznej (GOST 18311-80).

Urządzenia elektryczne można pogrupować według najistotniejszych cech: konstrukcji, właściwości elektrycznych, przeznaczenia użytkowego. Sześć głównych grup instalacji elektrycznych obejmuje niemal całą gamę urządzeń elektrycznych stosowanych w praktyce.

Są to przewody i kable, silniki elektryczne, generatory i transformatory, sprzęt oświetleniowy, urządzenia dystrybucyjne, elektryczne urządzenia rozruchowe, przełączające, sterujące, zabezpieczające, elektryczne urządzenia grzejne, aparaty, instalacje, sprzęt elektroniczny, komputery.

Przyczyny pożarów przewodów i kabli

1. Przegrzanie od zwarcia między przewodami a żyłami kabli, ich żyłami a ziemią w wyniku:

• awaria izolacji przy podwyższonym napięciu, w tym od wyładowań atmosferycznych;

• zniszczenie izolacji w miejscu powstawania mikropęknięć jako wada fabryczna;

• zniszczenie izolacji w miejscu uszkodzenia mechanicznego podczas eksploatacji;

• rozpad izolacji przed starzeniem; zniszczenie izolacji w miejscu lokalnego przegrzania zewnętrznego lub wewnętrznego; zniszczenie izolacji w miejscu o miejscowym wzroście wilgotności lub agresywności środowiska;

• przypadkowego łączenia ze sobą przewodzących przewodów kabli i przewodów lub łączenia przewodów przewodzących z ziemią;

• celowe łączenie ze sobą żył kabla i żył lub ich uziemianie.

2. Przegrzanie od przetężenia w wyniku:

• podłączenie użytkownika o dużej mocy;

• pojawienie się znacznych prądów upływowych między przewodami przewodzącymi prąd, przewodami przewodzącymi prąd a ziemią (korpusem), w tym urządzeniami rozdzielczymi z powodu zmniejszenia ilości izolacji elektrycznej;

• wzrost temperatury otoczenia w pomieszczeniu lub w jednym miejscu, pogorszenie odprowadzania ciepła, wentylacja.

3. Przegrzanie złączy przejściowych w wyniku:

• osłabienie docisku styku w miejscu istniejącego połączenia dwóch lub więcej przewodów przewodzących, co prowadzi do znacznego wzrostu rezystancji styku;

• utlenianie w miejscu istniejącego połączenia dwóch lub więcej przewodów, prowadzące do znacznego wzrostu rezystancji zestyku.

Analiza tych przyczyn pokazuje, że np. zwarcie w przewodach elektrycznych nie jest główną przyczyną zapłonu, a zwłaszcza pożarów.Jest to konsekwencja co najmniej ośmiu podstawowych zjawisk fizycznych prowadzących do natychmiastowego zmniejszenia rezystancji izolacji między przewodami przewodzącymi o różnych potencjałach. To właśnie te zjawiska należy uznać za podstawowe przyczyny pożarów, których badanie ma znaczenie naukowe i praktyczne.

Poniżej znajduje się klasyfikacja przyczyn pożarów w innych urządzeniach elektrycznych.

Przyczyny zapłonu silników elektrycznych, generatorów i transformatorów

1. Przegrzanie spowodowane zwarciem w uzwojeniach w wyniku uszkodzenia zwoju izolacji elektrycznej:

• w jednym uzwojeniu o podwyższonym napięciu;

• w miejscu powstawania mikropęknięć jako wada fabryczna;

• od starzenia;

• przed narażeniem na wilgoć lub agresywne środowisko;

• przed skutkami lokalnego przegrzania zewnętrznego lub wewnętrznego;

• przed uszkodzeniami mechanicznymi;

2. Przegrzanie od zwarcia do obudowy w wyniku uszkodzenia izolacji elektrycznej uzwojeń:

• zwiększone napięcie;

• ze starzenia się izolacji elektrycznej;

• zniszczenie izolacji elektrycznej uzwojeń do korpusu przed mechanicznym uszkodzeniem izolacji elektrycznej;

• przed narażeniem na wilgoć lub agresywne środowisko;

• przed przegrzaniem zewnętrznym lub wewnętrznym.

3. Przegrzanie od przeciążenia prądowego uzwojeń jest możliwe w wyniku:

• przeszacowanie obciążenia mechanicznego wału;

• praca silnika trójfazowego w dwóch fazach;

• zatrzymanie wirnika w łożyskach przed zużyciem mechanicznym i brakiem smarowania;

• zwiększone napięcie zasilania;

• ciągła ciągła praca przy maksymalnym obciążeniu;

• zaburzenia wentylacji (chłodzenia);

• przeszacowana częstotliwość włączania i wyłączania;

• przeszacowana częstotliwość obrotów silników elektrycznych;

• naruszenie trybu rozruchu (brak rezystancji tłumiących przy rozruchu).

4. Przegrzanie od iskier w pierścieniach ślizgowych i kolektorze w wyniku:

• zużycie pierścieni ślizgowych, kolektora i szczotek, co prowadzi do osłabienia docisku;

• zanieczyszczenie, utlenienie pierścieni ślizgowych, kolektora;

• uszkodzenia mechaniczne pierścieni ślizgowych, kolektorów i szczotek;

• naruszenia miejsc instalacji elementów odbioru prądu na kolektorze;

• przeciążenie wału (dla silników elektrycznych);

• przeciążenie prądowe w obwodzie generatora;

• zamykanie płyt kolektorów w wyniku tworzenia się mostków przewodzących na pyle węglowym i miedzianym.

Przyczyny pożarów w rozdzielnicach, elektrycznych urządzeniach rozruchowych, łączeniowych, sterowniczych, zabezpieczających

1. Przegrzanie uzwojenia elektromagnesu od przerwy w obwodzie w wyniku uszkodzenia izolacji:

• zwiększone napięcie;

• w miejscu powstawania mikropęknięć jako wada fabryczna;

• w miejscu uszkodzenia mechanicznego podczas pracy;

• od starzenia;

• w miejscu lokalnego przegrzania zewnętrznego od iskrzących styków;

• w przypadku wystawienia na działanie wysokiej wilgotności lub agresywnego środowiska.

2. Przegrzanie od przeciążenia prądowego cewki elektromagnesu w wyniku:

• zwiększone napięcie zasilania cewki elektromagnesu;

• długi stan otwarty układu magnetycznego, gdy cewka jest zasilana;

• okresowe niewystarczające pociągnięcie ruchomej części rdzenia do zamknięcia układu magnetycznego w przypadku mechanicznego uszkodzenia elementów konstrukcyjnych urządzeń;

• zwiększona częstotliwość (liczba) wtrąceń — wyłączenie.

3.Przegrzanie elementów konstrukcyjnych w wyniku:

• osłabienie docisku styku w miejscach łączenia przewodów przewodzących, co prowadzi do znacznego wzrostu rezystancji styku;

• utlenianie w miejscach łączenia przewodów i elementów przewodzących, co prowadzi do znacznego wzrostu rezystancji przejściowej;

• iskrzenie styków roboczych podczas zużycia powierzchni styku, co prowadzi do wzrostu rezystancji przejścia styku;

• iskrzenie styków roboczych podczas utleniania powierzchni styków i wzrost przejściowej rezystancji styków;

• iskrzenie styków roboczych, gdy powierzchnie styku są odkształcone, co prowadzi do wzrostu rezystancji styku w punktach styku;

• silne iskrzenie normalnych styków roboczych podczas usuwania urządzeń gaszących iskry lub łuki;

• iskry podczas przebicia elektrycznego przewodów na obudowie, obniżenie właściwości elektroizolacyjnych elementów konstrukcyjnych na skutek miejscowego narażenia na wilgoć, zanieczyszczenia, starzenie.

4. Zapalenie się bezpieczników w wyniku:

• ogrzewanie w miejscach styków roboczych od spadku nacisku styku i wzrostu rezystancji przejściowej;

• nagrzewanie się miejsc styków roboczych od utleniania powierzchni styku i wzrostu rezystancji przejściowej; wylatywanie stopionych metalowych cząstek bezpiecznika, gdy obudowa bezpiecznika jest zniszczona, spowodowana użyciem niestandardowych bezpieczników („błędy”);

• latające cząstki stopionego metalu na niestandardowych otwartych bezpiecznikach.

Przyczyny pożarów grzejników elektrycznych, urządzeń, instalacji

1.Przegrzanie urządzeń, aparatury, instalacji od zwarcia elektrycznych elementów grzejnych w wyniku:

• zniszczenie izolacji elektrycznej elementów konstrukcyjnych przed starzeniem;

• zniszczenie elementów izolacji elektrycznej od zewnętrznego uderzenia mechanicznego;

• nakładanie się przewodzących zanieczyszczeń między przewodzącymi elementami konstrukcyjnymi;

• przypadkowe uderzenie przewodzących przedmiotów i zwarcie elektrycznych elementów grzejnych;

• osłabienie docisku styku w punktach łączenia przewodów przewodzących, elementów, co prowadzi do znacznego wzrostu rezystancji przejścia;

• utlenianie w miejscach połączeń przewodów przewodzących prąd elementów, co prowadzi do znacznego wzrostu rezystancji przejściowej;

• zniszczenie izolacji elektrycznej elementów konstrukcyjnych poprzez podwyższenie napięcia zasilającego;

• wyciek podgrzanej wody (cieczy), co prowadzi do deformacji elementów konstrukcyjnych, zwarcia prądu elektrycznego i zniszczenia konstrukcji grzejnika jako całości.

2. Oświetlenie z elektrycznych urządzeń grzewczych, urządzeń, instalacji w wyniku:

• kontakt materiałów (przedmiotów) palnych z powierzchniami grzewczymi elektrycznych urządzeń grzewczych, urządzeń, instalacji;

• napromieniowanie termiczne materiałów (przedmiotów) palnych z elektrycznych urządzeń grzewczych, urządzeń, instalacji.

Przyczyny zapłonu komponentów

Przegrzanie spowodowane zwarciem spowodowane:

• przebicie elektryczne dielektryka w strukturze elementu składowego, prowadzące do przetężenia;

• obniżenie właściwości elektroizolacyjnych materiałów budowlanych przed starzeniem;

• pogorszenie rozpraszania ciepła z powodu niewłaściwej instalacji i (lub) eksploatacji;

• zwiększone rozpraszanie mocy z powodu zmiany trybu elektrycznego w przypadku awarii „sąsiednich” elementów;

• tworzenie obwodów elektrycznych, które nie są przewidziane w projekcie.