Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск

Оценка работоспособности электрических проводов и кабелей при одновременном воздействии пожара и токовой нагрузки

https://doi.org/10.22227/0869-7493.2022.31.06.56-67

Аннотация

Введение. Для сохранения работоспособности проводов и кабелей в условиях пожара при одновременной токовой нагрузке используются, в качестве одного из способов защиты от теплового потока, вспучивающиес я  огнезащитные покрытия. Однако влияние деструкции изоляции на работоспособность кабелей в случае реального режима пожара не исследовано.

Цели и задачи. Целью статьи является экспериментальная оценка работоспособности электрических проводов и кабелей при одновременном воздействии пожара и токовой нагрузки.

Для достижения поставленной цели были проведены опытные испытания проводов и кабелей различных марок на разработанной экспериментальной установке. При этом проводилась оценка влияния температуры нагреваемой окружающей среды на электрические параметры проводов и кабелей, такие как удельное сопротивление, индуктивность и емкость.

Теоретические основы. В случаях реальных режимов пожара зависимость температуры в помещении, влияющей на нагрев изоляции кабелей, существенно отличается от соответствующих зависимостей при различных стандартных режимах пожара. Поэтому процесс деструкции изоляции может случиться до начала вспучивания покрытия.

Результаты и их обсуждение. Разработана экспериментальная установка, позволяющая проводить постепенный нагрев кабеля с заданным шагом изменения температуры и измерять электрические характеристики кабеля. Получены зависимости удельного сопротивления, индуктивности и емкости распространенных электрических кабелей от температуры окружающего кабель воздуха. Обнаружено, что постепенный нагрев электрического проводника или кабеля приводит в конечном итоге к короткому замыканию между его токопроводящими жилами и невозможности дальнейшей передачи электрического сигнала по электрическим проводам и кабелям. Показано, что фазы и амплитуды входного электрического сигнала могут существенно изменяться до наступления короткого замыкания.

Выводы. В случае одновременного воздействия пожара и токовой нагрузки на рассмотренные в работе распространенные электрические провода и кабели в них происходит короткое замыкание в диапазоне температур, в котором еще не начинается вспучивание огнезащитных вспучивающихся покрытий на поверхности изоляции. Поэтому сохранение работоспособности электрических проводов и кабелей с помощью вышеуказанных покрытий может быть неэффективным.

Об авторах

С. В. Пузач
Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

ПУЗАЧ Сергей Викторович, д-р техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, начальник кафедры инженерной теплофизики и гидравлики

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

ResearcherID: U-2907-2019; Scopus Author ID: 7003537835



О. С. Лебедченко
Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

ЛЕБЕДЧЕНКО Ольга Сергеевна, канд. юр. наук, доцент, доцент кафедры инженерной теплофизики и гидравлики

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4



В. И. Зыков
Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

ЗЫКОВ Владимир Иванович, д-р техн. наук, профессор, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор кафедры специальной электротехники, автоматизированных систем и связи

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4



Т. И. Чистяков
Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

ЧИСТЯКОВ Тимур Игоревич, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры инженерной теплофизики и гидравлики

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4



Список литературы

1. Лебедченко О.С., Зыков В.И., Пузач С.В. Оценка функционирования сигнальных кабелей каналов безопасности атомных станций в условиях пожара // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 4. С. 51–58. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.04.51-58

2. Лебедченко О.С. Оценка обеспечения корректной работы кабелей каналов безопасности атомных станций в условиях пожара // Ройтмановские чтения : сб. мат. 8-й науч.-практ. конф. г. Москва, 5 марта 2020 г. М. : Академия ГПС МЧС России, 2020. С. 72–75. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=42880351

3. Лебедченко О.С., Пузач С.В., Зыков В.И. Эффективность применения вспучивающихся огнезащитных покрытий силовых кабелей каналов систем безопасности атомных станций в условиях пожара // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2021. Т. 30. № 4. С. 36–47. DOI: 10.22227/0869-7493.2021.30.04.36-47

4. Пузач С.В., Акперов Р.Г., Лебедченко О.С., Болдрушкиев О.Б. Оценка токсичности не распространяющих горение сигнальных кабелей при пожаре в производственных помещениях // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 5. С. 75–80. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-5-75-80

5. Зыков В.И., Анисимов Ю.Н., Малашенков Г.Н. Противопожарная защита электрических сетей от токов утечки // Снижение риска гибели людей при пожарах : мат. XVIII науч.-практ. конф. Ч. 1. М. : ВНИИПО, 2003. С. 182–185.

6. Смелков Г.И. Пожарная безопасность электроустановок. М. : Кабель, 2009. 328 с.

7. Мещанов Г.И., Холодный С.Д. Анализ особенностей горения полимерной изоляции кабелей при их групповой прокладке // Наука и техника. 2010. № 5 (324). С.10-14.

8. International atomic energy agency, benchmark analysis for condition monitoring test techniques of aged low voltage cables in nuclear power plants; final results of a coordinated research project. IAEA-TECDOC1825. Vienna, 2017. 192 p.

9. NEA/CSNI/R(2018)8. Cable ageing in nuclear power plants. Report on the first and second terms (2012– 2017) of the NEA Cable Ageing Data and Knowledge (CADAK) project. Nuclear energy agency committee on the safety of nuclear installations. December 6, 2018. 58 p. URL: https://www.oecd.org/officialdocuments/publicdisplaydocumentpdf/?cote=NEA/CSNI/R(2018)8&docLanguage=En

10. Edvard Csanyi. Internal electrical systems within nuclear power plant stations (power sources) // EEP — Electrical Engineering Portal. April 29, 2019. URL: https://electrical-engineering-portal.com/electrical-systems-nuclear-power-plant-stations.

11. Finger V. Achievements in the field of testing electrical equipment for fire resistance // Journal of electrical insulation EEE. 1986. Vol. 2. No. 4. P. 128.

12. Cable Research in Light Water Reactor Related to Mechanisms of Cable Degradation: Understanding of role of material type, history, and environment, as well as accelerated testing limitations. US DOE/ NRC/EPRI, 2013.

13. Assessing and Managing Cable Ageing in Nuclear Power Plants. NP-T-3.6. Vienna, International Atomic Energy Agency, 2012.

14. SAND 2013-2388. NPP cable materials: review of qualification and currently available ageing data for margin assessments in cable performance. Albuquerque, NM : Sandia National Laboratories, 2013.

15. SAND 2015-1794. Submerged Medium Voltage Cable Systems at Nuclear Power Plants: A Review of Research Efforts Relevant to Ageing Mechanisms and Condition Monitoring. 2015.

16. CNSC 13395-REP-00001. Ageing management of cable in nuclear generating stations. 2012.

17. Пехотиков В.А., Болодьян И.А., Рябиков А.И., Грузинова О.И. Пожар на останкинской телебашне в 2000 году. Хроника событий // Пожарная безопасность/Fire Safety. 2017. № 4. С. 108–112.

18. Xianjia Huang, Yuhong Wang, Wuyong Zeng, Lan Peng, Anthony CH Cheng, WK Chow. Compartment temperature estimation of a multiple-layer cable tray fire with different cable arrangements in a closed compartment // Journal of Fire Sciences. 2019. Vol. 37. Issue 4-6. Pp. 303–319. DOI: 10.1177/0734904119860410

19. Hostikka S., Matala A. Modelling the fire behaviour of electrical cables // SMIRT 19th, 10th Post Conference Seminar on “Fire Safety in Nuclear Power Plants and Installations”. Toronto, 2007.

20. Babrauskas V., Peacock R.D., Braun E., Bukowski R.W., Jones W.C. Fire performance of wire and cable: Reaction to fire tests — a critical review of the existing methods and of new concepts. NIST Technical Note 1291. 1991.


Рецензия

Для цитирования:


Пузач С.В., Лебедченко О.С., Зыков В.И., Чистяков Т.И. Оценка работоспособности электрических проводов и кабелей при одновременном воздействии пожара и токовой нагрузки. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022;31(6):56-67. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2022.31.06.56-67

For citation:


Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Zykov V.I., Chistyakov T.I. Operability evaluation of electrical wires and cables subjected to simultaneous fire and current loadings. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2022;31(6):56-67. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/0869-7493.2022.31.06.56-67

Просмотров: 179


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)