Информация, оборудование, промышленность

Токовая перегрузка

Токовая перегрузка - это аварийный  пожароопасный режим, при котором по элементу электросети проходит ток,  превышающий номинальное значение, на которое рассчитан данный элемент  (провод, кабель, устройство электрозащиты). В результате этого данный  элемент электросети перегревается и в нем происходят различного рода  изменения. Тепловые эффекты, сопровождающие этот режим и соответствующие  повреждения элементов электроустановок, различаются в зависимости от  кратности тока перегрузки, которая равна отношению величины рабочего  тока к номинальному или длительно допустимому. Например, при перегрузках  с кратностью не более двух в элементах электросети за короткое время не  возникают заметные термические повреждения.

Однако при длительной работе в этих же условиях происходит перегрев  проводников или токопроводящих деталей, постепенное разрушение их  изоляции со значительным снижением ее изоляционных свойств. Так, при  температуре нагрева проводников выше 65оС изоляция проводов высыхает и с  течением некоторого времени теряет свою эластичность, в ней появляются  трещины, приводящие к заметному снижению сопротивления изолирующего  покрова жил и появлению токов утечки. При более высоких перегрузках за  сравнительно короткое время могут произойти размягчение и деформация  изоляционных покровов и даже металла жил проводов и токоведущих деталей.  Как правило, после разрушения изоляции возникает короткое замыкание с  характерными для него пожароопасными факторами.

Наряду с этим следует иметь в виду, что при перегрузке изолированного  электропровода реализуется специфический способ нагревания изоляции и  особый источник зажигания. Нагрев изоляции происходит одновременно по  всей поверхности, которая контактирует с токопроводящей жилой, и  сопровождается интенсивным образованием горючей смеси продуктов пиролиза  с воздухом. Этот процесс при условии неотключения источника  электропитания может продолжаться до полного разрушения проводника,  которое произойдет, например, при достижении токоведущей жилой  температуры плавления металла. Разрушение электропроводника может  произойти по другому механизму, когда, например, ослабнет при  температуре, близкой к температуре плавления металл проводника, свободно  висящего на элементах конструкций, и проводник разрушится под действием  собственного веса. Характерно, что при достижении этого момента  произойдет разрыв жилы, сопровождающийся искровым разрядом, независимо  от того, питается ли цепь от источника постоянного или переменного тока.  Этот разряд является эффективным источником зажигания образовавшейся  горючей смеси. При еще больших кратностях токов перегрузки источниками  зажигания могут явиться нагретые до высокой температуры токопроводящие  жилы и другие детали.

Следует также учитывать, что процесс прогрева и пиролиза изоляции  происходит на всем протяжении токоведущей жилы, и поэтому возгорание  может произойти на одном или даже нескольких наиболее теплонапряженных  участках линии. Подобным тонкостям обучают на специализированных курсах, а к работе сотрудники допускаются только после  аттестации промышленной безопасности.

Электросопротивление в местах перехода электрического тока с одной  контактной поверхности на другую через площадки действительного их  соприкосновения также обусловливает локальный нагрев металла  токопроводящих деталей и прилегающих материалов вплоть до появления  источников зажигания. И чем большей будет токовая нагрузка, тем более  интенсивным окажется разогрев контактного соединения, поскольку тепловая  мощность прямо пропорциональна квадрату силы тока. Особенно опасно  проявление эффекта нагрева контактных соединений в режиме затяжного  короткого замыкания, при котором сила тока может превышать рабочий ток в  сотни раз. Нередко это приводит к появлению вторичных очагов возгорания  – не только в месте короткого замыкания, но и на других участках, в  местах, где оказываются при этом под токовой нагрузкой плохие контакты.