Методика оценки пожарной опасности коротких замыканий в воздушных линиях электропередачи напряжением до 1000 В тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат наук Козлова Юлия Сергеевна

• Козлова Юлия Сергеевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Козлова Юлия Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1.1 Виды несимметричных режимов в распределительных электрических сетях, образованных воздушными линиями

1.2 Общая характеристика пожарной опасности при возникновении несимметричных режимов на воздушных линиях

1.3 Методы и средства обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации воздушных линий

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОЖАРНУЮ ОПАСНОСТЬ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

2.1 Разработка экспериментальной установки

2.2 Методика проведения эксперимента

2.3 Экспериментальное исследование влияния различных факторов на процесс образования капель расплавленного металла при коротком замыкании

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

3.1 Построение модели для оценки уровня пожарной опасности воздушных линий на основе теории нечетких множеств

3.2 Определение факторов, лежащих в основе модели

3.3 Методика оценки уровня пожарной опасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В

3.4 Разработка устройства обеспечения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В при схлестывании проводов

3.5 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Приложение Б КОПИИ ПАТЕНТОВ

Приложение В АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оценки пожарной опасности коротких замыканий в воздушных линиях электропередачи напряжением до 1000 В»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Согласно статистическим данным ФГБУ ВНИИПО МЧС России, в Российской Федерации доля пожаров от теплового проявления электрического тока ежегодно составляет 20-35 %. Около 27 % от числа пожаров по электротехническим причинам составляют пожары, которые возникли от замыканий в воздушных электрических сетях.

В общей протяженности электрических сетей различных классов напряжений воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением до 1000 В составляют более 30 %. Основная доля ВЛ до 1000 В приходится на обеспечение электрификации сельской местности, небольших городов, поселков. Для рассматриваемых линий характерны низкие показатели надежности, что связано со значительной степенью износа (более 50 % ВЛ отслужили свыше 35 лет) и нехваткой квалифицированного персонала.

Эксплуатация ВЛ осуществляется в широком диапазоне климатических факторов и сопровождается различными аварийными режимами, половина из которых связана с воздействием значительных ветровых нагрузок. Наиболее частыми аварийными режимами в указанных сетях являются короткие замыкания (более 60 %), возникающие, в основном, при схлестывании проводов и представляющие опасность образования источников зажигания - частиц расплавленного (горящего) металла. При этом возможно возгорание горючих веществ и материалов, находящихся в зоне разлета частиц.

В рассматриваемых линиях для защиты от коротких замыканий наиболее широко используют автоматические выключатели и плавкие предохранители, не гарантирующие недопущения образования источников зажигания по всей протяженности ВЛ.

Также, в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок, при строительстве новых ВЛ, при реконструкции, ВЛ данного класса напряжения должны выполняться с использованием самонесущих изолированных проводов (СИП), что, по сути, может явиться решением проблемы

образования источников зажигания при схлестывании. Однако темпы перехода на СИП очень низки, т.к. такое решение требует значительных временных и экономических затрат. Таким образом, ВЛ до 1000 В фактически продолжают эксплуатироваться в виде неизолированных проводов.

Иные способы исключения образования источников зажигания сводятся к предотвращению схлестываний проводов путем пространственного разноса проводов в заданных пределах (дистанционные распорки различных типов), либо гашения возможных колебаний проводов (гасители). Перечисленные способы не нашли широкого применения ввиду различных недостатков, среди которых можно выделить дополнительные динамические нагрузки на провода, низкую электрическую и механическую прочность, подверженность гниению, возможное нарушение изоляции, конструктивную сложность и высокую стоимость изготовления.

Кроме того, следует отметить, что ни одно из перечисленных выше технических решений не учитывает влияния параметров короткого замыкания на образование источников зажигания. В то же время, пожарная опасность короткого замыкания (в частности, при схлестывании) зависит от ряда факторов, например, от величин тока и длительности короткого замыкания, площади поперечного сечения проводов, совокупное влияние которых до настоящего времени не описано и не определено математическими выражениями. Установление этих зависимостей необходимо для понимания того, какие участки сети являются незащищенными от образования источников зажигания при коротком замыкании, и, в случае необходимости, принятия соответствующих мер по повышению пожарной безопасности.

Таким образом, отсутствие методики оценки пожарной опасности коротких замыканий в ВЛ до 1000 В, а также выявленные недостатки существующих защит ВЛ обуславливает актуальность исследований, направленных на защиту ВЛ напряжением до 1000 В от образования источников зажигания при коротком замыкании, вызванном схлестыванием проводов, чему и посвящена настоящая работа.

Степень разработанности темы исследования. Проблеме снижения пожарной опасности электроустановок посвящено достаточно большое количество научных трудов, среди которых отметим работы Г.И. Смелкова, А.И. Ревякина, В.Н. Черкасова, Г.В. Бокова, Н.П. Костарева.

Вопросами обеспечения пожарной безопасности сетей напряжением 0,4 кВ занимались также А.А. Сошников, А.С. Забиров, О.Н. Дробязко и др.

Результаты исследований пожарной опасности частиц металлов, образующихся при коротком замыкании, а именно: процесса горения этих частиц, их температуры и размеров, теплотворной способности, дальности разлета и др., были опубликованы в ряде трудов Г.И. Смелкова, А.А. Александрова и В.А. Пехотикова.

Однако, несмотря на проведенные исследования в данной области, задача обеспечения надлежащего уровня пожарной безопасности при эксплуатации ВЛ до 1000 В остается нерешенной.

Таким образом, целью работы является оценка пожарной опасности коротких замыканий в ВЛ напряжением до 1000 В.

Для достижения заявленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать установку и методику экспериментального определения влияния параметров режима короткого замыкания (величин тока и длительности короткого замыкания, площади поперечного сечения провода) на образование частиц расплавленного металла.

2. Определить влияние указанных факторов (площади поперечного сечения провода, величины тока и длительности замыкания) на пожарную опасность коротких замыканий в ВЛ напряжением до 1000 В и экспериментально установить минимальные значения величин тока короткого замыкания для алюминиевых проводов различного сечения, при которых возможно образование источников зажигания.

3. Построить математическую модель для оценки пожарной опасности коротких замыканий в ВЛ напряжением до 1000 В.

Объект исследования - воздушные линии электропередачи напряжением до 1000 В.

Предмет исследования - параметры короткого замыкания (соотношения величин тока и длительности короткого замыкания для проводов различной площади поперечного сечения), влияющие на образование источников зажигания при схлестывании проводов ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана установка и методика экспериментального определения влияния параметров режима короткого замыкания проводов ВЛ на образование частиц расплавленного металла.

2. Впервые получены зависимости, характеризующие совокупное влияние величин тока и длительности короткого замыкания на пожарную опасность короткого замыкания в ВЛ напряжением до 1000 В, а также установлены минимальные значения токов короткого замыкания для проводов различного сечения, при которых образуются источники зажигания.

3. Разработан алгоритм и минимаксные поверхности, составляющие основу методики определения уровня пожарной опасности ВЛ напряжением до 1000 В, позволяющей осуществлять оценку вероятности возникновения источников зажигания при коротком замыкании проводов.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что:

- получены зависимости, характеризующие совокупное влияние величин тока и длительности короткого замыкания на процесс образования источников зажигания для проводов различного сечения;

- разработана математическая модель для оценки пожарной опасности коротких замыканий проводов ВЛ напряжением до 1000 В.

Практическая значимость заключается в следующем:

- разработана экспериментальная установка с соответствующей ей методикой, применимая для дальнейших исследований пожарной опасности электроустановок;

- разработана методика оценки пожарной опасности ВЛ напряжением до 1000 В;

- предложено устройство, обеспечивающее предотвращение образования источников зажигания при эксплуатации ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач использованы методы математического моделирования, планирования эксперимента, теории подобия, теории нечетких множеств. Для исследований с применением аппарата нечеткой логики использован программный комплекс MathLab Simulink с пакетом расширения FuzzyLogic. Экспериментальная часть включает в себя исследования на физической модели и последующую обработку полученных данных в соответствии с законами математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Установка и методика для экспериментального исследования процесса образования капель расплавленного и раскаленного металла при коротком замыкании проводов ВЛ напряжением до 1000 В.

2. Результаты экспериментального исследования совокупного влияния величин тока и длительности короткого замыкания (для проводов различного сечения) на образование источников зажигания.

3. Математическая модель и методика для определения уровня пожарной опасности коротких замыканий в ВЛ напряжением до 1000 В.

4. Устройство, обеспечивающее предотвращение образования источников зажигания при эксплуатации ВЛ напряжением до 1000 В.

Степень достоверности результатов подтверждается корректным применением методов физического и математического эксперимента, теории подобия, применением для обработки полученных экспериментальных данных апробированных методов статистического анализа, а также внутренней непротиворечивостью результатов и их согласованностью с данными других исследователей.

Практическая реализация материалов диссертации:

- методика определения пожарной опасности ВЛ напряжением до 1000 В используется в работе структурных подразделений ОАО «МРСК Урала -«Челябэнерго» для определения необходимости проведения профилактических мероприятий по предупреждению возгораний в охранной зоне ВЛ;

- методика определения пожарной опасности ВЛ напряжением до 1000 В используется в работе Управления организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ Главного управления МЧС России по Челябинской области при оценке пожарной опасности территорий, где размещены данные сети;

- результаты исследований используются в учебном процессе Академии государственной противопожарной службы МЧС России, Южно-Уральского государственного университета при изучении дисциплины «Пожарная безопасность электроустановок».

Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на 12 конференциях: LV Международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (Южно-Уральский ГАУ, г. Челябинск, 2015), VI Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии» (ЮУрГУ, г. Челябинск, 2015), VIII международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования» (г. Душанбе, 2016), XX Юбилейном аспирантско-магистерском научном семинаре (г. Казань, 2016), V Всероссийской студенческой конференции (с международным участием) «Безопасность глазами молодежи» (г. Челябинск, 2019), Международной научно-практической конференции «Техносферная безопасность Байкальского региона» (г. Чита, 2019), Международной научно-практической конференции «Перспектива развития науки и образования» (г. Душанбе, 2019), Национальной (Всероссийской) научной конференции «Современная аграрная наука: теория и практика» (г. Челябинск, 2020), на ежегодных научно-технических конференциях ЮУрГУ (НИУ) (г. Челябинск, 2015-2019 гг.), на еженедельных аспирантских семинарах кафедры «Безопасность жизнедеятельности» ЮУрГУ (НИУ).

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 19 научных работах, из которых 3 статьи опубликованы в изданиях, входящих в «Перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций», получено 2 патента (1 на изобретение и 1 - на полезную модель).

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (153 наименования). Содержит 138 страниц машинописного текста, в том числе 46 рисунков и 24 таблицы, 3 приложения.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ВЛ составляют значительную часть от общей протяженности электрических сетей до 1000 В. Они экономичны, просты в эксплуатации по сравнению с кабельными линиями. Основная доля ВЛ приходится на обеспечение электрификации небольших городов, поселков, сельской местности.

Среди недостатков ВЛ можно выделить пониженный уровень надежности, а также повышенную пожарную опасность. При эксплуатации электрических сетей, оборудованных ВЛ, возможно возникновение различных несимметричных режимов, приводящих к образованию пожароопасных признаков.

Различные аспекты пожарной опасности электроустановок исследовались многими учеными, среди которых выделим Г.И. Смелкова, А.И. Ревякина, Б.И. Кашолкина, В.Н. Черкасова, Г.В. Бокова, Н.П. Костарева, А.А. Сошникова, О.Н. Дробязко и др. Однако, несмотря на проведенные исследования в данной области, задача обеспечения надлежащего уровня пожарной безопасности при эксплуатации воздушных линий электропередачи до 1000 В остается нерешенной.

1.1 Виды несимметричных режимов в распределительных электрических сетях, образованных воздушными линиями

По данным [95] протяженность кабельных и воздушных линий электропередачи напряжением 0,4-110 (220) кВ на начало 2019 г. составляла 2072020,6 км. Общая протяженность распределительной электрической сети 0,435 кВ составила около 1 млн. 880 тыс. км. В Таблице 1.1 представлено распределение сетей по протяженности в зависимости от напряжения и конструктивного исполнения.

Таблица 1.1 - Протяженность линий электропередачи напряжением 0,4-35 кВ

Напряжение, кВ Суммарная протяженность линий, км Процент от общей протяженности, %

35 14505 7,7

6-20 962933,5. Из них: 51,2

98,74 % ВЛ 1,26 % КЛ

0,4 771013,9. Из них: 41,0

99,36 % ВЛ 0,65 % КЛ

Таким образом, воздушные линии составляют более 90 % от общей протяженности сетей. Причем, согласно [95], протяженность воздушных линий электропередачи, проработавших более 30 лет, составляет почти 60 %, средняя степень износа электросетевых объектов - свыше 70 %. «Средний технический уровень оборудования сетей по многим параметрам соответствует оборудованию, которое эксплуатировалось в технически развитых странах мира 25-30 лет назад» [95].

В соответствии с информацией, приведенной в [95; 125] «показатели надежности электроснабжения за последние годы снижаются. В сетях напряжением 6-20 кВ происходит до 30 отключений на 100 км в год воздушных и кабельных линий. В сетях напряжением 0,4 кВ - до 100 отключений в год на 100 км» [95].

В условиях продолжающегося износа распределительных сетей большое значение приобретает потребность в решении задач по предупреждению возможных аварийных ситуаций и минимизации рисков (технологических, социальных и др.).

В целом на работу электрической сети влияют «несимметричные режимы работы электроприемников; различные комбинации обрывов проводов воздушных линий; различные комбинации замыканий проводов воздушных линий; различные короткие замыкания в параллельных воздушных линиях; симметричные изменения напряжений питающей сети в результате возникновения в ней каких-либо возмущений» [26; 46; 69].

Режим работы линии «определяется состоянием воздушной линии, характером изменения электрической нагрузки потребителей, различного рода повреждениями и др.» [80]. В свою очередь режимы работы, так или иначе, влияют на параметры электрической сети.

Для того, чтобы охарактеризовать режимы работы сети, следует отметить, что сети электроснабжения работают с заземленной или изолированной нейтралью трансформаторов и генераторов. «Большой опыт проектирования, строительства и эксплуатации электрических сетей привел к тому, что вопрос о режиме нейтрали в течение длительного времени решался однозначно - в зависимости от номинального напряжения электроустановки» [22; 109]. «Сети напряжением 6-35 кВ работают с изолированной нейтралью трансформаторов или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор» [136]. Кроме того, применяется резистивное заземление нейтрали. «Сети 660, 380 и 220 В могут работать как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. Наиболее распространены четырехпроводные сети 380/220, которые, в соответствии с требованиями [97], должны иметь глухое заземление нейтрали» [32].

Одним из основных факторов, оказывающим влияние на качество электрической энергии является «несимметрия фазных токов, вызывающая несимметрию напряжений и вносящая значительные искажения в работу всей системы электроснабжения в целом» [29; 38; 64; 72; 76; 81; 100].

В соответствии с [38; 79], режим работы электрической сети, при котором любой из параметров (ток, напряжение, мощность, cos ф) имеет разные значения в различных фазах сети или ее элементах, является несимметричным.

Различают кратковременные несимметричные режимы, имеющие место при различных аварийных ситуациях и характеризующиеся относительно коротким промежутком времени, и длительные несимметричные режимы, характерные для некоторых несимметричных устройств [26; 132; 142]. Несимметричные нагрузки нарушают симметрию токов и напряжений в трехфазных электрических сетях, что, в свою очередь, ведет к негативным последствиям: увеличению потерь

мощности и энергии; перегрузке; неправильной работе устройств защиты и автоматики; дополнительному нагреву и т.п. [20; 21; 64].

Определим перечень возможных несимметричных режимов для электрических сетей с различными режимами заземления нейтрали.

Возможные режимы несимметрии электрической сети с глухозаземленной нейтралью и их характерные особенности довольно глубоко исследованы в [2; 27; 80; 132]. «Наиболее распространенными повреждениями в этих сетях являются короткие замыкания, обрывы фазных и нулевого проводов, замыкания на землю. Удельный вес повреждений зависит от состояния и конструкции сетей, климатических условий и особенностей эксплуатации» [36; 49; 80; 82]. Каждый из режимов работы электрической сети рассмотрен на Рисунках 1.1 - 1.5.

Нормальный режим работы электрической сети

Г 1 Нагрузка потребителя в одной фазе меняется, в двух других фазах -постоянна. Несимметричное изменение нагрузки по фазам ведет к искажению линейных и фазных напряжений электрической сети, кроме того, появляется напряжение несимметрии системы трех фазных напряжений относительно нулевого провода ВЛ

Нагрузка потребителя изменяется одновременно в двух фазах при неизменной нагрузке в третьей фазе

г ч Отключение автоматических выключателей у потребителя, в одной или одновременно в двух фазах, когда нагрузка в этих фазах нулевая при изменении нагрузки в работающих фазах. Результатом является возникновение несимметричного режима работы электрической сети

Рисунок 1.1 - Нормальный режим работы электрической сети

Обрывы фазных проводов воздушной линии

При обрыве одного фазного провода нагрузка потребителя изменяется соответственно водной или одновременно в двух фазах

При обрыве одного фазного провода возможно отключение автоматического выключателя во второй фазе и изменение нагрузки на третьей фазе

При обрыве двух фазных проводов «нагрузка потребителя в оставшейся в работе фазе изменяется. По нагрузочным характеристикам предыдущий и рассматриваемый режимы подобны

При одновременном обрыве трех фазных проводов потребитель теряет все фазные напряжения, но при этом он связан с электрической сетью нулевым проводом

Рисунок 1.2 - Обрывы фазных проводов ВЛ

Рисунок 1.3 - Обрывы нулевого провода

Рисунок 1.4 - Одновременный обрыв фазных и нулевого проводов

Короткие замыкания

Однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводами

Двойное короткое замыкание (замыкание двух фазных проводов с нулевым проводом)

Междуфазное короткое замыкание между двумя фазными проводами

Обрыв нулевого провода с одновременным замыканием между фазным и нулевым проводами со стороны потребителя

Однофазное короткое замыкание в параллельной воздушной линии, питающейся от той же трансформаторной подстанции

Двойное короткое замыкание в параллельной воздушной линии, питающейся от той же трансформаторной подстанции

Междуфазное короткое замыкание в параллельной воздушной линии, питающейся от той же трансформаторной подстанции

Рисунок 1.5 - Короткие замыкания

Наиболее частым видом повреждений «являются однофазные короткие замыкания на нулевой рабочий провод и связанные с ним металлические конструкции (электрооборудование, трубопроводы и т.д.)» [24; 25; 132; 133]. Возникающие при этом токи могут явиться причиной возникновения пожаров [7; 145].

Далее на Рисунке 1.6 представим перечень возможных режимов несимметрии, характерных для электрической сети с изолированной нейтралью, составленный на основе [2; 19; 22; 27; 52; 73; 110; 132].

Рисунок 1.6 - Несимметричные режимы в сетях с изолированной нейтралью

Как отмечается в [37; 73; 133], не менее 75% от общего числа повреждений в сетях с изолированной нейтралью составляют однофазные замыкания на землю. Указанный несимметричный режим не является аварией [110; 136] и допускает эксплуатацию сетей до выявления повреждения и принятия необходимых мер.

Однако длительное существование такого режима приводит к негативным и даже аварийным последствиям.

1.2 Общая характеристика пожарной опасности при возникновении несимметричных режимов на воздушных линиях

Учитывая особенности наиболее вероятных несимметричных режимов и процессов, протекающих при их возникновении, рассмотрим основные вопросы, касающиеся пожарной опасности при эксплуатации электрических сетей.

Анализ отечественных и зарубежных статистических данных показывает, что нет другой более опасной технической причины возникновения пожаров, чем аварийные режимы электроустановок. Согласно статистическим данным МЧС РФ [89; 91; 92; 93; 94; 90] в Российской Федерации ежегодно происходит более 160000 пожаров. В России доля пожаров от теплового проявления электрического тока ежегодно составляет 20-35 %, причем имеется тенденция к увеличению [75; 90; 103; 111]. Рост частоты возникновения случаев непредусмотренного теплового проявления электрического тока связан с интенсификацией процесса потребления электрической энергии при недостаточном темпе модернизации систем электроснабжения.

В целом пожарная опасность электроустановок включает в себя способность их быть причиной зажигания (электрические дуги, нагрев токоведущих элементов и др.) при определенных условиях и способность их распространять горение [99].

Анализ статистических данных показывает, что «даже дифференцированный подход к анализу причин пожаров не всегда дает нужную информацию об источнике зажигания» [115]. В частности, пока не удается разделить статистику пожаров от коротких замыканий по принадлежности к двум основным источникам зажигания:

- возникновение дугового разряда и зажигание им горючих материалов;

- возникновение, разлет и попадание на горючие материалы частиц металлов, образующихся при коротком замыкании [115].

При упоминании короткого замыкания в качестве причины пожара чаще всего имеют ввиду одновременное воздействие обоих факторов.

По сведениям, приводимым в литературных источниках, из которых отметим [40; 42; 99; 104; 106; 111], пожары на различных объектах экономики возникают при коротких замыканиях, токовых перегрузках, больших переходных сопротивлениях, касаниях токоведущих частей электроустановок заземленных конструкций. Результаты, изложенные в [115], свидетельствуют о том, что из электротехнических причин пожаров короткие замыкания уверенно занимают печальное первенство - 68,8%. Однако, в [103] отмечается, что, например, короткое замыкание в электропроводниках не является первопричиной пожаров. Оно является следствием первичных физических явлений, приводящих к мгновенному снижению сопротивления изоляции между токопроводящими жилами разных потенциалов. Эти явления следует считать первичными причинами пожара. Так, «возникновение загораний с последующим переходом в пожар может быть вызвано следующими причинами:

1. Перегрев от короткого замыкания в результате:

- механического повреждения при эксплуатации;

- локального перегрева;

- случайного или умышленного соединения проводов между собой или замыкания проводов на землю.

2. Перегрев от токовой перегрузки в результате:

- подключения потребителя завышенной мощности;

- появления значительных токов утечки между токоведущими проводами, токоведущими проводами и землей (корпусом), в том числе на распределительных устройствах за счет снижения сопротивления изоляции;

- увеличения окружающей температуры на участке или в одном месте, ухудшения теплоотвода» [103].

Вышеперечисленные и иные причины в свою очередь возникают при существовании несимметричных режимов в электрической сети.

Так, при обрыве проводов линий электропередачи, а также их сильном провисании существует вероятность касания заземленных конструкций (замыканий на землю). В работе [99] указывается, что причиной зажигания при касании токоведущими элементами электроустановок заземленных конструкций является теплота, выделяющаяся в месте касания или в месте повышенного переходного сопротивления между элементами цепи заземления. Величина теплового импульса определяется соотношением [99]:

где и - фазное напряжение источника питания сети, В;

ХЖ - суммарное сопротивление цепи, по которой проходит ток замыкания на землю, Ом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Козлова Юлия Сергеевна, 2022 год

источников зажигания

Графическое представление алгоритма с указанием основных этапов методики дано на Рисунке 3.18.

Рисунок 3.18

- Определение возможности возникновения источников зажигания

Т.е. методика оценки уровня пожарной опасности ВЛ (полностью представлена в Приложении А), связанного с возможностью образования источников зажигания, включает в себя следующие этапы (Рисунок 3.19):

1. Рассчитываются токи короткого замыкания в различных точках ВЛ. Строится график зависимости величины тока КЗ от длины участка ВЛ между ТП и точкой замыкания (1кз^(1)).

2. По паспортным времятоковым характеристикам аппарата защиты (^.р-^(1)} и графику функции строится зависимость времени срабатывания

от длины воздушной линии Р =

3. По графику ЦР= ^Ь) определяется зона защиты (1-заш} аппарата, в которой обеспечивается время срабатывания не более 5 с.

о

4. Определяются граничные значения токов короткого замыкания Онзв и 'нзн)в незащищенной зоне.

5. Значения токов короткого замыкания \{ в незащищенной зоне (1НЗН < I] < 1НЗВ} сравниваются с величиной минимального пожароопасного значения тока 1по. В случаях, когда > 1п 0, возможно образование источников зажигания.

6. С использованием формулы (3.12), а также соответствующих минимаксных поверхностей, определяется уровень пожарной опасности

ВЛ.

Рисунок 3.19 - Методика оценки уровня пожарной опасности ВЛ

Основные факторы (ток и длительность существования замыкания), оказывающие влияние на зажигательную способность частиц металла, мы можем

контролировать. При этом преимущество следует отдать ограничению токов, возникающих вследствие схлестывания проводов, поскольку повышение быстродействия релейной защиты линий в этом случае приведет только к нарушению электроснабжения. Отрицательный момент этого очевиден.

3.4 Разработка устройства обеспечения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В при схлестывании проводов

В данной и предыдущих главах было показано, при каких условиях схлестывание фазных или фазного и нулевого проводов ВЛ до 1000 В может стать источником возникновения пожароопасных признаков. Кардинальное решение проблемы - устранение проявления этого источника. Однако при этом мы должны исходить из экономических возможностей, с одновременным учетом социальных последствий.

Как уже отмечалось в начале главы 1, полное исключение схлестывания проводов ВЛ до 1000 В - замена неизолированных проводов на СИП. Было указано, что такое решение потребует значительных временных и экономических затрат.

Другие рассмотренные решения имеют различные недостатки, среди которых можно отметить дополнительные динамические нагрузки на провода, низкую механическую прочность, недостаточную электрическую прочность, подверженность гниению, возможное нарушение изоляции, несовершенство конструкции, конструктивную сложность, высокую стоимость изготовления, фактически не учитывают тот факт, что не каждое схлестывание может явиться причиной возгорания (или может привести к повреждению проволочной вязки и способствовать появлению очагов потенциальной опасности при дальнейшей эксплуатации) тех или иных сгораемых материалов, находящихся в охранной зоне ВЛ до 1 кВ [56; 58].

Проанализируем факторы, которые способствуют схлестыванию проводов с образованием источников зажигания.

В работах [47; 48] проведены исследования влияния различных факторов на схлестывание проводов - скорость ветра является основным среди прочих. Основываясь на отмеченных исследованиях, в качестве величины скорости ветра, достаточной для схлестывания проводов, принято значение 13,5-18,5 м/с. Проведем анализ распределения скорости ветра для Челябинской области в период повышенной пожарной опасности (с апреля по октябрь) [58].

На Рисунке 3.20 представлены диаграммы, отражающие изменение величины скорости для каждого месяца рассматриваемого периода, а также количество дней, в которые наблюдался тот или иной диапазон скорости ветра [58].

>61 км/ч ■ >50 км/ч >38 км/ч ■ >28 км/ч ■ >19 км/ч

май

апрель 0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Количество дней 4 15

Рисунок 3.20 Распределение скорости ветра по количеству дней с апреля по октябрь

На основе данных, использованных для построения диаграмм (рисунок 3.17), определим законы распределения скорости ветра для каждого месяца, а также математическое ожидание скорости ветра. Результаты представлены в Таблице 3.5 [58].

Таблица 3.5 - Закон распределения и математическое ожидание скорости ветра

Месяц Закон распределения скорости Математическое ожидание

ветра скорости ветра, (м/с)

Апрель 8,36

Май 6,79

Июнь 4,97

Июль Распределение Пуассона 4,5

Август 4,96

Сентябрь 5,71

Октябрь 7,41

В Таблице 3.6 указано количество опасных дней, когда скорость ветра

превышает величину скорости, достаточной для схлестывания проводов. Таблица 3.6 - Распределение опасных дней по месяцам повышенной пожарной

опасности

Месяц Количество дней со скоростью ветра свыше 13,5 м/с

Апрель 11

Май 5

Июнь 1

Июль 1

Август 1

Сентябрь 3

Октябрь 8

Исходя из данных таблицы 3.6, можно было бы принять решение о нецелесообразности каких-либо мероприятий по предотвращению последствий схлестывания проводов. Всего 30 дней за весь период повышенной пожарной опасности! Однако следует отметить, что даже разовый случай аварийной ситуации может охватывать несколько пролетов, увеличивая масштабы аварии. А возникновение пожара, особенно в сельской местности, это не только материальные потери, но и, что особенно страшно, возможная гибель людей [58]. Кроме того, схлестывание может привести к повреждению проволочной вязки и способствовать появлению очагов потенциальной опасности при дальнейшей эксплуатации.

Другим фактором, определяющим пожарную опасность схлестывания проводов ВЛ до 1000 В, является возникающий в результате этого явления ток

короткого замыкания. В главе 3 нашего исследования определены величины этих токов для алюминиевых проводов различных сечений (25-70 мм2), представляющих высокую пожарную опасность (см. формулу (3.10)).

Как было показано во второй главе, количество частиц расплавленного алюминия, образовавшихся при схлестывании проводов ВЛ, зависит не только от величины тока короткого замыкания, но и длительности его существования.

Необходимо отметить, что действующие Правила [97] регламентируют время отключения линии от источника питания не более 5 с.

Указанная величина времени отключения установлена исходя из соображений селективности срабатывания защит от однофазных коротких замыканий либо непосредственно на ВЛ до 1000 В, либо в электроприемниках.

Исследования [25; 102] показали, что при существующих длинах ВЛ время отключения не более 5 с применяемыми защитами (предохранители, автоматические выключатели), как правило, не обеспечивается. Этот факт необходимо учитывать при построении функциональной схемы устройства обеспечения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В при схлестывании проводов.

Таким образом, разработка устройства, предназначенного для обеспечения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В при схлестывании проводов, должна основываться на:

- непрерывном измерении скорости ветра в период повышенной пожарной опасности;

- измерении тока короткого замыкания;

- контроле времени существования короткого замыкания.

Приведенные выше требования к устройству обеспечения пожарной

безопасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В при схлестывании проводов являются переменными величинами, зависящими от ряда иных факторов. Поэтому предсказать их значения изначально для той или иной линии электропередачи напряжением до 1000 В не представляется возможным. Следовательно, их контроль должен осуществляться непрерывно (измерение

скорости ветра) либо с момента схлестывания проводов (измерение тока короткого замыкания и времени его существования).

Наряду с перечисленными факторами на пожарную опасность ВЛ влияют сечения фазного и нулевого проводов, а также месяц года (входит ли он в период повышенной пожарной опасности).

С учетом изложенного была разработана функциональная схема устройства, представленная на Рисунке 3.21, на которое получен патент РФ №2740025 [61; 84].

Рисунок 3.21 - Функциональная схема устройства предотвращения появления пожароопасных признаков при схлестывании проводов ВЛ 1000 В: 1 - питающий трансформатор; 2 - аппарат защиты (автоматический выключатель); 3 - токоограничивающий блок; 4 - четырехпроводная трехфазная

сеть; 5-7 - трансформаторы тока; 8 - логический элемент «И»; 9 - блок управления; 10 - блок измерения тока короткого замыкания; 11 - блок выдержки времени; 12 - блок измерения скорости ветра

Поясним назначение перечисленных блоков.

Токоограничивающий блок (3) предназначен для ограничения тока короткого замыкания (междуфазного, однофазного) без отключения электроснабжения потребителей. Ограничение тока происходит до величины (с учетом сечения фазных проводов), при которой размеры частиц расплавленного алюминия не превышают, в основном, 1 мм. В этом случае исчезают пожароопасные признаки [84].

Блок измерения токов короткого замыкания (10) не только осуществляет измерение величин этих токов, но и одновременно с получением сигнала с одного или двух трансформаторов тока (5, 6, 7) включает блок выдержки времени (11). Если сигнал на указанный блок поступает одновременно с трех трансформаторов тока (ТТА, ТТВ, ТТС), то на его выходе сигнала не будет, поскольку в этом случае мы имеем дело с симметричным коротким замыканием, вызванным не схлестыванием любых двух проводов, а какими-то иными причинами. В этом случае токоограничивающий блок (3) не должен осуществлять ограничение тока замыкания, а соответствующая линия (4) должна быть отключена как можно быстрее [61; 84].

Блок измерения скорости ветра (12) обеспечивает контроль величины этой скорости, и, если скорость ветра превысит определенную величину, на его выходе появляется логический сигнал, подаваемый на один из входов элемента «И» (8). При наличии на другом входе элемента «И» (8) сигнала от блока измерения тока короткого замыкания (10) на выходе элемента «И» (8) появляется логический сигнал, включающий блок управления (9) [84].

Блок управления (9) с учетом сечения фазных проводов, значения которых были введены при установке предлагаемого устройства на соответствующей линии, управляет токоограничивающим блоком (3), устанавливая при этом ток в линии, при котором не образуются источники зажигания [84].

Если на входе блока измерения тока короткого замыкания (10) через 5 с не исчезает сигнал (контроль времени осуществляет блок выдержки времени (11)),

то с выхода блока выдержки времени (11) подается сигнал на отключение аппарата защиты (2), установленного в начале линии (4) [61].

Таким образом осуществляется работа устройства предотвращения возникновения пожароопасных признаков при схлестывании проводов ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В.

3.5 Выводы по главе 3

1. Впервые определены минимальные значения величин токов короткого замыкания для проводов различного сечения, при которых возможно образование источников зажигания. Сравнение экспериментальных и расчетных данных позволило установить, что минимальные значения токов однофазного короткого замыкания для линий, выполненных проводами различного сечения, и при различной мощности трансформаторов в 100 % случаев превышают минимальные пожароопасные значения (для линий, протяженность которых не превышает 500 м).

2. Построена математическая модель для оценки пожарной опасности воздушной линии электропередачи напряжением до 1000 В.

3. Представлена методика определения уровня пожарной опасности ВЛ напряжением до 1000 В, позволяющая выявить незащищенные с точки зрения пожарной безопасности участки сети.

4. Проведен анализ факторов, способствующих схлестыванию проводов с образованием источников зажигания, на основе которого разработана схема устройства, обеспечивающего предотвращение возникновения источников зажигания при схлестывании проводов ВЛ напряжением до 1000 В. Описана работа предлагаемого устройства.

Выполненные исследования позволили сформулировать основные результаты и выводы работы:

1. В работе предложено новое решение в обеспечении пожарной безопасности ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В при коротких замыканиях, вызванных схлестыванием проводов, состоящее в разработке методики оценки пожарной опасности ВЛ, связанной с образованием источников зажигания при коротких замыканиях, а также ставшее основой для разработки устройства, обеспечивающего предотвращение образования источников зажигания.

2. Разработана экспериментальная установка (патент РФ №191656 на полезную модель) и методика экспериментального определения влияния параметров режима короткого замыкания (величин тока и длительности короткого замыкания, площади поперечного сечения провода) на образование частиц расплавленного металла.

3. Впервые получены зависимости, характеризующие совокупное влияние величин тока и длительности короткого замыкания на процесс образования источников зажигания для алюминиевых проводов различного сечения, а также установлены минимальные значения токов короткого замыкания для проводов различного сечения, при которых уже образуются источники зажигания.

4. Предложены математическая модель и алгоритм определения вероятности возникновения источников зажигания при коротких замыканиях в ВЛ напряжением до 1000 В, что позволяет осуществлять оценку пожарной опасности этих ВЛ.

5. Разработано устройство, обеспечивающее предотвращение образования источников зажигания при схлестывании проводов ВЛ напряжением до 1000 В, на которое получен патент РФ №2740025 на изобретение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдуллоев, Р.Т. Система оценки состояния заземляющего устройства [Текст]: дис. ...канд. техн. наук: 05.26.01 / Абдуллоев Рамазон Толибжонович. -Челябинск, 2016. - 111 с.

2. Авербух, А.М. Примеры расчетов неполнофазных режимов и коротких замыканий [Текст] / А.М. Авербух. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. - 184 с.

3. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адлер, Е.В. Макаров, Ю.В. Грановский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

4. Александров, А.А. Исследование воспламеняющей способности частиц металлов, образующихся при коротких замыканиях в электроустановках до 1000 В [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.01 / Александров Анатолий Афанасьевич. - М.: МЭИ. - 1978. - 291 с.

5. Александров, А.А. Теоретические основы зажигания твердых горючих материалов частицами металлов [Текст] / А.А. Александров, Г.И. Смелков, А.Н. Субботин и др. // Пожарная профилактика в электроустановках. -М.: ВНИИПО МВД СССР, 1979. - №I. - С. 35-42.

6. Александров, А.А. Характер образования пожароопасных частиц металла при коротких замыканиях [Текст] / А.А. Александров, Г.И. Смелков, В.А. Пехотиков // Промышленная энергетика. - 1978. - №2. - С. 45-46.

7. Александров, В.В. Электробезопасность сельскохозяйственного производства: справочник [Текст] / В.В. Александров. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Нива России, 1992. - 221 с.

8. Анастасиев, П.И. Воздушные линии напряжением до 1000 В [Текст] / П.И. Анастасиев, Ю.А. Фролов. - М.: Энергия, 1963. - 168 с.

9. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения [Текст] / В.А. Андреев. - М.: Высшая школа, 2006. - 639 с.

10. Атанов, С. К. Анализ программных средств построения адаптивных моделей с нечеткой логикой [Электронный ресурс] / С. К. Атанов // Вестник науки. Костанайский СТУ им. З. Алдамжара. - 2008. - № 3. - С. 2. - Режим доступа: Ы^: //dspace.enu.kz/bitstream/handle/data/10689/AnaHz-pшgrammnyh-sredstv-postroeniya-adaptivnyh-modelei-s-nechetkoi-logikoi.pdf?sequence=1 (дата обращения: 01.02.2019).

11. Баженов, В.И. Основы планирования и моделирования в теории инженерного эксперимента: учебное пособие [Текст] / В.И. Баженов, А.Н. Стрельченко. - М.: МАИ, 1983. - 59 с.

12. Басс, Э.И. Релейная защита электроэнергетических систем: учебное пособие [Текст] / Э.И. Басс, В.Г. Дорогунцев. Под ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 296 с.

13. Белов, А.В. Практические методы расчета однофазного короткого замыкания в сетях напряжением до 1кВ [Текст] / А.В. Белов, Ю.П. Ильин // Промышленная энергетика. - 2013. - № 2. - С. 17-23.

14. Беляев, А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ [Текст] / Беляев А.В. - СПб.: ПЭИПК, 2008. - 230 с.

15. Богдан, А.В. Сравнение методов расчета однофазного КЗ в электроустановках до 1 кВ [Текст] / А.В. Богдан, В.А. Богдан, В.В. Савиных, В.В. Соболь // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. - № 11. -С. 30-31.

16. Боков, Г.В. Оценка и защита кабелей и проводов электрических сетей по условию возникновения и распространения горения: дис. ...канд.техн.наук: охрана труда / Боков Геннадий Васильевич. - М., 1991. - 260 с.

17. Борисов, В. В. Основы теории нечетких множеств [Текст] / В. В. Борисов, А. С. Федулов, М. М. Зернов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2014. - 88 с.

18. Борковский, С.О. Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю [Электронный ресурс] / С.О. Борковский, Т.С. Горева, Т.И. Горева // Фундаментальные исследования. - 2014. -

№9 (ч.5). С. 954-959. - Режим доступа: Шр8://8.Ш^атеп1а1-гевеагсЬ.т^£/2014/9-5Z34996.pdf (дата обращения: 05.10.2017).

19. Булычев, А.В. Релейная защита в распределительных электрических сетях: пособие для практических расчетов [Текст] / А.В. Булычев, А.А. Наволочный. - М.: ЭНАС, 2011. - 208 с.

20. Былкин, М.В. Моделирование, анализ и устранение последствий несимметричных режимов в сетях электроснабжения [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.09.03 / Былкин Максим Викторович - Москва, 1999. - 155 с.

21. Вагнер, К. Ф. Метод симметричных составляющих [Текст] / К.Ф. Вагнер. - Л.: ОНТИ НКТП СССР. - 1936. - 407 с.

22. Вайнштейн, Р.А. Режимы заземления нейтрали [Текст]: учебное пособие / Р.А. Вайнштейн, Н.В. Коломиец, В.В. Шестакова. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - 118 с.

23. Вайнштейн, Р.А. Физическое моделирование электрических процессов, вызываемых перемежающимися дуговыми замыканиями [Текст] / Р.А. Вайнштейн, С.И. Головко // Известия вузов: Энергетика, 1978. - №10.

24. Валеев, Р.Г. Концепция построения защиты электрических сетей напряжением 380 В от однофазных коротких замыканий [Текст] / Р.Г. Валеев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». - 2013. - №1(13), С. 30-34.

25. Валеев, Р.Г. Повышение уровня электробезопасности в электрических сетях напряжением до 1000 В при однофазных коротких замыканиях [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.01 / Валеев Рустам Галимянович. - Челябинск, 2014. - 180 с.

26. Веников, В.А. Электрические системы. Электрические сети: учебник для электроэнергетических специальностей вузов [Текст] / В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков и др.: под ред. В.А. Веникова. - 2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Высшая школа, 1998. - 511 с.

27. Вильгейм, Р. Заземление нейтрали в высоковольтных системах [Текст] / Р. Вильгейм, М. Уотерс. - М.: Госэнергоиздат, 1959. - 415 с.

28. Вогман, Л.П. Пожарная опасность процесса тления горючих органических веществ и материалов [Текст] / Л.П. Вогман // Пожарная безопасность. - 2018 г. - № 3. - С.39-48.

29. Герман, Л.А. Автоматизация регулирования несимметричного напряжения тяговых подстанций переменного тока [Текст] / Л.А. Герман, Л.А. Синицына // ЦНИИ ТЭИ. Серия: Электрификация и энергетическое хозяйство. -1981. - №1. - С. 1-12.

30. Гиндуллин, Ф.А. Перенапряжения в сетях 6-35 кВ [Текст] / Ф.А. Гиндуллин, В.Г. Гольштейн, А.А. Дульзон, Ф.Х. Халилов. - М.: Энергоиздат, 1989. - 192 с.

31. Глазунов, А.А. О расчетах токов коротких замыканий в электрических сетях напряжением до 1000 В [Текст] / А.А. Глазунов, Ю.А. Фокин // Электрические станции. - 1964. - №9. - С. 64-68.

32. Головко, С.И. Земляные защиты электрооборудования 6-35 кВ. Учет перемежающихся дуговых замыканий [Электронный ресурс] / С.И. Головко // Новости электротехники. - 2012. - 2(74). - Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2012/74/09.php (дата обращения: 01.10.2017).

33. Голубев, М.Л. Методы расчета токов короткого замыкания в распределительных сетях [Текст]. - М.: Энергия, 1967. - 56 с.

34. Горский, В.Г. Планирование промышленных экспериментов [Текст] / В.Г. Горский, Ю.П. Адлер. - М.: Металургия, 1974. - 264 с.

35. ГОСТ 12.1.004-91*. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 76 с.

36. Григорьев, А.В. Защита сельских электросетей [Текст] / А.В. Григорьев, А.И. Селивахин, В.И. Сукманов. - Алма-Аты: Кайнар, 1984. - 128 с.

37. Гулин, А.Н. Анализ способов и методов определения места повреждения в сетях с изолированной и заземленной нейтралями [Текст] / А.Н. Гулин // Электробезопасность, 2012. - №4. С. 33-39.

38. Дулепов, Д.Е. Расчет несимметрии напряжений СЭС [Электронный ресурс] / Д.Е. Дулепов // Вестник НГИЭИ. Секция «Энергетика», 2015. -

№4(47). - С. 35-42. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/raschet-nesimmetrii-napryazheniy-ses/viewer (дата обращения: 03.09.2016).

39. Ершов, А.М. Построение защиты воздушных линий электропередачи напряжением 380 В от однофазных замыканий на землю [Текст] / А.М. Ершов, А.И. Сидоров, Р.Г. Валеев // Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии: сборник материалов V научно-практической конференции: в 2 т. / под ред. А.И. Сидорова. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2012. - Т.1. - 353 с.

40. Жилин, О.И. Пожарная безопасность электроустановок [Текст] /О.И. Жилин // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2007. - №4. - С. 19-31.

41. Жуков, В.В. Сравнительный анализ методов расчета токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ [Текст] / В.В. Жуков, Н.П. Крючков, Ю.П. Кузнецов, Б.Н. Неклепаев // Электрические станции - 1996. -№ 6. - С.41-51.

42. Забиров, A.C. Пожарная опасность коротких замыканий [Текст]. - М.: Стройиздат, 1987. - 103 с.

43. Заруба, И.И. Механизм разбрызгивания металла при дуговой сварке [Текст] / И.И. Заруба // Автоматическая сварка. - 1970. - №11. - С. 12-16.

44. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей [Текст] / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушилов, С.В. Страхов. - М.: Энергия, 1970. - 520 с.

45. Зыков, В.И. Определение уровня пожарной опасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В [Текст] / В.И. Зыков, Ю.С. Козлова, М.В. Крупин // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2021. - №1. - С. 34-39.

46. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети: учебник для вузов [Текст] / В.И. Идельчик. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.

47. Кабашов В.Ю. Исследование условий возможного схлестывания проводов сельских ВЛ 6-10 кВ /В.Ю. Кабашов [Текст] // Электротехнические комплексы и системы. - 2013 г. - № 2. - С.9-12.

48. Кабашов В.Ю. Повышение надежности сельских воздушных линий электропередачи 10 (6) кВ в условиях воздействия ветровых и гололедных

нагрузок [Текст]: дис. ...доктора техн. наук: 05.20.02 / Кабашов Владимир Юрьевич. - Уфа, 2011. - 393 с.

49. Казимир, А.П. Эксплуатация электроустановок и электробезопасность в сельском хозяйстве [Текст] / А.П. Казимир, И.Е. Керпелова, Н.И. Прудников. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980. - 191 с.

50. Кашолкин, Б.И. Исследование пожарной опасности аварийных режимов в электрических проводках и разработка методов определения моментов их возникновения [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.01 / Кашолкин Борис Иванович. - Барнаул, 1976. - 20 с.

51. Кискачи, В.М. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях напряжением 6-10 кВ с различными режимами заземления нейтрали типа ЗЗН [Текст] / В.В. Кискачи. - М.: Энергия, 1972. -122 с.

52. Климов, Н.А. Совершенствование методов расчета и обнаружения аварийных несимметричных режимов электрических сетей 6-35 кВ [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.20.02 / Климов Николай Александрович. -Кострома, 2013. - 208 с.

53. Козлова, Ю.С. Влияние различных факторов на пожарную опасность воздушных линий электропередачи [Текст] / Ю.С. Козлова, Г.А. Полунин // «Национальная безопасность России: актуальные аспекты»: сборник избранных статей Всероссийской научно-практической конференции. - СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2020. - С. 34-35.

54. Козлова, Ю.С. Нечеткие множества для анализа пожарной опасности воздушных линий электропередачи [Текст] / Ю.С. Козлова, Г.А. Полунин // «Национальная безопасность России: актуальные аспекты»: сборник избранных статей Всероссийской научно-практической конференции. - СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2020. - С. 35-36.

55. Козлова, Ю.С. О влиянии рода тока на пожарную опасность электроустановок [Текст] / Ю. С. Козлова // Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи: сборник материалов V Всероссийской студенческой

конференции (с международным участием): в 2 т. / под ред. А.И. Сидорова. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2019. - Т. 2. - С. 179-180.

56. Козлова, Ю.С. О необходимости защиты от схлестываний проводов воздушных линий электропередачи [Текст] / Ю.С. Козлова // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Перспектива развития науки и образования» - Душанбе, 2019. - Ч. 1. - С. 56-57.

57. Козлова, Ю.С. Определение количества капель расплавленного металла при однофазном коротком замыкании [Текст] / Ю.С. Козлова // Сибирский пожарно-спасательный вестник. - 2019. - №3 (14). - С. 28-31.

58. Козлова, Ю.С. Основные направления повышения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ [Текст] / Ю.С. Козлова, А.И. Сидоров // «Актуальные вопросы агроинженерных наук в сфере энергетики агропромышленного комплекса: теория и практика: материалы национальной научной конференции Института агроинженерии». - Челябинск: ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ, 2020. - С. 88-93.

59. Козлова, Ю.С. Пожарная опасность короткого замыкания проводов воздушных линий электропередачи [Текст] / Ю. С. Козлова // Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи: сборник материалов V Всероссийской студенческой конференции (с международным участием): в 2 т. / под ред. А.И. Сидорова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2019. - Т. 2. - С. 177-178.

60. Козлова, Ю.С. Применение теории планирования эксперимента для решения задач обеспечения пожарной безопасности воздушных линий электропередачи [Текст] / Ю.С. Козлова // Вестник науки и образования. - 2018. -№17 (53). Ч. 1. - С. 32-34.

61. Козлова, Ю.С. Устройство для обеспечения пожарной безопасности при схлестывании проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В [Текст] / Ю.С. Козлова // Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации: сборник материалов Дней науки с международным участием (1-4 июня 2021 г.). - Екатеринбург: Уральский институт ГПС МЧС России, 2021. - Ч. 1. - С. 113-115.

62. Козлова, Ю.С. Экспериментальная установка для исследования пожарной опасности процесса схлестывания проводов воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ [Текст] / Ю.С. Козлова // Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи: материалы IV Всероссийской студенческой конференции (с международным участием). Секция «Безопасность в чрезвычайных ситуациях». - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2017. С. 221-223.

63. Кондратьев, В.М. Оценка целесообразности применения деревянных опор воздушных линий 0,4-10 кВ [Текст] / В.М. Кондратьев, В.М. Прохоров // Энергетическое строительство. - 1979. - №8. С. 29-31.

64. Косоухов, Ф.Д. Несимметрия напряжений и токов в сельскохозяйственных распределительных сетях [Текст] / Косоухов Ф.Д., Наумов И.В. - Иркутск: ИрГСХА, 2003. - 257 с.

65. Костерев, В. В. Надежность технических систем и управление риском [Текст] / В. В. Костерев. - М.: МИФИ, 2008. - 280 с.

66. Круг, К.А. Основы электротехники [Текст] / К.А. Круг. - М.-Л.: ОНТИ, 1936. - 887 с.

67. Круглов, В. В. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети [Текст] / В. В. Круглов, М. И. Дли, Р. Ю. Голунов. - М.: Физматлит, 2001. - 224 с.

68. Крючков, И.П. Короткие замыкания и выбор электрооборудования: учебное пособие для вузов [Текст] / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев и др.; под ред. И.П. Крючкова, В.А. Старшинова - М.: Издательский дом МЭИ, 2012. - 568 с.

69. Крючков, И.П. Переходные процессы в электроэнергетических системах: учебник для вузов [Текст] / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев, М.В. Пираторов; под ред. И.П. Крючкова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 416 с.

70. Кузнецова, Е.В. Математическое планирование эксперимента: учебно-методическое пособие для студентов очного и заочного обучения специальностей «Технология обработки металлов давлением», «Динамика и

прочность машин», «Компьютерная механика», «Компьютерная биомеханика» [Электронный ресурс] / Е.В. Кузнецова. - Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2011. -35 с. - Режим доступа:

http: //dpm.pstu.ru/images/DPM/PDF/Kuznetsova/Кузнецова_Математическое_плани рование_эксперимента.pdf (дата обращения: 10.10.2017).

71. Леоненков, А. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH [Текст]. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 736 с.

72. Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства [Текст] / Т.Б. Лещинская, И.В. Наумов. - М.: Колос, 2008. - 655 с.

73. Лихачев, Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов [Текст] / Ф.А. Лихачев. - Изд-во «Энергия», 1971. - 152 с.

74. Лосев, С.Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем [Текст] / Лосев С.Б., Чернин А.Б. - М.: Энергоатомиздат. - 1983. - 527 с.

75. Малашенков, Г.Н. Пожарная опасность проводов и кабелей в предаварийных режимах работы электрических сетей [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.03 / Малашенков Георгий Николаевич. - Москва, 2007. - 183 с.

76. Меньски, Р. Исследование качества электрической энергии в электроэнергетических сетях [Текст] / Р. Меньски, Р. Павлэк, И. Васяк // Сборник трудов 2-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов». - Благовещенск, 2000. - С. 191 - 198.

77. Методические указания по выбору устройств релейной защиты в сетях 0,38-35 кВ сельскохозяйственного назначения [Текст] // Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства, №11. -М.: ВГПИНИИ «Сельэнергопроект», 1976. - 116 с.

78. Минеев, Е.Н. Модели и алгоритмы оценки надежности автоматизированных систем предотвращения возгораний электрооборудования

промышленных объектов [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.13.06 / Минеев Евгений Николаевич. - Москва, 2016. - 148 с.

79. Митин, И.А. Повышение эффективности работы электрических сетей низкого напряжения при несимметричных режимах [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.09.03 / Митин Иван Александрович. - Комсомольск-на-Амуре, 2009. -152 с.

80. Млоток, А.В. Обеспечение электробезопасности при обрывах фазных и нулевого проводов воздушных линий напряжением 380 В [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.01 / Млоток Алексей Владимирович. - Челябинск, 2014. - 179 с.

81. Наумов, И.В. Оптимизация несимметричных режимов системы сельского электроснабжения [Текст] / И.В. Наумов. - Иркутск, 2001. - 217 с.

82. Никольский, О.К. Системы обеспечения электробезопасности в сельском хозяйстве [Текст] / О.К. Никольский. - Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1977. -192 с.

83. Патент РФ 2019108018 Козлова, Ю.С. Сидоров А.И., Ишимов И.Н. Экспериментальный стенд [Текст] // Патент РФ №191656, 2019. Бюл. №23.

84. Патент РФ 2020120572 Козлова, Ю.С., Сидоров А.И., Ершов А.М., Ившина К.В. Устройство для предотвращения возникновения пожароопасных признаков и необоснованных отключений при схлестывании проводов воздушных линий электропередачи напряжением 380 В [Текст] // Патент РФ №2740025, 2020. Бюл. №1.

85. Патент РФ № 2017106554 27.02.2017. Пехотиков В.А., Рябиков А.И., Назаров А.А. Устройство для исследования пережигающего действия электрической дуги при коротком замыкании [Текст] // Патент России № 2249826, 2018. Бюл. № 28.

86. Патент РФ № 2018112207 Шеремета И.А., Сидоров А.И., Журавлев Д.В., Ишимов И.Н. Экспериментальный стенд для создания первичных и вторичных признаков короткого замыкания [Текст] // Патент РФ № 181195, 2018. Бюл. № 19.

87. Пегат, А. Нечеткое моделирование и управление [Текст] / А. Пегат. -М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 800 с.

88. Плащанский, Л.А. Основы электроснабжения. Раздел «Релейная защита электроустановок»: учебное пособие [Текст]. - 3-е изд. стер. - М.: Изд-во Московского горного университета, 2005. - 143 с.

89. Пожары и безопасность в 2014 году: Статистический сборник [Текст]. - Под ред. Матюшина А.В. - М.: ВНИИПО, 2015. - 124 с.

90. Пожары и безопасность в 2019 году: Статистический сборник [Текст]. - Под общей редакцией Д.М. Гордиенко. - М.: ВНИИПО, 2020. - 80 с.

91. Пожары и пожарная безопасность в 2015 году: Статистический сборник [Текст]. - Под общей редакцией А.В. Матюшина. - М.: ВНИИПО, 2016. -124 с.

92. Пожары и пожарная безопасность в 2016 году: Статистический сборник [Текст]. - Под общей редакцией Д.М. Гордиенко. - М.: ВНИИПО, 2017. -

124 с.

93. Пожары и пожарная безопасность в 2017 году: Статистический сборник [Текст]. - Под общей редакцией Д.М. Гордиенко. - М.: ВНИИПО, 2018. -

125 с.

94. Пожары и пожарная безопасность в 2018 году: Статистический сборник [Текст]. - Под общей редакцией Д.М. Гордиенко. - М.: ВНИИПО, 2019. -125 с.

95. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе [Текст] - М.: ОАО «Россети», 2019 г. - 219 с.

96. Попов, Н.М. Повышение надежности электроснабжения сельского хозяйства путем совершенствования релейных защит от аварийных режимов в сетях 0,38...35 кВ [Текст]: дис. ...докт. техн. наук: 05.20.02 / Попов Николай Малафеевич. - Кострома: 2006. - 370 с.

97. Правила устройства электроустановок [Текст]: утв. Приказом Минэнерго России от 20 июня 2003 г. № 242 / М-во энергетики Российской Федерации. - 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.

98. Привалов, Е.Е. Эксплуатация воздушных линий электропередачи: учебное пособие [Текст] / Е.Е. Привалов. - М.: Берлин: Директ-Медиа, 2016. -130 с.

99. Ревякин, А.И. Электробезопасность и противопожарная защита в электроустановках [Текст] / А.И. Ревякин. - М.: Энергия, 1980. - 160 с.

100. Рожавский, С.М. Проблема несимметрии в сельских электрических сетях (Обзорная информация) [Текст] / С.М. Рожавский. - М.: Информэнерго, 1981. - 55 с.

101. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования: РД 153-34.0-20.527-98 [Текст] / Под ред. Б.Н. Неклепаева. - М.: НЦ ЭНАС, 2001. - 152 с.

102. Семенова, М.Н. Обоснование перехода от глухозаземленной нейтрали к изолированной в сетях электроустановок сельскохозяйственного назначения напряжением до 1000 В [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.20.02 / Семенова Мария Николаевна. - Челябинск, 2011. - 153 с.

103. Семенцова, Ю.С. Анализ причин пожаров в электроустановках [Текст] / Ю.С. Семенцова // Электробезопасность. - 2015. - №3. - С. 53-58.

104. Семенцова, Ю.С. О причинах пожаров в распределительных электрических сетях [Текст] / Ю.С. Семенцова // Сборник VIII междунар.научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования». -Душанбе, 2016. - Ч. 1. - С. 94-96.

105. Семенцова, Ю.С. Пожарная опасность однофазных коротких замыканий воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В [Текст] / Ю.С. Семенцова // Сборник XX Юбилейного аспирантско-магистерского научного семинара, посвященного Дню энергетика. - Казань, 2016. - Т.2. - С. 325-326.

106. Сидоров, А.И. О подходах к анализу статистических данных по причинам пожаров [Текст] / А.И. Сидоров, Ю.С. Семенцова, И.Ю. Питель и др. // Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии: сборник материалов

VI-й Международной научно-практической конференции: в 2 т. / под. ред. А.И. Сидорова - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. - Т.2. - С. 190-193.

107. Сидоров, А.И. Обеспечение пожарной безопасности территорий, прилегающих к охранной зоне воздушных линий электропередачи [Текст] / А.И. Сидоров, Ю.С. Козлова // «Техносферная безопасность Байкальского региона»: материалы международной научно-практической конференции / Забайкальский государственный университет. - Чита: ЗабГУ, 2019. - С. 42-45.

108. Сидоров, А.И. Пожарная опасность схлестываний проводов воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ [Текст] / А.И. Сидоров, Ю.С. Семенцова // Безопасность жизнедеятельности. Секция «Пожарная безопасность». - 2017. - № 2. - С. 32-35.

109. Сирота И.М. Режимы нейтрали электрических систем [Текст] / И.М. Сирота. - Киев: Изд-во АН СССР, 1985. - 264 с.

110. Сирота, И.М. Защита от замыканий на землю в электрических системах [Текст] / И.М. Сирота. - Изд-во Академии наук Украинской ССР. Киев, 1955. - 209 с.

111. Смелков, Г.И. Анализ статистических данных о пожарной опасности электрических изделий [Текст] / Г.И. Смелков, А.И. Рябиков // Энергобезопасность и энергосбережение. Секция «Энергобезопасность и охрана труда». - 2007. - №1(25). - С. 4-8.

112. Смелков, Г.И. Возникновение пожаров при коротком замыкании в электропроводках [Текст] / Г.И. Смелков, П.А. Фетисов. - М.: Стройиздат, 1978. -75 с.

113. Смелков, Г.И. Воспламеняющая способность частиц металлов при коротких замыканиях [Текст] / Г.И. Смелков, А.А. Александров, В.А. Пехотиков // Промышленная энергетика. - 1976. - №2. - С. 9-12.

114. Смелков, Г.И. Зажигательная способность и причастность частиц металлов при коротких замыканиях к случаям пожаров на объектах [Текст] / Г.И. Смелков, А.А. Александров, В.В. Островская, А.П. Федотов, О.В. Чекирды //

Горючесть веществ и химические средства пожаротушения. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1979. - №6. - С. 115-120.

115. Смелков, Г.И. Научные основы и инженерные методы анализа надежности электропроводок промышленных предприятий при защите объектов от пожара [Текст]: дис. .докт. техн. наук: 05.09.03 / Смелков Герман Иванович. -М.: МЭИ, 1983. - 153 с.

116. Смелков, Г.И. О воспламеняющей способности частиц металла при коротких замыканиях [Текст] / Г.И. Смелков, А.А. Александров, В.А. Пехотиков // Проблемы горения и тушения пожаров: сборник IV Всесоюзной научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1975. - С. 208211.

117. Смелков, Г.И. Пожарная опасность проводов при коротком замыкании [Текст] / Г.И. Смелков, Б.И. Кашолкин, И.Ф. Поединцев // Промышленная энергетика. - 1974. - №4. - С. 7-9.

118. Смелков, Г.И. Экспериментальное моделирование пожароопасных аварийных режимов в электрических проводах [Текст] / Г.И. Смелков, И.Д. Чешко, В.Г. Плотников // Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. - 2017. - С. 121-128.

119. Собурь, С.В. Пожарная безопасность электроустановок: Справочник [Текст] / под ред. д-ра техн. наук, проф. Собуря С.В. - М.: ПожКнига, 2015. -160 с., ил. / С.В. Собурь. - Москва: ПожКнига, 2013. - 272 с.

120. Соколов, Б.В. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях напряжением 6-35 кВ: методические указания к лабораторной работе [Текст] / Б.В. Соколов. - Кемерово: КузГТУ, 2013. - 36 с.

121. Сошников, А.А. Развитие определений и терминов в области систем безопасности электроустановок до 1 кВ [Текст] / А.А. Сошников, О.Н. Дробязко // Техника в сельском хозяйстве. - 2003. - №5. - С. 26-29.

122. Сошников, С.А. Снижение пожарной опасности коротких замыканий в электроустановках объектов агропромышленного комплекса [Текст]:

дис. .канд. техн. наук: 05.20.02 / Сошников Сергей Александрович. - Барнаул, 2008. - 127 с.

123. Спеваков, П.И. Проверка на автоматическое отключение линий в сетях до 1000 В [Текст] / П.И. Спеваков. - М.: Энергия, 1971. - 86 с.

124. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов [Текст] / А.А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

125. Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] / под ред. Файбисовича. - 4-е изд. - М.: ЭНАС, 2012. - 376 с.

126. Суворов, И.Ф Моделирование электроопасной ситуации в системах электроснабжения с глухозаземленной нейтралью до 1000 В [Текст] / И.Ф. Суворов // Электробезопасность. - 2005. - №3. - С. 3-7.

127. Суворов, И.Ф. Развитие теории, разработка методов и средств обеспечения электробезопасности в системах электроснабжения напряжением до 1000 В [Текст]: дис. ...докт. техн. наук: 05.26.01 / Суворов Иван Флегонтович. -Чита: ЧитГУ, 2006. - 457 с.

128. Таубкин С.И. Основы огнезащиты целлюлозных материалов [Текст] / С.И. Таубкин. - М.:МКХ РСФСР, 1960. - 347 с.

129. Теоретические основы зажигательной способности частиц металлов, образующихся при КЗ электропроводов [Текст]: отчет ВНИИПО МВД СССР; науч. руководитель темы Г.И. Смелков. II-296-77; № ГР 77011858; Инв. № Б 784813. - М., 1978. - 154 с.

130. Трофимова, С.Н. Математическая модель определения времени разрушения провода воздушной линии при дуговом замыкании [Текст] / С.Н. Трофимова // Электробезопасность. - 2009. - № 1.- С. 10-15.

131. Трофимова, С.Н. Повышение надежности работы воздушных электрических сетей 6-35 кВ путем рационализации режима нейтрали [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.09.03 / Трофимова Светлана Николаевна. - Челябинск, 2010. - 239 с.

132. Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах [Текст] / С.А. Ульянов. - М.: Энергия. - 1970. - 520 с.

133. Федосеев, А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: учебник для вузов [Текст]. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.

134. Хартман, К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов [Текст] / К. Хартман Г.А. Фомина, Н.С. Лецкого. пер. с нем., под ред. Э.К. Лецкого. - М.: Мир, 1977. - 552 с.

135. Херсонский, А.С. Селективная защита от однофазных коротких замыканий ФО-0,4 для распределительных сетей 0,4 кВ [Текст] / А.С. Херсонский, А.Ш. Левин, Я.М. Фексон // Электрические станции. - 1975. - №3. -С.47-48.

136. Цапенко, Е.Ф. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ [Текст] / Е.Ф. Цапенко. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с.

137. Черкасов, В.Н. Пожарная безопасность электроустановок [Текст] / В.Н. Черкасов, Н.П. Костарев. Учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. - 391 с.

138. Шабад, М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 635 кВ [Текст] / М.А. Шабад. - М.: НТФ Энергопрогресс, 2007. - 64 с.

139. Шабад, М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей [Текст] / М.А. Шабад. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. - 136 с.

140. Шалин, А.И. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ [Текст] / А.И. Шалин // Новости электроэнергетики. - 2009. - №1 (55).

141. Шаповалов, А.Н. Материал конструкций воздушных линий распределительных сетей [Текст] / А.Н. Шаповалов // Труды Кольского научного центра РАН, 2012. - №3 (12), том 3. С. 50-56.

142. Шидловский, А.К. Симметрирование однофазных и двухплечевых электротехнологических установок [Текст] / А.К. Шидловский. - Киев: Наукова думка. - 1977. - 159 с.

143. Штовба, С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB [Текст] / С. Д. Штовба. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 288 с.

144. Щербаков, Е.Ф. Электроснабжение объектов строительства: учебное пособие [Текст] / Е.Ф. Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 404 с.

145. Электробезопасность. Теория и практика: учебное пособие для втузов [Текст] / П.А. Долин, В.Т. Медведев, В.В. Крючков, А.Ф. Монахов; под ред. В.Т. Медведева. - М.: Издательский дом МЭИ, 2012. - 280 с.

146. Юмагузин, У. Ф. Разработка автоматизированной системы мониторинга технического состояния электрооборудования [Текст] / У. Ф. Юмагузин, Д. С. Кулагин // Интеграция науки и образования в вузах нефтегазового профиля - 2014: материалы Международной научно-методической конференции. - Уфа: РИЦ УГНТУ, 2014. - С. 192 - 196.

147. Юмагузин, У.Ф. Оценка опасности эксплуатации машинных агрегатов с использованием теории нечетких множеств [Текст]: дис. .канд. техн. наук: 05.26.03 / Юмагузин Урал Фатихович. - Уфа, 2015. - 149 с.

148. Spokoiny, V. Basics of Modern Mathematical Statistics [Text] / V. Spokoiny, Th. Dickhaus. - Springer, 2016. - 316 p.

149. Jeff Wu, C. F. Experiment: Planning, Analysis and Optimization 2nd Edition [Text] / C. F. Jeff Wu, M. S. Hamada. - Wiley, 2009. - 760 p.

150. Belohlavek, R. Fuzzy Logic and Mathematics: A Historical Perspective [Text] / R. Belohlavek, J. W. Dauben, G. J. Klir. - Oxford University Press, 2017. -531 p.

151. Ross, T. J. Fuzzy Logic with Engineering Applications, 4th Edition [Text] / T. J. Ross. - Wiley, 2016. - 580 p.

152. Fuzzy Logic Toolbox: User's Guide, Version 2 [Text]. - The Math Works Inc., 1999. - 235 p.

153. Kozlova, Yu.S. Assessment of Fire Hazard Level for Overhead Power Lines of Voltage up to 1000 V [Text] / Yu/ Kozlova // Test Engineering and Management. - 2020. - Vol. 83. - Page No. 25705- 25712.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Утверждаю

« »

2021 г.

МЕТОДИКА

оценки пожарной опасности воздушных линий электропередачи

напряжением до 1000 В

Москва 2021

оценки пожарной опасности воздушных линий электропередачи

напряжением до 1000 В

Введение

Воздушные линии электропередачи до 1000 В выполнены преимущественно голыми неизолированными проводами, а темпы внедрения самонесущих изолированных проводов очень низки. Известно, что частицы расплавленного металла, образующиеся в результате короткого замыкания неизолированных проводов, способны выступать в качестве источника зажигания, приводя к пожарам.

В настоящем документе представлены количественные соотношения и иные зависимости, позволяющие оценить пожароопасность различных участков электрических сетей напряжением до 1000 В, выполненных воздушными линиями, в режиме короткого замыкания.

1 Область применения

1.1 Настоящий документ «Методика оценки пожарной опасности воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В» (далее по тексту -Методика) рекомендован в качестве руководства при проведении оценки пожарной опасности территорий, где размещены электрические сети до 1000 В, выполненные воздушными линиями (далее по тексту - ВЛ).

1.2 Данная Методика предназначена в качестве руководства для инженерно-технического персонала, занятого обслуживанием электрических сетей, а также для специалистов МЧС, осуществляющих оценку пожарной опасности территорий.

115

2 Термины и определения

В настоящем документе применяют приведенные ниже следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 пожароопасные признаки: частицы расплавленного металла, способные выступать в качестве источника зажигания горючей среды.

2.2 уровень пожарной опасности: величина, выраженная в единицах вероятности, отражающих количество возгораний, к которым привело воздействие определенной величины тока короткого замыкания.

2.3 ток короткого замыкания: электрический ток, возникающий в режиме короткого замыкания, непредусмотренного нормальными условиями работы сети.

2.4 длительность короткого замыкания: время существования режима короткого замыкания.

2.5 длина линии: участок линии от питающей трансформаторной подстанции до концевой опоры.

2.6 предельная зона защиты аппарата электрической защиты: участок линии, на котором обеспечивается срабатывание аппаратов защиты за время, не превышающее 5 с.

2.7 незащищенный участок сети: участок, длина которого есть разность, полученная путем вычитания величины предельной зоны защиты аппарата электрической защиты из величины, равной длине линии.

3 Алгоритм определения возможности возникновения пожароопасных признаков при эксплуатации ВЛ электропередачи

до 1000 В

3.1 В общем виде возможность возникновения пожароопасных признаков при эксплуатации ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В определяется по алгоритму, изображенному на рисунке 1.

— 7. Ограничение гока ОКЗ

Рисунок 1 - Алгоритм определения возможности возникновения

пожароопасных признаков

3.2 Определив вероятные значения токов короткого замыкания на различных участках воздушной линии электропередачи, а также учитывая эффективность срабатывания аппаратов защиты на этих участках, прогнозируется возможность возникновения пожароопасных признаков.

3.3 В случаях, когда образование пожароопасных признаков возможно, принимаются соответствующие меры по предотвращению их образования.

3.3.1 Пример использования Методики в соответствии с предложенным алгоритмом представлен в приложении Г.

4 Оценка уровня пожарной опасности ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В

4.1 В общем случае, выражение уровня пожарной опасности воздушной линии электропередачи имеет вид:

р — f 0кз> £кз; ^о)> С1)

где Б - уровень пожарной опасности;

1кз - величина тока короткого замыкания, А; 1:кз - длительность короткого замыкания, с; - сечение провода, мм2.

4.2 Учитывая возможность различных сочетаний основных величин, характеризующих аварийный режим работы сети (короткое замыкание), зависимость (1) можно представить как:

^низкий, /н о. и £кз < £ср низкий, /п.о. и£бстрд средний, /н.0. и

'-отказ

р — <( с р ед н и й , /п , 0 , и £ср , (2)

средний, /в.п.0. и £бстрд высокий, /п о и £отказ высокий, /в.п.0. и £ср

4.2.1 Экспресс-оценка уровня пожарной опасности линии возможна при использовании поверхностей, представленных в приложении В.

4.2.1.1 Определяются ожидаемые значения тока и длительности короткого замыкания.

4.2.1.2 Исходя из значений, определенных по п.4.2.1.1, устанавливается величины уровня пожарной опасности линии.

4.2.1.2.1 Уровень пожарной опасности (по оси «dangerous») выражен в единицах вероятности возникновения загорания при том или ином сочетании величин тока (ось «current») и длительности («time») короткого замыкания и характеризуется как: низкий - при вероятности до 0,2; средний - от 0,2 до 0,5; высокий - свыше 0,5.

4.3 Полагая, что линия имеет провода одного и того же сечения по всей ее протяженности, необходимо установить значения величин тока и длительности короткого замыкания.

4.3.1 Ток короткого замыкания может быть выражен как:

^кз — / OV L ; Sd) , (3)

где Stp - мощность трансформатора, кВА;

L - фактическая длина линии, м.

4.3.2 Расчет тока короткого замыкания производится в соответствии с п.5.1 (по выбранной методике из п. 5.1.2 или с использованием графических зависимостей Приложения А).

4.3.3 Расчетные значения тока короткого замыкания могут быть отнесены к одному из токовых диапазонов, представляющих различную опасность с точки зрения образования пожароопасных признаков.

4.3.3.1 Формулы (4) - (6) соответственно отражают уровни, условно названные неопасным, пожароопасным и обладающим высокой пожарной опасностью:

/и.о. =

< 120, Ба

< 130, Ба

< 160, Ба

< 180,

25 мм2; 35 мм2; 50 мм2;' 70 мм2.

(4)

/и.о. =

120 - 180, Ба

130 - 190, Ба

160 - 220, Ба

[^180-250, Ба

25 мм2; 35 мм2; 50 мм2;' 70 мм2.

(5)

^в.п.о

> 180, Ба

> 190, 5Й

> 220, > 250,

25 мм2; 35 мм2; 50 мм2;' 70 мм2.

(6)

4.3.4 Ожидаемую длительность короткого замыкания определяют в соответствии с указаниями п.5.2 настоящей Методики и соотносят с формулой

(7):

^кз

^бстрд' — С

£ср 1 , 5 < £ < 5 с,

(7)

-отказ

, > 5 с

V

<

где 1:бстрд - быстрое срабатывание защиты;

1:ср - время срабатывания не превышает нормативного значения; ^отказ - защита не обеспечивает отключение за требуемое время.

5 Порядок проведения оценки уровня пожарной опасности ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В

5.1 Определение ожидаемой величины тока короткого замыкания.

5.1.1 Наиболее частым замыканием в рассматриваемых сетях является однофазное короткое замыкание.

5.1.2 Для расчета токов однофазного короткого замыкания применяются следующие методы: «классический»; метод фазных координат; метод симметричных составляющих. Целесообразность и возможность использования того или иного метода расчета токов ОКЗ определяется лицом, осуществляющим такой расчет.

5.1.2.1 На рисунках А.1-А.6 Приложения А приводятся расчетные кривые тока однофазного короткого замыкания в сетях напряжением до 1000 В при различном соединении обмоток трансформаторов разной мощности для различных величин сечения проводников.

5.2 Определение длительности короткого замыкания.

5.2.1 Длительность короткого замыкания зависит от эффективности электрической защиты.

5.2.2 На эффективность оказывают влияние правильный выбор и расстановка аппаратов защита, а также их надежность.

5.2.2.1 Методика оценки надежности электрических аппаратов защиты опирается на основные положения теории надежности технических систем.

5.2.3 Время срабатывания аппаратов защиты определяется величиной токов однофазного короткого замыкания и должно быть не более 5 с.

5.2.4 Имея информацию о типе аппарата электрической защиты, необходимо определить предельную длину зоны защиты линии данным аппаратом.

5.2.4.1 На рисунках Б.1 - Б.2 Приложения Б представлены зависимости предельной длины зоны защиты линии от сечения проводов для трансформаторов различной мощности, обеспечивающей время срабатывания не более 5 с для наиболее широко используемых плавких предохранителей.

5.3 Определение протяженности незащищенного участка.

5.3.1 Протяженность незащищенного участка представляет собой участок линии без учета длины участка линии, на которой гарантировано срабатывание аппаратов электрической защиты за время, не превышающее 5 с.

5.4 Сравнение величины токов короткого замыкания на незащищенном участке с величинами, указанными в п. 4.4.1.

5.5 Принятие решения о необходимости реализации мер по снижению пожарной опасности электрической сети.

5.5.1 В случаях, когда величины токов короткого замыкания на незащищенном участке линии превышают значения величин 1но., необходимы мероприятия по снижению величин этих токов.

6 Порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий

6.1 К числу противопожарных мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности при эксплуатации ВЛ, относятся:

- снижение величины тока короткого замыкания;

- повышение быстродействия аппаратов защиты;

- увеличение предельной зоны защиты аппаратами электрической защиты (например, путем секционирования линии).

6.2 Эффективность каждого из перечисленных выше противопожарных мероприятий определяется степенью влияния на параметры 1кз, ^ Ьнезащ..

6.3 Для получения исходных данных, необходимых для проведения расчетов, предусмотренных настоящей Методикой, следует использовать справочные источники информации и проектную документацию.

ПРИЛОЖЕНИЯ К МЕТОДИКЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Расчетные кривые тока однофазного короткого замыкания в сетях напряжением

до 1000 В

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

100 200 300

Длина линии, м

400

25 мм2 35 мм2 50 мм2 70 мм2

500

Рисунок А.1 - Изменение тока ОКЗ в зависимости от длины линии для трансформатора ТМ-160 со схемой соединения обмоток «треугольник-звезда с нулем»

0

100 200 300

Длина линии, м

400

25 мм2 35 мм2 50 мм2 70 мм2

500

Рисунок А.2 - Изменение тока ОКЗ в зависимости от длины линии для трансформатора ТМ-160 со схемой соединения обмоток

«звезда-звезда с нулем»

25 мм2 35 мм2 50 мм2 70 мм2

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

0 100 200 300 400 500

Рисунок А.3 - Изменение тока ОКЗ в зависимости от длины линии для трансформатора ТМ-250 со схемой соединения обмоток

«звезда-звезда с нулем»

0

100 200 300

Длина линии, м

400

25 мм2 35 мм2 50 мм2 70 мм2