Нормирование требований к средствам тушения электрооборудования под напряжением на объектах энергетики
На правах рукописи
Колбасин Андрей Александрович НОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СРЕДСТВАМ ТУШЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ Специальность: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (технические наук
и, отрасль энергетика)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2012 1
Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной техники
Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Алешков Михаил Владимирович
Официальные оппоненты: Цариченко Сергей Георгиевич доктор технических наук, старший научный сотрудник, Всероссийский ордена «Знак почета» научно исследовательский институт противопожарной обороны, заместитель начальника института Львов Юрий Николаевич доктор технических наук, ОАО «Научно-технический центр федеральной сетевой компании единых энергетических систем», заведующий лабораторией диагностики трансформаторов Ведущая организация ФГБОУ «Казанский государственный энергетический университет»
Защита состоится «20» декабря 2012 г. в 11 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу:
129366, Москва, ул. Б. Галушкина, 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС России.
Автореферат разослан «16» ноября 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Швырков Сергей Александрович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. К основным задачам государственной энергетической политики в сфере обеспечения энергетической безопасности, как одной из важнейших составляющих национальной безопасности России, относятся устойчивость энерге тического сектора к внешним и внутренним экономическим, техно генным и природным угрозам, надежному топливо и энергообеспече нию, а так же его способность минимизировать ущерб, вызванный проявлением различных дестабилизирующих факторов. К таким факторам, в частности, относятся аварии и пожары. При этом в последнее десятилетие наблюдается увеличение крупных аварий и пожаров на объектах отрасли, сопровождающихся значительным материальным ущербом, гибелью и травмами людей (авария и пожар на подстанции «Чагино» в г. Москве, авария на «Саяно-Шушенской» ГЭС, пожар на ТЭЦ № 3 в г. Барнауле и др.).
К основным причинам возникновения пожаров и аварий относят ся сильный износ энергетического оборудования (до 70 %), рост энергопотребления в стране без пропорционального ввода новых энергетических мощностей, недостаточный контроль со стороны обслуживающего персонала за состоянием электрооборудования и др.
В сложившейся ситуации перед пожарно-спасательной службой МЧС России ставятся первоочередные задачи по обеспечению безопасно сти людей, повышению эффективности тушения пожаров и снижению материального ущерба.
Основная опасность при ликвидации аварий и пожаров на объек тах энергетического комплекса связана с возможным поражением людей электрическим током, особенно при тушении электрооборудо вания под напряжением, когда по струе огнетушащего вещества проходит ток утечки, величина которого выше неощутимого значения тока (0,5 мА). Вопросы эффективного и безопасного тушения пожаров электрооборудования под напряжением активно рассматривались в 1970-80 гг. во Всероссийском ордена «Знак почета» научно исследовательском институте противопожарной обороны (ВНИИПО).
В результате выполненных работ был решен ряд задач по возможно сти применения ручных пожарных водяных и пенных стволов с постоянными выходными диаметрами насадков. Исследована безопасность применения первичных средств пожаротушения.
Однако в дальнейшем вопросам тушения пожаров электрообору дования под напряжением уделялось незначительное внимание. При этом пожарное оборудование, как в зарубежных странах, так и в России, получило сильное развитие. Появились новые огнетушащие вещества (ОТВ) и средства их подачи, новое применение получили ранее известные ОТВ. При этом, их эффективность и возможность безопасного применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением не исследовалась.
Следует особо отметить, что на критически важных энергетиче ских объектах страны (атомных электростанциях) существует пере чень помещений, отключение электроэнергии в которых недопустимо в связи с обеспечением безопасности работы ядерного реактора.
Следовательно, тушение пожара в этих помещениях должно произво диться без снятия напряжения с токоведущих частей оборудования, находящегося в диапазоне от 0,4 до 6 кВ.
Изложенное свидетельствует о необходимости продолжения исследований, связанных с разработкой новых средств и методов тушения пожаров электрооборудования под напряжением, направлен ных на обеспечение безопасности личного состава, уменьшение времени до начала подачи огнетушащих веществ и, как следствие, снижение материального ущерба.
Таким образом, целью работы является развитие нормативных положений в части обоснования требований к средствам эффективно го и безопасного тушения электрооборудования под напряжением на объектах энергетической отрасли.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать возможность применения различных по составу огнетушащих струй и средств их подачи для тушения пожа ров электрооборудования под напряжением;
- разработать стенд и методику для экспериментального опреде ления величины тока утечки по струе огнетушащего вещества, а также оценки влияния на ток утечки структуры струи, расстояния до средств подачи, напряжения на электрооборудовании и характеристик насос но-рукавной системы;
- обосновать требования и усовершенствовать конструкцию ручного пожарного ствола для тушения пожаров электрооборудова ния под напряжением;
- разработать рекомендации по применению средств подачи огнетушащих веществ для тушения пожаров электрооборудования под напряжением на объектах энергетики.
Объектом исследования является процесс тушения электрообо рудования под напряжением до 50 кВ.
В качестве предмета исследования рассматривались состав и структура струй огнетушащих веществ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Создан стенд и разработана методика проведения экспери ментов для оценки влияния на ток утечки структуры струи, расстоя ния до средств подачи, напряжения на электрооборудовании и харак теристик насосно-рукавной системы.
2. Впервые определены токи утечки по струе огнетушащих веществ из ручных комбинированных пожарных стволов.
3. Получены математические зависимости для определения минимально безопасных расстояний при использовании ручных комбинированных пожарных стволов для тушения электрооборудова ния под напряжением.
4. Обоснованы требования и разработана усовершенствованная конструкция ручного пожарного ствола для тушения пожаров электрооборудования под напряжением до 50 кВ.
5. Разработаны рекомендации по безопасному применению средств подачи огнетушащих веществ на тушение пожаров электро оборудования под напряжением на объектах энергетики.
Практическая значимость работы заключается в использова нии результатов проведенного теоретического и экспериментального исследований при выборе средств и методов эффективной и безопас ной подачи различных огнетушащих веществ на тушение электрообо рудования под напряжением до 50 кВ, а также разработки соответ ствующих норм пожарной безопасности.
Материалы диссертации реализованы при:
- выполнении научно-исследовательской работы: «Оценка возможности применения пожарного ствола марки ZERSTAEUBER STRAHLROHR GOST («AWG», Германия) для тушения пожаров элек трооборудования под напряжением» (Москва, АГПС МЧС России – ОАО «Концерн Росэнергоатом», 2012 г.);
- определении возможности применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением до 10 кВ устройства пожаро тушения типа «ГИРС-400» (Екатеринбург, НПП «Лантан», 2010 г.);
- установлении возможности применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением до 50 кВ установки пожаро тушения тонкораспыленной водой модели УПТВ-50/120 (Москва, НПО «Простор», 2011 г.);
- первоначальном обучении и повышении квалификации персо нала филиала «Казанские электрические сети» энергетической компа нии ОАО «Сетевая компания» (Казань, «КЭС», 2012 г.).
Основные результаты работы были доложены на:
- Международной научно-практической конференции «Системы безопасности – 2011» (Москва, АГПС МЧС России, 2011 г.);
- Международной научно-практической конференции «Проблемы техносферной безопасности – 2012» (Москва, АГПС МЧС России, 2012 г.);
- Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность» (Иваново, Ивановский институт ГПС МЧС России, 2011 г.);
- Международной научно-практической конференции «Актуаль ные проблемы пожарной безопасности» (Москва, ФБУ ВНИИПО МЧС России, 2012 г.);
- V Московской межвузовской научно-практической конферен ции «Студенческая наука» (Москва, МСЦ при правительстве г. Москвы, 2010 г.).
На защиту выносятся:
- результаты исследования возможности безопасного применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением различ ных по составу и структуре струй огнетушащих веществ;
- разработанные стенд и методика для исследования величины тока утечки по струе огнетушащих веществ из ручных пожарных стволов;
- уравнения регрессии для определения тока утечки по струе ОТВ в зависимости от геометрических параметров удаленности, напряже ния на электрооборудовании и площади выходного сечения ручных пожарных столов с регулируемым расходом;
- усовершенствованная конструкция ручного пожарного ствола для тушения электрооборудования под напряжением до 50 кВ;
- требования и рекомендации по применению средств подачи ОТВ для тушения пожаров электрооборудования под напряжением на объектах энергетики.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.
Структура, объем работы и ее основные разделы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 152 стра ницах машинописного текста, включает в себя 20 таблиц, 38 рисун ков, список использованной литературы из 97 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сфор мулированы цель и задачи исследования, проанализированы объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и её практи ческая значимость.
В первой главе «Анализ состояния вопроса и обоснование задач исследования» представлены результаты анализа пожарной опасности объектов энергетики, а также отечественных и зарубежных работ, посвященных возможности тушения пожаров электрооборудования под напряжением.
Установлено, что основной опасностью при тушении пожаров электрооборудования под напряжением является высокая вероятность поражения электрическим током лиц, задействованных в проведении работ по ликвидации пожара. В связи с этим, рассмотрены различные варианты поражения людей электрическим током и его последствий, проанализированы научные работы по электробезопасности и воздей ствию электрического тока на человека.
Выполнен анализ статистики пожаров с 1993 по 2011 гг., произошедших по причине нарушения правил устройства и эксплуа тации электрооборудования. Установлено, что по указанной причине происходило, в среднем, 53217 пожаров/год ( 21 % от общего числа пожаров/год). Следует отметить, что, несмотря на общую тенденцию ежегодного снижения количества пожаров в стране, доля пожаров, происходящих по рассматриваемой причине, остается неизменно высокой. При этом прямой материальный ущерб от таких пожаров значительно возрастает.
Проанализированы особенности развития и тушения пожаров электрооборудования под напряжением. Выявлено, что на увеличение времени свободного развития пожара и, как следствие, увеличение материального ущерба, в значительной степени влияют необходи мость предварительного проведения отключения электроэнергии на объекте, а также произведение заземления пожарных автомобилей и средств тушения.
Таким образом, обоснована необходимость проведения дальней ших исследований, направленных на разработку новых средств и методов тушения пожаров электрооборудования под напряжением.
Во второй главе «Теоретическое исследование возможности безопасного тушения электрооборудования под напряжением при использовании различных по составу и структуре струй огнетушащего вещества» рассмотрены современные огнетушащие вещества и воз можность их безопасного и эффективного применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением. Представлен анализ научных работ, посвященных струйному истечению жидкости под давлением. Рассмотрено истечение жидкости из современных средств подачи ОТВ. Изучены требования действующих нормативных доку ментов, регламентирующих порядок проведения работ по тушению пожаров электрооборудования под напряжением.
Большой вклад в исследования возможности безопасного туше ния электрооборудования под напряжением огнетушащими веще ствами внесли специалисты ВНИИПО (Н.В. Навценя, Н.В. Исавин, И.Ф. Поединцев, С.Н. Артюнов, С.Г. Цариченко, О.М. Курбатский, А.К. Микеев, В.В. Агафонов и др.). По результатам проведенных исследований была установлена возможность применения для туше ния пожаров электрооборудования под напряжением сплошных струй воды, исходя из диаметра насадка средства подачи ОТВ, электропро водности струи, напряжения на электрооборудовании и расстояния до него. Также были определены допустимые напряжения, при которых возможно безопасно производить тушение различными видами огне тушителей. Результаты проведенных исследований были отражены в вышедших в 1987 г. рекомендациях «Тактика тушения электроустано вок, находящихся под напряжением» (табл. 1).
Важно отметить, что в соответствии с требованиями «Межотрас левых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» (ПОТ РМ 016-2001) установлена процедура обмыва компактными струями воды гирлянд изоляторов энергетического оборудования без снятия напряжения с его токоведущих частей. При этом, безопасные расстояния до изоляторов определяются исходя из напряжения на электрооборудовании и диаметра насадка ствола (табл. 2).
Таблица Минимальные безопасные расстояния до горящих электроустановок под напряжением при подаче огнетушащих веществ из ручных стволов Применяемое огне- Безопасные расстояния (м) до горящих электроустановок, тушащее вещество и находящихся под напряжением (кВ, включительно) устройство для его подачи под дав- до 1 от 1 до 10 от 10 до 35 от 110 до лением 0,4 Па Вода (компактная Тушение струя), подаваемая из компактными 4,0 6,0 8,0 10, стволов моделей струями воды PCK-501) и PC-502) не допускается Вода (распыленная струя), подаваемая из 1,5 2,0 2,5 3,0 4, стволов с насадками типа НРТ-53) Огнетушащие по рошковые составы;
одновременная пода 1,5 2,0 2,5 3,0 4, ча распыленной воды и огнетушащих порошков 1) РСК-50 – ствол пожарный ручной комбинированный с диаметром услов ного прохода 50 мм и диаметром насадка ствола 11,5 мм.
2) РС-50 – ствол пожарный ручной с диаметром условного прохода 50 мм и диаметром насадка ствола 13 мм.
3) НРТ-5 – турбинный насадок распылитель для формирования распыленной струи воды или водного раствора пенообразователя большой длины с равномер ной плотностью и высокой степенью распыления жидкости.
Таблица Минимально допустимые расстояния по струе воды между насадкой и обмываемым изолятором Диаметр Минимально допустимое расстояние по струе, м, выходного при напряжении электроустановки, кВ отверстия до 10 35 110 - 150 220 330 насадки, мм 10 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8, 12 3,5 4,5 6,0 8,0 9,0 10, 14 4,0 5,0 6,5 8,5 9,5 11, 16 4,0 6,0 7,0 9,0 10,0 12, Учитывая существенное расхождение в значениях безопасных расстояний при подаче струй воды на электрооборудование под напряжением, представленных в табл. 1 и 2, обусловлена необходи мость проведения дальнейших экспериментальных исследований по определению величины тока утечки по струе ОТВ при подаче из руч ных пожарных стволов различного конструктивного исполнения.
В третьей главе «Экспериментальное нахождение величины тока утечки по струе огнетушащего вещества» приведено описание разработанного стенда и методики проведения экспериментов по измерению величины тока утечки по струе ОТВ из ручных пожарных стволов различного конструктивного исполнения. По результатам обработки экспериментальных данных, получены уравнения регрес сии для определения тока утечки в зависимости от напряжения на электрооборудовании, длинны струи и характеристик насосно рукавной системы.
Для решения поставленных в работе задач был разработан стенд определения тока утечки по струе огнетушащего вещества, принципи альная схема которого показана на рис. 1.
Экспериментально на данном стенде возможно оценить:
- значения величин тока утечки по струе ОТВ из пожарных стволов нормального и высокого давления;
- влияние давления в насосно-рукавной системе на величину тока утечки по струе ОТВ;
- влияние расстояния между насадкой ствола и электрооборудо ванием под напряжением на ток утечки по струе ОТВ из различных средств подачи;
- влияние напряжения на электрооборудовании на ток утечки по струе ОТВ.
Стенд состоит из мишени, закрепленной на изоляторах типа «ИОС-110», подключенной к источнику высокого напряжения.
В качестве источника высокого напряжения использован аппарат «АИД-70М», позволяющий воспроизводить переменное напряжение в диапазоне от 1 до 50 кВ. Для установки испытываемого пожарного ствола изготовлена изолированная опора, позволяющая надежно закреплять ручные пожарные стволы различного конструктивного исполнения. Для вывода измеряемого параметра (тока утечки) приме няется цифровой мультиметр модели «Fluke 15B» (диапазон измере ний переменного тока от 0,1 мкА до 10А).
Рис. 1. Принципиальная схема стенда для определения тока утечки по струе ОТВ:
1 – мишень;
2 – цифровой мультиметр;
3 – испытываемый пожарный ствол;
4 – изолированная опора для установки пожарного ствола;
5 – расходомер;
6, 7 – аппарат испытания диэлектриков «АИД-70М» Измерение гидравлических характеристик насосно-рукавной системы осуществляется при помощи расходомера модели «Flowmas ter 250». Все средства измерения имеют действующие свидетельства о поверке установленного образца. Стенд аттестован аккредитован ной организацией ЗАО «ИТ «Тест-прибор» на соответствие требова ниям безопасности при проведении испытаний (аттестат № 607-11 от 26.12.2011 г.). На стенд получен патент на полезную модель (№ 119921 от 11.04.2012 г.).
С целью проверки работоспособности стенда была проведена установочная серия экспериментов. В качестве исследуемых были выбраны стволы модели «РС-50» с диаметром насадка 13 мм и модели «РС-70» с диаметром насадка 19 мм (рис. 2, поз. 1). Основным крите рием для выбора данных стволов послужило их широкое использова ние в подразделениях пожарной охраны страны. Проведение устано вочной серии экспериментов позволило убедиться в работоспособно сти стенда и возможности исследования на нем величины тока утечки по струе ОТВ.
Рис. 2. Кадры экспериментов по определению величины тока утечки по струе ОТВ из различных средств подачи:
1 – ствол модели «РС-70»;
2 – ствол модели «КУРС-8» с пенным насадком;
3 – ствол установки пожаротушения тонкораспыленной водой типа УПТВ-50/120;
4 – генератор пены средней кратности модели «ПУРГА-2»;
5 – универсальный комбинированный ствол модели «КУРС-8»;
6 – универсальный комбинированный ствол модели «РСКУ-50А» Также были проведены эксперименты по определению тока утеч ки по струе пены средней кратности из ствола модели «Пурга-2» (рис. 2, поз. 4) и пены низкой кратности из ствола модели «КУРС-8» (рис. 2, поз. 2). Для получения пены использовался фторсинтетический пенообразователь марки ПО-6АЗF-3 %. В результате проведенных экспериментов установлено, что ток утечки по струе пены низкой кратности из ствола «Курс-8» на расстоянии 6 м до мишени под напряжением 10 кВ находится в диапазоне от 16 до 19 мА. Ток утеч ки по струе пены средней кратности из ствола «Пурга-2» на расстоя нии 5 м до мишени – в диапазоне от 11 до 12 мА.
Таким образом, проведенные исследования доказывают небезопас ное применение данного пенообразователя для тушения электрообо рудования под напряжением, так как значения тока утечки по струе значительно превышают максимально допустимое значение (0,5 мА).
Важным аспектом является возможность применения для туше ния пожаров электрооборудования под напряжением тонкораспылен ной воды. Испытания установки пожаротушения тонкораспыленной водой проводились при напряжении на мишени 50 кВ и расстоянии до нее от 1 до 3 м (рис. 2, поз. 3). Максимально зафиксированный ток утечки по струе ОТВ составил 37,7 мкА с расстояния 1 м до мишени, что примерно в 13 раз меньше допустимого значения. Полученные данные позволяют сделать вывод о перспективности использования тонкораспыленной воды для тушения пожаров электрооборудования под напряжением.
Основная часть экспериментов была посвящена определению величины тока утечки по струе ОТВ из стволов с регулируемым рас ходом (рис. 2, поз. 5, 6), что обусловлено их широким внедрением в современную практику тушения пожаров. Кроме этого, особенности конструктивного исполнения выходных каналов этих стволов, пред ставляющих собой коаксиальную щель между криволинейным дефлектором и выходным каналом ствола, не позволяют использовать ранее полученную специалистами ВНИИПО зависимость для опреде ления безопасных расстояний при работе оператора тушения пожара.
Обработка полученных экспериментальных данных производи лась методом наименьших квадратов и сводилась к решению следую щей системы уравнений:
(1) где ток утечки на стволе, мА;
расстояние от насадка ствола до мишени под напряжением, м;
U – напряжение на мишени, кВ;
положение регулятора расхода на стволе, характеризующее площадь сечения струи на выходе из ствола, мм2.
За положение регулятора расхода на стволе принята площадь выходного сечения канала ствола, которая соответствует выбранным расходам на стволе при давлении жидкости 0,4 МПа.
Система уравнений (1) решалась методом Гаусса в матричной форме записи. В результате получены следующие зависимости:
- для ствола модели «КУРС-8» ;
(2) - для ствола модели «РСКУ-50А», (3) где ток утечки по струе, А;
положение регулятора расхода на стволе, мм ;
напряжение на мишени, В;
расстояние до мише ни под напряжением, м;
удельное электрическое сопротивление, Ом·мм/м.
Подставляя в зависимости (2) и (3) безопасно допустимое значе ние тока утечки (0,5 мА), были получены минимальные безопасные расстояния (Lбез) до электрооборудования под напряжением в зависи мости от исследуемых параметров (табл. 3).
Таблица Минимальные безопасные расстояния при подаче ОТВ для тушения пожаров электрооборудования под напряжением d, мм Модель ствола U, кВ Lбез, м 1 2 3 2 0, 10 4 1, 8 2, 2 0, «КУРС-8» 20 4 2, 8 6, 2 1, 36 4 4, 8 11, 1 2 3 2 0, 10 4 1, 8 3, 2 0, «РСКУ-50А» 20 4 2, 8 6, 2 1, 36 4 3, 8 9, Анализ представленных в табл. 3 значений минимально безопас ных расстояний показывает, что они в значительной степени зависят от положения регулятора расхода на стволе и напряжения на электрообо рудовании. В общем случае, можно утверждать, что при применении стволов моделей «КУРС-8» и «РСКУ-50А» безопасным будет тушение электрооборудования под напряжением до 36 кВ с расстояния не менее 12 м. Для практического применения рекомендованы графические зависимости, представленные на рис. 3 и 4.
U, кВ при d = при d = при d = Lбез, м Рис. 3. Зависимость безопасного расстояния от напряжения на электрооборудовании при использовании ствола «КУРС-8» U, кВ при d = при d = при d = Lбез, м Рис. 4. Зависимость безопасного расстояния от напряжения на электрооборудовании при использовании ствола «РСКУ-50А» В четвертой главе «Технические решения и практические реко мендации по применению средств подачи огнетушащего вещества и средств защиты личного состава пожарных подразделений при туше нии пожаров электрооборудования под напряжением» сформулирова ны общие требования к ручным пожарным стволам для возможности их безопасного использования при тушении пожаров электрооборудо вания под напряжением. Предложена усовершенствованная конструк ция ствола. Даны рекомендации по тушению пожаров электрообору дования под напряжением.
К основным требованиям, предъявляемым к ручным пожарным стволам, применяемым для тушения пожаров электрооборудования под напряжением, относятся:
- обязательное наличие перекрывающего устройства (обусловле но необходимостью быстрого прекращения подачи огнетушащего вещества в случае возникновения опасности поражения электриче ским током);
- формирование струи высокой степени дисперсности при удо влетворительной дальности подачи (до 15 м);
- применение диэлектрических материалов в качестве внешних элементов конструкции ствола (капролон, резина, и т. п.);
- разделение потока огнетушащего вещества, поступающего в ствол, на несколько струй малого диаметра истечения (до 5 мм).
Выполненный в работе анализ тактико-технических и конструк тивных особенностей ручных пожарных стволов отечественного и зарубежного производства показал, что сформулированным требова ниям наиболее удовлетворяет конструкция ручного ствола модели «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST», производства немецкой ком пании «AWG», общий вид которого представлен на рис. 5.
Рис. 5. Общий вид ствола модели «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST» Однако, при проведении испытаний на ток утечки по струе ОТВ из ствола указанной модели, были выявлен ряд недостатков:
- малая дальность подачи струи ОТВ (до 6 м) при рабочем давлении в насосно-рукавной системе 0,6 МПа;
- частое засорение насадок распылителей, приводящее к значи тельному снижению работоспособности ствола;
- отсутствие дополнительной защиты ствольщика в случае превышения допустимого тока утечки по струе;
- неудобство в использовании ствола с точки зрения эргономики.
Таким образом, для возможности эффективного и безопасного использования этого ствола при тушении пожаров электрооборудова ния под напряжением было произведено усовершенствование его конструкции (рис. 6), заключающееся в следующем:
- ввиду того, что насадки ствола имеют малый диаметр, в конструкции ствола предусмотрен элемент для очистки струи ОТВ, позволяющий предотвратить засорение насадок распылителей;
- для повышения эффективной дальности струи, а также в качестве средства дополнительной очистки ствола от загрязнений, центральная насадка заменена на отверстие, диаметром 5 мм;
- для увеличения безопасности ствольщика при подаче ОТВ на электрооборудование под напряжением и улучшения эргономики элементы ствола (рукоятка управления шаровым краном, рукоятка для удержания ствола, оплетка канала ствола и соединительная головка) заменены на более удобные в использовании и выполнены из диэлек трических материалов.
Рис. 6. Общий вид элементов усовершенствования ствола «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST»:
1 – отверстие для очистки ствола от загрязнения;
2 – диэлектрическая (резиновая) оплетка трубы;
3 – капролоновая рукоятка управления шаровым краном;
4 – фильтрующая сетка;
5 – капролоновая муфтовая головка ГМ-50;
6 – диэлектрическая рукоятка для удержания ствола Результаты испытаний усовершенствованного ствола показали, что он позволяет формировать водяную струю высокой степени дис персности с дальностью подачи до 15 м. При этом ток утечки по струе ОТВ при расстоянии 1 м до электрооборудования под напряжением кВ не превышает 40 мкА, что значительно меньше допустимого зна чения (рис. 7).
а) б) Рис. 7. Фрагменты испытаний усовершенствованного ствола модели «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST»:
а) испытания на величину тока утечки по струе огнетушащего вещества;
б) общий вид огнетушащей струи По результатам проведенных исследований сформулированы требования и разработаны рекомендации по применению средств подачи ОТВ для тушения пожаров электрооборудования под напря жением на объектах энергетики, позволяющие повысить эффектив ность и безопасность проведения работ по ликвидации таких пожаров.
К общим требованиям, в частности, относятся:
- не допускать применение пен средней и низкой кратности на основе фторсинтетического пенообразователя марки ПО-6АЗF-3 % для тушения пожаров электрооборудования под напряжением с участием оператора (ствольщика);
- допускается применять для тушения пожаров электрооборудо вания под напряжением до 36 кВ универсальные комбинированные стволы моделей «КУРС-8» и «РСКУ-50А» с расстояния не менее 12 м.
При использовании этих моделей стволов на меньших расстояниях необходимо изменять положения регулятора расхода ствола исходя из условий безопасности по зависимостям, представленным на рис. 3, 4;
- допускается использовать для тушения электрооборудования под напряжением до 50 кВ установки пожаротушения тонкораспы ленной водой, при этом, расстояние до оператора тушения должно быть не менее 1 м;
- производить определение тока утечки по струе ОТВ для вновь вводимых в эксплуатацию пожарных стволов с целью оценки воз можности их применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением;
- предусмотреть в составе пожарно-технического вооружения на автомобилях, входящих в состав объектовых пожарных частей энерге тического комплекса, усовершенствованного ствола модели «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST» для тушения пожаров электро оборудования под напряжением до 50 кВ с расстояния не менее 1 м;
- при прокладке рукавных линий к месту пожара электрообору дования использовать латексированные рукава с внутренним гидро изоляционным слоем и каркасом с пропиткой;
- в качестве материала соединительных головок в пожарных рукавах и стволах необходимо использовать капралон;
- для обеспечения защиты личного состава от поражения элек трической дугой и попадания под напряжение шага целесообразно применение специальной термостойкой и дугостойкой одежды, обуви.
При выборе ствольщиками позиции для тушения пожара элек трооборудования под напряжением необходимо соблюдение следую щих требований:
- производить тушение только при условии достаточной для оценки расстояния видимости;
- расстояние от позиции ствольщика должно быть не менее 1 м;
- предупреждать возможность попадания отработанного ОТВ на позицию ствольщика;
- при тушении электрооборудования на открытых площадках подачу ОТВ производить строго по направлению ветра.
Соблюдение вышеописанных требований позволит в значитель ной мере повысить безопасность личного состава пожарных подраз делений, принимающего участие в тушении пожаров электрооборудо вания под напряжением на объектах энергетического комплекса стра ны, а также минимизировать последствия от пожаров данного класса.
ВЫВОДЫ 1. Обоснована возможность безопасного и эффективного тушения пожаров электрооборудования под напряжением до 50 кВ различными средствами подачи ОТВ.
2. Разработаны стенд и методика проведения экспериментов по определению возможности применения различных средств подачи ОТВ для тушения пожаров электрооборудования под напряжением до 50 кВ.
3. Установлена возможность безопасного применения для тушения пожаров электрооборудования под напряжением средств подачи тонкораспыленной воды.
4. Впервые определены токи утечки по струе ОТВ из ручных универсальных комбинированных пожарных стволов. Получены уравнения регрессии для определения минимально безопасных расстояний при использовании данных стволов для тушения пожаров электрооборудования под напряжением.
5. Обоснованы требования к специальному ручному пожарному стволу, предназначенному для тушения пожаров электрооборудова ния под напряжением. Предложена усовершенствованная конструк ция ствола, обеспечивающего эффективное и безопасное тушение пожаров электрооборудования под напряжением до 50 кВ.
6. Разработаны рекомендации по применению средств подачи ОТВ для тушения пожаров электрооборудования под напряжением на объектах энергетики.
Основные положения диссертации опубликованы в работах:
1. Алешков М.В. Особенности развития и тушения пожаров на объектах энергетики [Электронный ресурс] / М.В. Алешков, Д.С.
Пушкин. А.А. Колбасин // Технологии техносферной безопасности. – 2010. – № 3. – Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2010-3/09 03-10.ttb.pdf.
2. Колбасин А.А. Экспериментальное исследование величины тока утечки по струе огнетушащего вещества из ручных пожарных стволов [Текст] / А.А. Колбасин // Пожары и чрезвычайные ситуации:
предотвращение, ликвидация. – 2012. – № 2. – С. 10-16.
3. Алешков М.В. Исследование тока утечки по струе из ручных пожарных стволов при подаче огнетушащего вещества на электрообо рудование под напряжением [Текст] / М.В. Алешков, А.А. Колбасин // Энергосбережение и водоподготовка. – 2012. – № 5. – С. 69-71.
4. Пат. 119921 Российская Федерация. Испытательный стенд пожарной техники [Текст] / Колбасин А.А.;
заявители и патентообла датели Алешков М.В., Емельянов Р.А., Колбасин А.А. и др. – № 2012113951;
заявл. 11.04.2012;
опубл. 27.04.2012. – 3 с.
5. Алешков М.В. Тушение пожаров электрооборудования под напряжением [Текст] / М.В. Алешков, А.А. Колбасин // Материалы 20-й Международной научн.-технич. конф.: Системы безопасности – 2011. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. – С. 140-141.
6. Колбасин А.А. Особенности развития и тушения пожаров, воз никающих по причине нарушения правил устройства и эксплуатации электроустановок [Текст] / М.В. Алешков, А.А. Колбасин // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. – 2010. – № 3. – С. 54-57.
7. Алешков М. В. Тушение пожаров электрооборудования под напряжением [Текст] / М.В. Алешков, А.А. Колбасин // Материалы VI Международной научн.-практ. конф.: Пожарная и аварийная безопас ность. – Иваново: Иван. Ин-т ГПС МЧС России, 2011. – С. 15-16.
8. Колбасин А.А. Стенд для определения тока утечки по струе огнетушащего вещества из ручных пожарных стволов [Текст] / А.А.
Колбасин // Материалы международной научн.-практ. конф. молодых ученных и специалистов: Проблемы техносферной безопасности – 2012. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. – С. 109-111.
Подписано в печать 09.11.2012. Формат 60х84/1/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № Академия ГПС МЧС России. 129366, г. Москва, ул. Б. Галушкина,