Для того чтобы в помещении появилась искра короткого замыкания необходимо, чтобы одновременно произошли три события:
а) возникновения короткого замыкания;
б) электрический ток находится в диапазоне пожароопасных значений;
в) отказ защитного устройства.
Полагаем, что петля короткого замыкания «фаза-нуль» состоит из двух участков: алюминиевого провода сечением 0,000005 м2 длиной L1=500 м и второго, медного провода (двухжилой) сечением 0,000001 м2 длиной L2=2 м. Удельное сопротивление Сu ρ=1,7*10-8 Ом*м. Фазное электрическое напряжение Uф=380 В.
Для расчета также примем следующие вероятности:
а) вероятность возникновения короткого замыкания электропроводки R(v1)=1,91*10-6;
б) вероятность отказа аппаратов защиты от короткого замыкания R(z)=0,0007*10-6.
Вероятность появления в помещении искры короткого замыкания вычисляют по формуле
R(e1)=R(v1) R(v2) R(z) (7)
где R(v2) – вероятность того, что величина электрического тока лежит в диапазоне пожароопасных значений.
Вероятность нахождения электрического тока в диапазоне пожароопасных значений вычисляют по формуле
(8)
где Iк.з. – максимальное установившееся значение тока короткого замыкания в проводе;
I0 – максимальный длительно допустимый ток для провода;
I1 – минимальное пожароопасное значение тока, протекающего по проводу;
I2 – максимальное пожароопасное значение тока, протекающего по проводу (если I2 больше Iк.з., то принимают I2= Iк.з).
Для медного провода двухжильного в литературе [5] находим максимальный длительно допустимый ток для провода, равное I0 =15 А.
Значение токов I1 и I2 определяют экспериментально. Для провода с поливинилхлоридной изоляцией величина I1 равна 2,5 I0 (I1 =37,5 А), а значение I2 для провода составляет 18 I0 (I2 =270 А).
|
Величину тока короткого замыкания можно оценить по формуле
(9)
где Zmp – полное сопротивление обмотки питающего трансформатора. Приближенно можно принять Zmp=3,1 Ом [3];
Zn – модуль полного (активного и реактивного) сопротивления петли «фаза-нуль», которое можно задать выражением Zn=Ra+X'*L. При этом активное сопротивление Ra складывается из активных сопротивлений участков этой петли:
(10)
где - удельное сопротивление материала j-го участка цепи, Ом*м;
lj – длина j-го участка цепи, м;
sj – площадь сечения провода j-го участка цепи, м2.
Все эти значения известны, поэтому, подставляя их в формулу (10), находим активное сопротивление цепи
=1,7 Ом.
Удельное реактивное сопротивление петли X' принимаем равным 0,3 Ом/км или X'=0,3*10-3 Ом/м.
Теперь можно найти модуль полного (активного и реактивного) сопротивления петли «фаза-нуль»
Zn=1,734+0,3*10-3*500=1,8 Ом.
Теперь находим по формуле (9) величины тока короткого замыкания
= 131,07 А.
Получается, что Iк.з. < I2, а по условию было принято, что если Iк.з. < I2, то принимается условие что I2= Iк.з =131,07 А.
Подставив значения токов в формулу (8) получаем
=0,8.
Следующим шагом будет нахождение вероятности появления в помещении искры короткого замыкания по формуле (7)
R(e1)= 1,91*10-6*0,8*0,0007*10-6=1,1*10-14
Так как в помещении имеется два горючих вещества, и они занимают разное расположение в помещении, то вероятность появления искры короткого замыкания будет разной для них. Газ находится во всем объеме помещения, поэтому искра короткого замыкания будет воспламенять газ в том месте, где произошло короткое замыкание. Поэтому вероятность появления искры короткого замыкания для газа будет равной R(e1) г = 0,00107*10-12. А поскольку ЛВЖ находится на полу и удалена от места, где происходит короткое замыкание, на 4 метра по условию, а сама электропроводка находится на высоте от пола 1 метр, по условию, то необходимо учесть вероятность того, что искра короткого замыкания долетит до лужи ЛВЖ. Вероятность разлета частиц (искры) при различной высоте расположения провода определяем по соответствующей таблице [5]. В нашем случае вероятность разлета частиц (искры) с высоты 1 м на расстояние 4 м буде равен Rраз =66 % или Rраз =0,66.
|
Вероятность того, что искра короткого замыкания достигнет лужи ЛВЖ, найдем по формуле
R(e1)л=R(e1)* Rраз (11)
Эта вероятность будет равна
R(e1)л =0,00107*10-12*0,66=0,000709*10-12=7,09*10-15.