Анализ пожаров, происшедших по причине БПС в электроустановках (на примере Орловской области)

С развитием электроэнергетики, всё чаще стали фиксироваться пожары на объектах производства электроэнергии. Даже несмотря на соблюдение всех предусмотренных правил пожарной безопасности, полностью не удаётся избежать возгораний. Поэтому на объектах энергетики помимо строго соблюдения требований пожарной безопасности, необходимо рассмотреть возможность различных вариантов возгораний и разработать оптимальные стратегии их тушения. И чаще всего он возникает потому, что многие не выполняют элементарных правил безопасности. А неправильное поведения во время пожара, способствует его дальнейшему распространению [1].

Процессы горения обычно формируются под действием химических реакций окисления, то есть соединения вещества с кислородом воздуха. Горение - это быстрое окисление, при котором выделяется энергия в виде тепла и света.

Для формирования классического процесса самостоятельного горения при снятом рабочем напряжении необходимы два условия: наличие горючего вещества и наличие окислителя (например, кислорода воздуха) [2].

Необходимо наличие так называемого треугольника горения, две стороны которого образованы указанными двумя условиями, а третья сторона - нагрев вещества до температуры самовоспламенения.

Процесс самостоятельного горения формируется только в том случае, когда пары вещества смешиваются с воздухом в достаточном количестве и при этом подогреваются до температуры самовоспламенения [3-5].

Теплота, необходимая для нагрева до температуры самовоспламенения, сообщается веществу от источника зажигания (пламя от постороннего источника, электрический разряд, тепло от нагретых токоведущих частей, искры удара или трения, тепло механической работы или химической реакции) [6].

Общее количество пожаров в целом по Орловской области за период с 2011 по 2015 годы составило 3597, из них 963 пожара произошло из-за электрооборудования, что составляет порядка 26,77% от общего количества пожаров за данный период.

Из 963 пожаров происшедших от «электротехнических» причин, 783 пожара произошло в жилом секторе, что составляет порядка 81,3% от общего количества пожаров по данной причине.

Таблица 1

Годы	2011	2012	2013	2014	2015
Кол-во пожаров от электрооборудования	202	176	205	191	189
Кол-во пожаров от электрооборудования в жилом секторе	158	136	158	170	161
Кол-во пожаров от электрооборудования на остальных объектах	44	40	47	21	28

Характерным для данных пожаров, является пожар, происшедший 07 мая 2016 года в базовой станции БС №573143 «Успенское Столб» Орловского регионального отделения ЦФ ОАО «Мегафон» в с. Успенское Ливенского района Орловской области.

Рисунок 1 - Вид сотовой базовой станции ОАО «Мегафон» «Успенское

Столб». Стрелками указаны: 1- антенный столб; 2 - строение сотовой базовой станции.

В ходе осмотра места происшествия было установлено, что термические повреждения находятся внутри строения сотовой базовой станции. Наибольшие термические поражения конструкций и оборудования внутри строения находятся внутри электрошкафа электропитания. Обнаруженные, следы выгорания краски на западной (правой) стенке и следы обугливания и оплавления корпусов аккумуляторов в виде проекции конуса указывали на месторасположение очага пожара в районе расположения локально поврежденной контактной пластины.

Рисунок 2 - Вид на западную (правую) стенку электрошкафа (стойку) электропитания и вид на вторую от пола полку электрошкафа электропитания.

Участок выгоревшей краски до металла в форме проекции конуса (очаговый признак), на правой стенке электрошкафа электропитания, вершиной обращен в сторону расположения контактной пластины.

Следы обугливания и оплавления корпусов аккумуляторов второй полки в виде проекции конуса (очаговый признак), также вершиной обращен в сторону расположения контактной пластины.

Анализ степени термических повреждений конструкций и обстановки базовой станции показал, что признаки очага пожара находятся внутри электрошкафа электропитания в месте расположения контактной пластины, соединяющей последовательно две аккумуляторные батареи, расположенные первыми от западной стенки на второй полке от пола.

Объектом пожара являлась сотовая базовая передающая станция ОАО «Мегафон» «Успенское Столб». Данная станция была выполнена в виде отдельно стоящего строения и установленным рядом на расстоянии 1 м от западной стены, антенным столбом, выполненным из металлической трубы высотой порядка 30 м. Строение станции было электрифицировано (380 В), оборудовано автономным электропитанием, в случае аварийного отключения внешнего электроснабжения. Внутри строения находилось оборудование передающей станции. Строение было не газифицировано, отопление отсутствовало.

Как следовало накануне пожара, в районе станции происходили грозовые явления. Характерных следов воздействия молнии на элементах молниеотвода и других конструкциях станции обнаружено не было. Следовательно, версия возникновения пожара по причине воздействия молнии исключалась.

При осмотре контактной пластины было установлено, что одна из гаек контактного зажима пластины была не до конца завинчена. Что создало неплотный контакт в контактном зажиме. В случае, когда произошло отключение внешнего энергоснабжения, электропитание передающей станции стало осуществляться от аккумуляторов, что привело к протеканию тока через неплотный контакт зажима контактной пластины, что в свою очередь вызвало ее разогрев и загорание изоляции.

Рисунок 5 - Вид на контактные пластины последовательного соединения неповрежденных аккумуляторных батарей, расположенных на первой полке электрошкафа (стойке) электропитания и вид на локально поврежденную контактную пластину аккумуляторов, расположенных на второй полке электрошкафа электропитания.

На основании сопоставления вышеизложенной информации, места расположения установленного очага пожара, исключения других версий возникновения пожара, был сделан вывод о том, что причиной пожара в базовой передающей станции БС №573143 «Успенское Столб» Орловского регионального отделения ЦФ ОАО «Мегафон» явилось загорание сгораемых материалов (наиболее вероятно изоляции контактной пластины, верхнего полимерного кожуха аккумуляторов, корпусов аккумуляторов) от источника зажигания (нагретая в месте неплотного контакта контактная пластина), возникшего в результате аварийного пожароопасного режима работы контактной пластины, такого как большое переходное сопротивление.

На основании проведенного анализа пожаров за пять лет, произошедших на территории Орловской области по причине, связанной с эксплуатацией электрооборудования, можно сделать вывод о том, что приблизительно четвертая часть от общего количества пожаров происходит из-за электрооборудования. Немалую часть из них занимают пожары, причиной которых явился такой вид аварийного режима работы электроустановок как БПС, который является наиболее опасным с точки зрения его обнаружения до возникновения пожара. Следы БПС после пожара, тоже обнаруживаются крайне редко, тогда как следы короткого замыкания после пожара часто сохраняются и обнаруживаются, несмотря на то, что зачастую большое переходное сопротивление становится первопричиной возникновения короткого замыкания, следы которого обнаруживаются на месте пожара.