RU2668639C2 - Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation - Google Patents

Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2668639C2
RU2668639C2 RU2017106554A RU2017106554A RU2668639C2 RU 2668639 C2 RU2668639 C2 RU 2668639C2 RU 2017106554 A RU2017106554 A RU 2017106554A RU 2017106554 A RU2017106554 A RU 2017106554A RU 2668639 C2 RU2668639 C2 RU 2668639C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
fire
short
zone
combustible material
Prior art date
Application number
RU2017106554A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017106554A3 (en
RU2017106554A (en
Inventor
Виктор Александрович Пехотиков
Алексей Иванович Рябиков
Антон Александрович Назаров
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
Priority to RU2017106554A priority Critical patent/RU2668639C2/en
Publication of RU2017106554A3 publication Critical patent/RU2017106554A3/ru
Publication of RU2017106554A publication Critical patent/RU2017106554A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2668639C2 publication Critical patent/RU2668639C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment.SUBSTANCE: invention relates to experimental research of fire safety of electrical installations, in particular to estimation of flammability of metal particles, formed during short circuits (KZ) of veins of electric wires and cables in emergency operation of electric networks. A method for estimating fire hazard of metal particles formed during short circuit and device for its implementation (variants) in which ignition of particles are produced in zone of short-circuit arc discharge with parameter equivalent to process under study, particles are dumped onto reference combustible material and in frequency ignitions determine probability of fire of material. In device in zone of short-circuit formation, conductive contact surface is made in form of two electrodes from conductors under investigation, which are fixed in insulated holders in such a way that, when in contact, they can intersect in mutually perpendicular planes and in case of short-circuiting they form fire-hazardous particles of investigated metal. Device has camera, at bottom of which there is set of cells with combustible material being studied.EFFECT: technical result is increase in reliability and accuracy of research.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области экспериментального исследования пожарной безопасности электроустановок, в частности к оценке воспламеняющей способности частиц металлов, образующихся при коротких замыканиях (КЗ) жил электрических проводов и кабелей в аварийных режимах работы электросетей.The invention relates to the field of experimental study of the fire safety of electrical installations, in particular, to the assessment of the flammability of metal particles formed during short circuits (CI) of electrical conductors and cables in emergency operation of electrical networks.

Аварийные режимы работы электроустановок, а также их неправильная эксплуатация, ежегодно составляют более 25% от всех пожаров, регистрируемых в стране. Практически в каждом крупном пожаре одной из основных версий причины пожара выдвигается «короткое замыкание в электропроводке». Источниками зажигания горючих материалов при коротком замыкании является как сам дуговой разряд, так и разлетающиеся из зоны КЗ горящие частицы металла. Частицы металла, являясь носителями большой тепловой энергии, представляют собой потенциальные источники пожаров, особенно при попадании на горючие материалы (горючие пыли, ткани, пластики, дерево и т.п.).Emergency modes of electrical installations, as well as their improper operation, annually account for more than 25% of all fires recorded in the country. In almost every major fire of one of the main versions of the cause of the fire, a “short circuit in the wiring” is put forward. The sources of ignition of combustible materials during a short circuit are both the arc discharge itself and burning metal particles flying from the KZ zone. Particles of metal, being carriers of high thermal energy, represent potential sources of fire, especially when it comes into contact with combustible materials (combustible dust, fabrics, plastics, wood, etc.).

Известен способ и устройство для исследования пережигающего действия электрической дуги при коротком замыкании в условиях пожароопасных сред (Г.И. Смелков. Пожарная опасность электропроводок при аварийных режимах. - М.: Энергоатомиздат, 1984, стр. 52-53), содержащее силовой трансформатор, проводник, один из концов которого подключен через блок измерения, и замыкатель к силовому трансформатору, проводящую контактную поверхность, связанную через ограничивающее сопротивление с силовым трансформатором, зону образования искусственного короткого замыкания, соприкасающуюся с проводником.A known method and device for studying the burning effect of an electric arc during a short circuit in fire hazardous environments (G.I.Smelkov. Fire hazard of electrical wiring under emergency conditions. - M.: Energoatomizdat, 1984, p. 52-53), containing a power transformer, a conductor, one of the ends of which is connected through a measurement unit, and a contactor to a power transformer, conducting a contact surface connected through a limiting resistance to a power transformer, an artificial short-circuit formation zone circuit in contact with the conductor.

Проводящая контактная поверхность образована боковой поверхностью стальной трубы длиной 0,5 м. Проводник длиной 1 м размещен внутри трубы и имеет оголенный участок длиной 5-6 мм, соприкасающийся с зоной образования искусственного короткого замыкания, выполненной в виде участка внутренней поверхности стальной трубы. В качестве блока измерения использован шлейфовый осциллограф. Между проводником и стальной трубой прикладывается напряжение 220 В. В месте касания проводника и участка внутренней поверхности боковой стенки стальной трубы возникает либо искусственное короткое замыкание через электрическую дугу, либо искусственное не дуговое металлическое короткое замыкание.The conductive contact surface is formed by the lateral surface of the steel pipe 0.5 m long. The conductor 1 m long is placed inside the pipe and has a bare section 5-6 mm long in contact with the zone of formation of artificial short circuit, made in the form of a section of the inner surface of the steel pipe. A loop oscilloscope was used as a measurement unit. A voltage of 220 V is applied between the conductor and the steel pipe. At the point of contact of the conductor and the portion of the inner surface of the side wall of the steel pipe, either an artificial short circuit through an electric arc or an artificial non-arc metal short circuit occurs.

В результате происходит пережигание проводника, или приваривание оголенного участка проводника к участку внутренней поверхности боковой стенки стальной трубы. Во время исследования шлейфовым осциллографом фиксируются мгновенные значения тока и напряжения, по которым судят о пережигающем действии электрической дуги при коротком замыкании и о времени пережигания. Предельное время пережигания проводника соответствует устойчивому горению электрической дуги.As a result, the conductor is burned, or the exposed section of the conductor is welded to the portion of the inner surface of the side wall of the steel pipe. During the study, the instantaneous values of current and voltage are recorded by a loop oscilloscope, according to which the burning effect of the electric arc during a short circuit and the burning time are judged. The limit time for burning a conductor corresponds to the steady burning of an electric arc.

Известно устройство для исследования пережигающего действия электрической дуги при коротком замыкании (Патент РФ №2249826, МПК G01R 31/2, опубл. 10.04.2005), которое содержит силовой трансформатор, проводник, подключенный через блок измерения и замыкатель к силовому трансформатору, проводящую контактную поверхность, связанную через ограничивающее сопротивление с силовым трансформатором, а также зону образования искусственного короткого замыкания, соприкасающуюся с проводником. В данном устройстве зона образования искусственного короткого замыкания выполнена в виде равномерного слоя порошкового графита, нанесенного на проводящую контактную поверхность.A device is known for studying the burning effect of an electric arc during a short circuit (RF Patent No. 2249826, IPC G01R 31/2, published April 10, 2005), which contains a power transformer, a conductor connected through a measuring unit and a contactor to a power transformer that conducts a contact surface connected through a limiting resistance to a power transformer, as well as an artificial short circuit zone in contact with the conductor. In this device, the zone of formation of artificial short circuit is made in the form of a uniform layer of powder graphite deposited on a conductive contact surface.

Недостатками приведенного способа и устройства для исследования пережигающего действия электрической дуги является ограниченность их применения для ответа на вопрос о зажигательной способности частиц металлов, образующихся в зоне короткого замыкания.The disadvantages of the above method and device for studying the burning effect of an electric arc is the limitation of their use to answer the question about the incendiary ability of metal particles formed in the short circuit zone.

Известен способ определения причастности частиц металлов при коротких замыканиях в электропроводках к возникновению пожаров (Г.И. Смелков и др. Методы определения причастности к пожарам аварийных режимов в электротехнических устройствах. М.: Стройиздат, 1980 г., 58 с.). С места пожара изымается образец твердого горючего материала и устанавливается группа его горючести, в зависимости от которой по табличным данным определяется вероятность зажигания материала. Однако точность полученных результатов весьма неудовлетворительна вследствие огромного количества горючих веществ, не имеющих необходимых табличных значений.A known method for determining the involvement of metal particles during short circuits in electrical wiring to the occurrence of fires (GI Smelkov and others. Methods for determining the involvement of emergency conditions in fires in electrical devices. M: Stroyizdat, 1980, 58 S.). A sample of solid combustible material is taken from the fire site and a group of its combustibility is established, depending on which, according to the tabular data, the probability of material ignition is determined. However, the accuracy of the results obtained is very unsatisfactory due to the huge amount of combustible substances that do not have the necessary tabular values.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения пожарной опасности частиц металла (Авторское свидетельство SU №834484, Бюл. №20, 1981), принятый за прототип заявляемого технического решения.Closest to the proposed invention by its technical nature and the achieved result is a method for determining the fire hazard of metal particles (Copyright certificate SU No. 834484, Bull. No. 20, 1981), adopted as a prototype of the claimed technical solution.

Исследуемую частицу металла взвешивают в высокочастотном электромагнитном поле, воспламеняют, например, от дуги плазмотрона, обдувают воздушным потоком со скоростью, изменяющейся по закону падения частицы в воздушной среде, и определяют ее тепловую энергию, например, калориметрическим методом. По полученной тепловой энергии и площади поверхности частицы определяют ее плотность энергии. Сопоставляя полученное значение плотности энергии частицы с плотностью энергии воспламенения горючего материала, взятой из справочных данных, судят о пожарной опасности частицы определенного металла относительно данного горючего материала и для определенной высоты падения.The metal particle under investigation is weighed in a high-frequency electromagnetic field, ignited, for example, from the arc of a plasma torch, blown through with an air flow at a rate that varies according to the law of particle incidence in the air, and its thermal energy is determined, for example, by the calorimetric method. The thermal energy obtained and the particle surface area determine its energy density. Comparing the obtained value of the particle energy density with the ignition energy density of the combustible material taken from the reference data, one can judge the fire hazard of a particle of a certain metal relative to a given combustible material and for a specific drop height.

Недостатком описанного способа является низкая точность и достоверность результатов исследований из-за большого количества допущений в проводимых расчетах, а также высокой стоимости и сложности применяемого оборудования (высокочастотная установка большой мощности, плазмотрон, прецизионный микрокалориметр, аэродинамическая труба с регулируемым воздушным потоком и различные измерительные приборы и оборудование).The disadvantage of the described method is the low accuracy and reliability of the research results due to the large number of assumptions in the calculations, as well as the high cost and complexity of the equipment used (high-frequency high-power installation, plasmatron, precision microcalorimeter, wind tunnel with adjustable air flow and various measuring instruments and equipment).

Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности и точности проводимых исследований, а также расширение области применения полученных данных, например проведения экспертных оценок по делам о пожарах.The objective of the present invention is to increase the reliability and accuracy of ongoing research, as well as expanding the scope of the data obtained, for example, conducting expert assessments in fire cases.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе оценки пожарной опасности частиц металлов частицы исследуемого материала жил проводников воспламеняют и для определения их пожарной опасности сбрасывают на горючий материал, причем воспламенение частиц производят в зоне дугового разряда короткого замыкания, с параметрами, эквивалентными исследуемому процессу, а частицы сбрасывают на эталонный горючий материал и по частоте воспламенений определяют вероятность загорания материала.The essence of the proposed method lies in the fact that in the method for assessing the fire hazard of metal particles, the particles of the test material of the conductors of the conductors are ignited and, to determine their fire hazard, are discharged onto combustible material, the particles being ignited in the short circuit arc discharge zone, with parameters equivalent to the process under study, and the particles are discharged onto a reference combustible material and the probability of material ignition is determined by the ignition frequency.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что в устройстве для оценки пожарной опасности частиц металлов, содержащем силовой трансформатор, проводники, подключенные через блок измерения и ограничивающее сопротивление к силовому трансформатору, зону образования искусственного короткого замыкания, при этом в зоне образования короткого замыкания, проводящая контактная поверхность выполнена в виде двух электродов из исследуемых проводников, которые закреплены в изолированные держатели таким образом, чтобы при соприкосновении они имели возможность пересекаться во взаимно-перпендикулярных плоскостях и при коротком замыкании образовывали пожароопасные частицы исследуемого металла, причем на дне камеры расположен набор ячеек с исследуемым горючим материалом.The essence of the claimed device lies in the fact that in the device for assessing the fire hazard of metal particles containing a power transformer, conductors connected through a measuring unit and limiting the resistance to the power transformer, an artificial short circuit zone, while in the short circuit zone, conductive contact the surface is made in the form of two electrodes from the studied conductors, which are fixed in insulated holders so that when in contact they had the opportunity to intersect in mutually perpendicular planes and, during a short circuit, formed fire-hazardous particles of the metal under study, and at the bottom of the chamber a set of cells with the combustible material under study was located.

Технический эффект, реализуемый заявляемым способом определения пожарной опасности частиц металлов, обуславливается следующим.The technical effect realized by the claimed method for determining the fire hazard of metal particles is determined by the following.

Воспламенение частиц производят непосредственно в зоне дугового разряда короткого замыкания с параметрами, эквивалентными исследуемому процессу, что обеспечивает высокую воспроизводимость физико-технических характеристик образующихся пожароопасных частиц металлов (их количество, размеры, теплоемкость, скорость вылета и др.). Это существенно повышает достоверность и точность проводимых исследований.Ignition of particles is carried out directly in the zone of an arc discharge of a short circuit with parameters equivalent to the process under study, which ensures high reproducibility of the physicotechnical characteristics of the resulting fire hazardous metal particles (their number, size, heat capacity, departure speed, etc.). This significantly increases the reliability and accuracy of the research.

Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством, обуславливается следующим.The technical effect realized by the claimed device is determined by the following.

В зоне образования короткого замыкания проводящая контактная поверхность выполнена в виде двух электродов из исследуемых проводников, имеющих возможность дистанционного сближения, которые закреплены в изолированные держатели таким образом, чтобы при соприкосновении они пересекались во взаимно-перпендикулярных плоскостях и при коротком замыкании образовывали пожароопасные частицы исследуемого металла.In the zone of formation of a short circuit, the conductive contact surface is made in the form of two electrodes of the studied conductors, which can be remotely approached, which are fixed in insulated holders so that when they touch, they intersect in mutually perpendicular planes and, when shorted, form fire hazardous particles of the metal under study.

Такое решение, основанное на одинаковых параметрах скорости сближения электродов и усилии их взаимного нажатия при соприкосновении, обеспечивает однозначность и сопоставимость проводимых экспериментов, а также повышает безопасность исследований.This solution, based on the same parameters of the speed of approach of the electrodes and the force of their mutual pressing when in contact, ensures the uniqueness and comparability of the experiments, and also increases the safety of research.

Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством (согласно варианту устройства по пункту 3 формулы изобретения), обуславливается следующим.The technical effect realized by the claimed device (according to a variant of the device according to paragraph 3 of the claims) is determined by the following.

Устройство имеет камеру, на дне которой располагается секционированный набор ячеек с исследуемым горючим материалом. Воспламенение (или невоспламенение) материала происходит в ячейках при попадании горящих или расплавленных частиц.The device has a camera, at the bottom of which is a partitioned set of cells with the studied combustible material. Ignition (or non-ignition) of the material occurs in the cells when burning or molten particles enter.

Таким образом, по частоте воспламенений определяют вероятность загорания материала. Полученные результаты являются необходимыми исходными данными для расчета вероятности возникновения пожара на объекте.Thus, the ignition frequency determines the probability of material ignition. The obtained results are the necessary initial data for calculating the probability of a fire at the facility.

Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым способом (вариантами) и устройством (вариантами).Analysis of other technical solutions showed that the known methods and devices do not solve the previously mentioned problems, solved by the claimed method (options) and device (options).

На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.Based on the foregoing, we can conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step", and the invention itself is new.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего заявляемый способ, на фиг. 2 - электрическая схема устройства.In FIG. 1 shows a diagram of a device that implements the inventive method, FIG. 2 - electrical diagram of the device.

Устройство для оценки пожарной опасности частиц металлов, образующихся при коротком замыкании, включает камеру 1 объемом 0,36 м3, замыкатель 2 и поддон с ячейками для горючего материала 3.A device for assessing the fire hazard of metal particles formed during a short circuit includes a chamber 1 with a volume of 0.36 m 3 , a contactor 2 and a tray with cells for combustible material 3.

Камера 1 представляет собой стальную конструкцию размером 600×600×1000 мм, которая устанавливается в испытательном помещении в вертикальном положении. С целью предотвращения разлета в стороны образующихся частиц с трех сторон камера имеет металлические стенки. В верхней части камеры устанавливается замыкатель 2, а в нижней - поддон 3 с ячейками 6, заполненными горючим материалом.Chamber 1 is a steel structure 600 × 600 × 1000 mm in size, which is installed in the test room in a vertical position. In order to prevent scattering to the sides of the formed particles from three sides, the chamber has metal walls. In the upper part of the chamber, a contactor 2 is installed, and in the lower part there is a pallet 3 with cells 6 filled with combustible material.

Замыкатель выполнен на базе управляемого асинхронного однофазного реверсивного двигателя 4, например РД-09 П2А, с частотой вращения - 30 об/мин.The switch is made on the basis of a controlled asynchronous single-phase reversible motor 4, for example, RD-09 P2A, with a rotation speed of 30 rpm.

Для преобразования вращательного движения в поступательное применен редуктор 5 с использованием червячной передачи. Крепление образцов жил осуществляется в изолированных держателях, один из которых является неподвижным, а движение другого управляется с выносного пульта, что обеспечивает подвод и отвод находящихся под напряжением проводников с линейной скоростью 140 мм/мин. Движение подвижного электрода 6 осуществляется дистанционно и в крайних точках механизма ограничивается концевыми выключателями.To convert rotational motion into translational gearbox 5 is used using a worm gear. The samples are fastened in insulated holders, one of which is stationary, and the movement of the other is controlled from the remote control, which provides the supply and removal of live conductors with a linear speed of 140 mm / min. The movement of the movable electrode 6 is carried out remotely and at the extreme points of the mechanism is limited by limit switches.

Схема замыкателя 2 собрана на стеклотекстолитовой плате толщиной 10 мм, с размерами 800×600 мм. В центре платы вырезано прямоугольное отверстие 80×120 мм, через которое закрепляются электроды. Плата со смонтированным на ней замыкателем устанавливается в верхней части камеры.The circuit of the contactor 2 is assembled on a fiberglass plate with a thickness of 10 mm, with dimensions of 800 × 600 mm. A rectangular hole of 80 × 120 mm is cut in the center of the board, through which electrodes are fixed. The board with the contactor mounted on it is installed in the upper part of the camera.

Электроды выполняются из испытываемых образцов жил проводов. Длина каждого из электродов составляет 150 мм. Конец одного из электродов на длине 40 мм загибается под углом 90 градусов. Электроды вставляются в изолированные держатели таким образом, чтобы при соприкосновении они пересекались во взаимно-перпендикулярных плоскостях.The electrodes are made from test samples of wire strands. The length of each of the electrodes is 150 mm. The end of one of the electrodes at a length of 40 mm is bent at an angle of 90 degrees. The electrodes are inserted into insulated holders so that when they touch, they intersect in mutually perpendicular planes.

Поддон с ячейками для горючего материала представляет собой стальной противень 600×600 мм, в который вплотную устанавливается 16 ячеек 7 размером 150×150 мм с высотой бортика 60 мм, выполненных из негорючего материала. В ячейки равномерным тонким слоем укладывается хирургическая вата или другой исследуемый материал 8.The pallet with cells for combustible material is a steel pan 600 × 600 mm, in which 16 cells 7 of 150 × 150 mm in size with a side height of 60 mm made of non-combustible material are closely mounted. Surgical cotton or other test material 8 is placed in the cells in a uniform thin layer.

На фиг. 2 представлена схема внешних соединений, предназначенная для питания и защиты установки. В качестве источника электропитания может быть использован любой силовой трансформатор 9 мощностью не менее 320 кВА и вторичным напряжением 220/380 В (например, ТМ/6/0,4). Селективность защиты обеспечивается двумя автоматическими выключателями 10, например ВА88-33 160А и ВА49-29 63А. Соотношение аппаратов защиты подобрано таким образом, что при каждом коротком замыкании проводников срабатывает аппарат на 63А и остается во включенном положении аппарат ВА88-33 (на 160А).In FIG. 2 is a diagram of external connections designed to power and protect the installation. Any power transformer 9 with a capacity of at least 320 kVA and a secondary voltage of 220/380 V (for example, ТМ / 6 / 0.4) can be used as a power source. The selectivity of protection is provided by two circuit breakers 10, for example, VA88-33 160A and BA49-29 63A. The ratio of the protection devices is selected in such a way that with each short circuit of the conductors the 63A device is triggered and the VA88-33 device (at 160A) remains in the on position.

Регулирование тока КЗ осуществляется с помощью добавочных сопротивлений 11, включенных последовательно в сеть с подвижным 13 и неподвижным 14 электродами, расположенными в зоне образования короткого замыкания, и контролируется измерительным блоком 12.Regulation of short-circuit current is carried out using additional resistance 11, connected in series to the network with moving 13 and fixed 14 electrodes located in the zone of short circuit formation, and is controlled by measuring unit 12.

В качестве горючего материала может быть использован как эталонный легковоспламеняемый (например, вата медицинская по ГОСТ 5556-81), так и исследуемый при проведении криминалистических испытаний образец или его аналог.As a combustible material, either a reference flammable material (for example, medical cotton wool according to GOST 5556-81), or a sample or its analogue studied during criminalistic tests can be used.

Таким образом, при образовании раскаленных или горящих частиц вследствие короткого замыкания жил и попадания частиц в ячейки с горючим материалом происходит воспламенение (или не воспламенение) хирургической ваты в отдельных ячейках.Thus, during the formation of hot or burning particles due to a short circuit of the conductors and the ingress of particles into cells with combustible material, ignition (or non-ignition) of surgical cotton wool occurs in individual cells.

Частота воспламенения горючего материала Qв определяется по формуле умножения вероятностей двух зависимых событий:The ignition frequency of combustible material Qin is determined by the formula for multiplying the probabilities of two dependent events:

Qв = Pn×Рв = m/n, где:Qв = Pn × Рв = m / n, where:

Pn = n1/n - вероятность появления пожароопасных частиц металла в опытах по короткому замыканию при сопротивлении петли фаза-ноль;Pn = n 1 / n is the probability of occurrence of fire hazardous metal particles in short-circuit experiments with phase-zero loop resistance;

Рв = m/n1 - вероятность воспламенения горючего материала в опытах, в которых наблюдалось появление частиц;Pb = m / n 1 - the probability of ignition of a combustible material in experiments in which the appearance of particles was observed;

n1 - общее количество ячеек в поддонах в серии из n-опытов;n 1 is the total number of cells in pallets in a series of n-experiments;

n - количество опытов;n is the number of experiments;

m - общее количество загораний в ячейках поддона в серии из n-опытов.m is the total number of sunburns in the cells of the pallet in a series of n-experiments.

На основании сравнения показателей по частотам воспламенения делается вывод о пожарной опасности частиц металлов, образующихся в результате короткого замыкания алюминиевых или медных жил проводов относительно исследуемого горючего материала.Based on a comparison of indicators on ignition frequencies, a conclusion is drawn about the fire hazard of metal particles generated as a result of a short circuit of aluminum or copper cores of wires relative to the studied combustible material.

Claims (3)

1. Способ оценки пожарной опасности частиц металлов, заключающийся в том, что частицы исследуемого материала жил проводников воспламеняют и для определения их пожарной опасности сбрасывают на горючий материал, отличающийся тем, что воспламенение частиц производят в зоне дугового разряда короткого замыкания, с параметрами, эквивалентными исследуемому процессу, частицы сбрасывают на эталонный горючий материал и по частоте воспламенений определяют вероятность загорания материала.1. The method of assessing the fire hazard of metal particles, which consists in the fact that the particles of the studied material of the conductors of the conductors are ignited and, to determine their fire hazard, are discharged onto combustible material, characterized in that the ignition of the particles is carried out in the zone of an arc discharge of a short circuit with parameters equivalent to the process, the particles are discharged onto a reference combustible material and the probability of material ignition is determined by the ignition frequency. 2. Устройство для оценки пожарной опасности частиц металлов, содержащее силовой трансформатор, проводники, подключенные через блок измерения и ограничивающее сопротивление к силовому трансформатору, зону образования искусственного короткого замыкания, отличающееся тем, что в зоне образования короткого замыкания проводящая контактная поверхность выполнена в виде двух электродов из исследуемых проводников, которые закреплены в изолированные держатели таким образом, чтобы при соприкосновении они имели возможность пересекаться во взаимно-перпендикулярных плоскостях и при коротком замыкании образовывали пожароопасные частицы исследуемого металла.2. A device for assessing the fire hazard of metal particles, containing a power transformer, conductors connected through a measuring unit and limiting the resistance to the power transformer, an artificial short circuit zone, characterized in that in the short circuit zone the conductive contact surface is made in the form of two electrodes from the studied conductors, which are fixed in insulated holders in such a way that, upon contact, they have the opportunity to intersect the set perpendicular planes and the short-circuit formed of the metal particles flammable. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что имеет камеру, на дне которой расположен набор ячеек с исследуемым горючим материалом.3. The device according to p. 2, characterized in that it has a camera at the bottom of which is a set of cells with the studied combustible material.
RU2017106554A 2017-02-27 2017-02-27 Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation RU2668639C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106554A RU2668639C2 (en) 2017-02-27 2017-02-27 Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106554A RU2668639C2 (en) 2017-02-27 2017-02-27 Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017106554A3 RU2017106554A3 (en) 2018-08-27
RU2017106554A RU2017106554A (en) 2018-08-27
RU2668639C2 true RU2668639C2 (en) 2018-10-02

Family

ID=63255454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017106554A RU2668639C2 (en) 2017-02-27 2017-02-27 Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668639C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191656U1 (en) * 2019-03-20 2019-08-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Experimental stand

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834484A1 (en) * 1976-12-23 1981-05-30 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Противопожарной Оборонымвд Cccp Method of metal particle fire hazard determination
SU857831A1 (en) * 1979-09-28 1981-08-23 Предприятие П/Я Р-6758 Method of investigating spark discharge igniting capability
SU949456A1 (en) * 1980-10-14 1982-08-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД СССР Material fire hazard determination method
RU2249826C2 (en) * 2003-04-01 2005-04-10 Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова, Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Элнис" (ООО НПФ "Элнис") Device for examining burning action of electric arc at short circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834484A1 (en) * 1976-12-23 1981-05-30 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Противопожарной Оборонымвд Cccp Method of metal particle fire hazard determination
SU857831A1 (en) * 1979-09-28 1981-08-23 Предприятие П/Я Р-6758 Method of investigating spark discharge igniting capability
SU949456A1 (en) * 1980-10-14 1982-08-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД СССР Material fire hazard determination method
RU2249826C2 (en) * 2003-04-01 2005-04-10 Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова, Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Элнис" (ООО НПФ "Элнис") Device for examining burning action of electric arc at short circuit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытаний. НПБ 248-97, 1998, п.5.3. ГОСТ 12176-89. КАБЕЛИ, ПРОВОДА И ШНУРЫ. Методы проверки на нераспространение горения, п.2-3. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191656U1 (en) * 2019-03-20 2019-08-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Experimental stand

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017106554A3 (en) 2018-08-27
RU2017106554A (en) 2018-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jovalekic et al. Dissolved gas analysis of alternative dielectric fluids under thermal and electrical stress
Zhang et al. Approach of voltage characteristics modeling for medium-low-voltage arc fault in short gaps
Novak et al. An analysis of heat flux induced arc formation in a residential electrical cable
Armijo et al. Characterizing fire danger from low-power photovoltaic arc-faults
El Bayda et al. Energy losses from an arc tracking in aeronautic cables in DC circuits
RU2668639C2 (en) Method of evaluation of fire particles of metals and device for its implementation
André et al. Arc tracking energy balance for copper and aluminum aeronautic cables
Li et al. Series Arc fault studies and modeling for a DC distribution system
Kruizinga et al. Fault development upon water ingress in damaged low voltage underground power cables with polymer insulation
Zhang et al. Increased energy in stable dry-band arcs due to length compression
Vuković et al. Experimental discharge initiation study for paper and pressboard insulated electrodes in mineral oil and synthetic ester fluid
Hildreth et al. Arc flash hazards of 125 Vdc station battery systems
CN112433133A (en) Power cable fault simulation device and method using electric arc ignition
Sun et al. Initiation of a typical network secondary manhole event
Belijar et al. Study of electric arc ignition behavior and extinction in aeronautical environment in presence of FOD
Zhang et al. Glowing contact in electrical fires: Experimental investigation and modeling on its heat intensity and thermal hazards
Lshikawa et al. discharge-induced ignition of combustibles on AC power-supply cords
RU181195U1 (en) Experimental bench for creating primary and secondary signs of short circuit
Øyvang et al. High current arc erosion on copper electrodes in air
Li et al. Investigation on the pressure rise and energy balance due to fault arcs in a closed container filled with different insulating gases
RU2249826C2 (en) Device for examining burning action of electric arc at short circuit
RU191656U1 (en) Experimental stand
Zorić et al. Accidental events of primary short-circuit of electrical installations–forensic analysis
Martel et al. Time-current tripping characteristics at series arcing for Arc Fault Detection Devices
Saaidon et al. The Influences of Cellulose Bridging on the Electrical Field Strength and Thermal Profile of PFAE under Lightning Impulse Stress with DC Superimposed