АНАЛІЗ І ОБГРУНТУВАННЯ УМОВ ГАСІННЯ ПОЖЕЖ В ЗАМКНЕНИХ ПРИМІЩЕННЯХ СУДЕН ВОДНИМИ ВОГНЕГАСНИМИ РЕЧОВИНАМИ : АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ тушения ПОЖАРОВ В запертых помещениях СУДОВ Водными огнетушащими веществами

Краткое содержание

У ВСТУПІ обґрунтовано вибір та актуальність теми дослідження, сформульовано мету роботи, задачі досліджень, відзначено наукову новизну, особистий внесок здобувача та практичну значимість роботи.

            У ПЕРШОМУ РОЗДІЛІ проведено аналіз статистики пожеж в Україні від електротехнічних виробів. Показано, що значний ризик загибелі людей від цих виробів пов’язаний з пожежами від обігрівальних електричних приладів. Проведено аналіз методів оцінки пожежної небезпеки обігрівальних електричних приладів.

            В Україні для оцінки пожежної небезпеки обігрівальних електричних приладів використовують методики випробувань за ГОСТ 27570.15, які включають детерміністичні методи, розроблені ІЕС, та за ГОСТ 16617 та ГОСТ 17083, що включають імовірнісні та детерміністичні методи, розроблені ВНДІПО.

Аналіз імовірнісних методів оцінки пожежної небезпеки обігрівальних електричних приладів показав, що положення їх суперечать принципам оцінки пожежної небезпеки електротехнічних виробів, тому що не враховують конструктивних заходів, направлених на локалізацію вогню у приладах у разі їх займання і на запобігання пожежонебезпечним відмовам пристроїв захисту. Положення цих методів також суперечать принципам оцінки надійності продукції, згідно з якими пожежна безпека має забезпечуватись на протязі терміну її служби, а не першого року експлуатації. Окрім цього, імовірнісні методи в розрахунках не враховують у повному обсязі результати випробувань в усіх пожежонебезпечних режимах роботи обігрівальних електричних приладів, визначених у ГОСТ 27570.15.

Однією із складових імовірності виникнення пожежі є імовірність досягнення температури складових частин обігрівальних електричних приладів критичних значень. Цю імовірність розраховують через функцію розподілу Стьюдента. Виявлено, що значення цієї функції не відповідають кількості зразків, що випробовують, і представлені з похибкою округлення значно більшою ніж критерій оцінки.

            Вихідними даними для розрахунку імовірності досягнення температури складових частин критичних значень є температура їх нагрівання у пожежонебезпечних режимах роботи. Аналіз методів показав, що температури складових частин обігрівальних електричних приладів визначають за умов прикладання різних рівнів напруги живлення та перераховують до різних значень температури навколишнього середовища.

         Для оцінки пожежної небезпеки обігрівальних електричних приладів також використовують методи випробувань джерелами запалювання, а саме  голчастим полум’ям, розжареним дротом та інші, за винятком кабелів і проводів, для яких застосовують метод випробування на поширення полум’я за розділом 2 ГОСТ 12176. Метод, що нормується у цьому стандарті, розроблено на основі методу, опублікованого у 1979 році Міжнародною електротехнічною комісією у стандарті ІЕС 60332-1. У 1993 році цією організацією було опубліковано нову редакцію цього стандарту, який застосовують разом зі стандартом ІЕС 60332-2. Метод, що нормується у другій частині ІЕС 60332, застосовують у випадках втрати зразками цілісності під час випробувань за основним методом, визначеним у першій частині.

Порівняльний аналіз методів випробувань кабелів і проводів на поширення полум’я, який є складовою частиною обігрівальних електричних приладів, з методами випробувань інших видів електротехнічної продукції показав, що Міжнародною електротехнічною комісією прийнято для випробувань нове джерело полум’я потужністю 1 кВт за ІЕС 60695-2-4/1 і введено додатковий критерій, згідно з яким оцінюється поширення полум’я вниз від точки прикладання полум’я. Проте, пожежна небезпека кабелів та проводів не оцінюється за такими критеріями, як тривалість самостійного горіння і відділення від них здатних до запалювання часток. Тобто, за критеріями, за якими оцінюють інші складові частини обігрівальних електричних приладів та інші види електротехнічної продукції. Порівняльний аналіз методів випробувань також виявив відмінності у кількості зразків кабелів та проводів, що випробовують, в умовах прикладання випробувального полум’я до зразків, у температурах, за яких проводять випробування, і в умовах кондиціювання зразків перед випробуванням.

На підставі проведеного аналізу методів оцінки пожежної небезпеки обігрівальних електричних приладів сформульовано задачі досліджень та основні напрямки їх розв’язання.

            У ДРУГОМУ РОЗДІЛІ наведено результати досліджень характеристик горіння кабелів і проводів у залежності від випробувального полум’я, способу його прикладання до зразків, температури навколишнього середовища, умов кондиціювання зразків. Показано залежність результатів випробувань кабелів і проводів від критеріїв оцінки пожежної небезпеки.

В Україні для оцінки стійкості кабелів і проводів до поширення полум’я використовують випробувальне полум’я за ГОСТ 12176, потужність якого не нормована. У міжнародній практиці за ІЕС 60332-1  для цих цілей застосовують полум’я потужністю 1 кВт за ІЕС 60695-2-4/1. Встановлено, що значення такого показника пожежної небезпеки як тривалість самостійного горіння кабелю однієї марки за умови прикладання полум’я потужністю 1 кВт перевищує значення, отримане за умови прикладання полум’я за ГОСТ 12176, на величину до 44,7 %.

Міжнародною електротехнічною комісією прийнято два способи прикладання до зразків полум’я потужністю 1 кВт. Для кабелів і проводів за ІЕС 60332-1 це полум’я прикладають так, щоб блакитний його конус торкався поверхні зразка. За ІЕС 60695-2-4/1 це полум’я прикладають так, щоб відстань вздовж осі пальника між пальником і зразком становила 100 мм.  За результатами досліджень виявлено, що значення такого показника пожежної небезпеки як довжина звугленої частини кабелю однієї марки під час прикладання випробувального полум’я за ІЕС 60695-2-4/1 перевищує  значення, отримане під час прикладання його за ІЕС 60332-1, на величину до 12,5 %.  Визначено для випробувань кабелів і проводів застосування полум’я потужністю 1 кВт  і спосіб його прикладання за ІЕС 60695-2-4/1.

Аналіз міжнародних стандартів виявив відмінності в нормуванні значень температури навколишнього середовища під час випробувань кабельної продукції. Зважаючи на це, проведено дослідження з визначення впливу температури навколишнього середовища на характеристики горіння кабелів і проводів. Результати експериментальних досліджень виявили, що у діапазоні температури навколишнього середовища від 13 °С до 35 °С збільшується до 2,8 % значення довжини звугленої частини кабелів вище точки прикладання випробувального полум’я (див. рис. 1) і до 4,8 % значення тривалості самостійного горіння зразка.

Аналіз міжнародних стандартів виявив неоднозначність у нормуванні вимог до кондиціювання зразків під час проведення випробувань кабельної продукції. У зв’язку з цим проведено дослідження з визначення впливу температури, відносної вологості та тривалості кондиціювання зразків на характеристики горіння кабелів і проводів. Результати експериментальних досліджень, які наведено на рис. 2, показують зростання довжини звугленої частини кабелів вище точки прикладання полум’я залежно від кондиціювання зразків за температури від 18 °С до 35 °С. Таку тенденцію також виявлено для тривалості самостійного горіння цих виробів. Максимальне збільшення середньої довжини звугленої частини кабелів вище точки прикладання полум’я становило 2,9 %, а середньої тривалості  самостійного їх горіння – 6,8 %.

На рис. 3 показано, що довжина звугленої частини кабелів вище точки прикладання полум’я залежно від кондиціювання зразків за відносної вологості від 30 % до 80 % зменшується нерівномірно. Значення цього показника значно зменшуються, якщо кондиціювання кабелів проводити за відносної вологості більше ніж 70 %. Таку тенденцію також виявлено для тривалості самостійного горіння цих виробів. За умов кондиціювання кабелів за відносної вологості від 30 % до  70 % максимальне відносне відхилення між середніми значеннями довжини звугленої частини кабелів становило 3,7 %, а між середніми значеннями тривалості самостійного їх горіння – 3,2 %.