Исхаков X.И., Пахомов А.В., Каминский Я.Н. Пожарная безопасность автомобиля - файл n1.doc

приобрести
Исхаков X.И., Пахомов А.В., Каминский Я.Н. Пожарная безопасность автомобиля
скачать (780 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc780kb.01.06.2012 14:45скачать

n1.doc

1   2   3
Таблица 2.5

Пожароопасные свойства

Бутан C4Hio

Пропан СзНа

Плотность, г/см3:







в сжиженном состоянии

0,6

0,58

в газообразном состоянии

2,0

1,52

Минимальная температура воспламенения, К

723.. .823

783...853

Температура пламени в смеси с кислородом, К

2773

2822

Предел взрываемости, % по объему:







в смеси с воздухом

1.9..Д5

2,9...9,5

в смеси с кислородом

2,0.. .48,0

3.9...50.5


Электрическая сеть автомобиля состоит из следующих элементов:

проводов;

распределительных устройств;

аппаратуры защиты электрических аппаратов и проводов от коротких замыканий и перегрузок;

коммутационной аппаратуры (выключателей, переключателей, реле и др.);

монтажного и электроустановочного оборудования (распределительных щитов, соединительных колодок и т. д.);

устройств для подавления радиопомех, создаваемых приборами и аппа­ратами электрооборудования.

Оптимизация электрической сети автомобилей в направлении повышения ее пожарной безопасности основана на классифика­ции электрических сетей АТС по назначению и конструктивно­му исполнению. Опыт проектирования и анализа эксплуатации автомобилей позволяет предложить классификацию электриче­ских сетей АТС по назначению, по системам передачи и распре­деления электроэнергии по защите и канальности электрической сети.

По назначению электрические сети делят на питательные и распределительные. Питательные передают электрическую энергию от источников элек­троснабжения к распределительным устройствам, распределительные – от рас­пределительных устройств к потребителям электроэнергии.

По системе передачи электроэнергии сети делят на однопроводные, разом­кнутые и двухпроводные. В большинстве случаев питательные и распредели­тельные сети автомобилей выполняются в виде разомкнутых сетей, в которых электропитание потребителей осуществляется в одном направлении с исполь­зованием в качестве второго проводника кузова АТС. Разомкнутые сети имеют значительные преимущества перед двухпроводными: легкость монта­жа, удобство эксплуатации, малая протяженность проводов. Однако их пожароопасность значительно выше пожароопасности двухпроводных сетей.

По системе распределения электроэнергии электрические сети делят на централизованные и децентрализованные. Централизованная сеть характери­зуется тем, что питательные провода от источников электроснабжения идут к единому центральному распределительному устройству, от которого элек­троэнергия распределяется между потребителями. Децентрализованная сеть характеризуется тем, что питательные провода идут к ближайшим распре­делительным устройствам, а от них электроэнергия распределяется между потребителями данной зоны.

По защите электрические сети делят на защищенные и незащищенные. Как правило, все цепи электрооборудования автомобиля имеют электрическую защиту. Исключение составляют система зажигания автомобилей с карбюраторными двигателями и цепи некоторых приборов и аппаратов кратковре­менного действия — стартера, выключателя аккумуляторов. Незащищенные се­ти потенциально наиболее пожароопасны.

По канальности электрические сети делят на одноканальные и двухканальные. Двухканальные применяются на некоторых автобусах, имеющих главный выключатель-предохранитель. В этом случае все наружные свето­технические приборы соединяются с источником электроснабжения обособ­ленным питательным проводом (каналом), что значительно увеличивает пожароустойчивость электрической сети в целом.

При прохождении электрического тока по проводам увели­чивается температура жилы и изоляции провода. При некоторой критической температуре возможно воспламенение изоляции и находящихся вблизи трассы провода горючих конструкционных материалов. Если температура не достигает критической, но достаточно высока, увеличивается скорость старения изоляции провода, а его эксплуатационное состояние и долговечность сни­жаются. Это чревато неожиданным самопроизвольным повреж­дением изоляции и коротким замыканием.

Таким образом, пожарная безопасность электрической сети, а следовательно, пожарная безопасность АТС, зависит от силы тока, протекающего через провода. Ток не должен превышать определенных (допустимых) значений, обеспечивающих опти­мальное функционирование электрической сети в течение всего срока службы автомобиля. Значение допустимого тока, прохо­дящего по проводам, зависит от :

теплостойкости изоляции,

тем­пературы окружающей среды в местах прокладки проводов,

условий теплообмена между проводами и окружающей средой.

В основу тепловых расчетов положена теория нагрева и охлаждения однородных тел. Провод с проходящим по нему током можно представить как цилиндрическое тело неограни­ченной длины, в котором действуют равномерно распределенные источники тепла. Расчеты тепловыделений проводов дают возможность получить формулу для определения предельно допустимого тока, при котором температура провода не превышает значения, допустимого для данного класса изоляции: для автомобильного провода ПГВА – 343 К; провода ПВА – 378К. Тепловые расчеты электрических сетей АТС сводятся к определению тока, тепловыделение которого не на­рушало бы термостойкость изоляции.

Предельно допустимый ток при различных окружающих тем­пературах, рекомендуемый для использования в практике (на­пример, при ремонтах электрической сети автомобиля), приве­ден в табл. 2.6.

Несколько изменяется картина теплового процесса при крат­ковременной перегрузке провода, которая может возникнуть как условиях нормальной эксплуатации, так и в послеаварийной ситуации. Для комплексного решения вопроса повышения по­жарной безопасности электрической сети и в целом АТС необ­ходимо определись, может ли возникнуть пожароопасная ситуа­ция в результате повреждения электрифицированного агрегата или системы и, если может, то сколько времени пройдет с мо­мента возникновения повреждения до появления очага возгора­ния. Для решения этих во­просов надо установить за­висимость времени нагрева провода до предельно допу­стимой температуры от силы тока в цепи—времятоковую характеристику (ВТХ).

При резком увеличении тока температурное поле в проводе становится функцией времени. Возникает не стационарный апериодический тепловой процесс: количество тепла, выделяемого в проводе, больше количества тепла, отводимого от провода в окружающую среду.

ВТХ автомобильных проводов, полученная на основе анали­тических расчетов, показана на рис. 2.4. Анализ ВТХ показал, что время достижения предельно допустимой температуры про­вода возрастает с увеличением сечения провода. Это можно объяснить тем, что количество тепла, излучаемого проводом в окружающую среду, пропорционально перепаду температур между проводом и окружающей средой, а количество тепла, вы­деляемое в проводе, квадрату силы тока.

Некоторые расчетные значения допустимого времени дейст­вия перегрузки (времени достижения предельно допустимой температуры) наиболее употребительных проводов автомобиль­ных электрических сетей приведены в табл. 2.8.

Некоторые электрифицированные приборы и аппараты авто­мобилей работают в кратковременном или повторно-кратковре­менном режимах (стартер, предпусковой подогреватель, сигна­лы торможения и др.). Допустимая плотность тока /'доп в этом случае выше плотности тока /доп длительного режима, что учи­тывается коэффициентом ркр: //Доп = ркр/Доп. Коэффициент ркт> представляет собой отношение тока кратковременного режима к току длительного режима. Его можно определить по ВТХ провода, зная время работы электрифицированного аппарата.





0,2 0,5 1 2 В 10 20 50 100 500Ъ,с


Рис. 2.4. Времятоковая характеристика автомобильных проводов:

а — Гпп-323 К; б —ГПП-ЗЭ8 К





Хотя аварийные режимы во всех проводах пожароопасны, короткие замыкания в проводах малых сечений (0,5...1,5 мм2} редко приводят к возникновению очага возгорания. Это вызвано тем, что короткое замыкание на Таблица 2.8





Допустимое (время действия

перегрузки, с

Сечение провода,

Гср~323 К — ПГВ А Ггп = 35® К— ПВА

Гср = 338 К-ПГВА

мм2










1 ^ /

1 iu ^ДОП

2 Удоп

1 , 5 /'/доп

2 «/дОП

0,5

12

7

2,5

1,2

1,0

19

10

3,5

2,5

2,5

29

15

6

3,5

6,0

48

30

10

6

16,0

72

42

15

10

35,0

120

72

29

15


металлические детали кузова автомобиля быстро самоликвидируются, так как контактное давление жилы провода незначительно. Жила провода не прива­ривается к металлу и быстро выгорает. Короткое замыкание в проводах больших сечений (2,5 мм2 и выше), как правило, приводит к возникновению устойчивого контакта в месте замы­кания и резкому повышению температуры в точке короткого замыкания и по всей длине провода. Принимая во внимание описанные явления, при техническом обслуживании автомобиля и ремонте электрооборудования не следует заменять провода сечений 0,5..1,5 мм2 на провода больших сечений.

Короткие замыкания на концах электрических сетей, выпол­ненных из проводов малых сечений длиной 7 м и выше, вообще не могут привести к повышению температуры до критических значений, так как большое сопротивление цепи ограничивает проходящий ток.

Следует остановиться на анализе еще одной возможности возникновения пожара автомобиля, косвенно связанной с электрической сетью. Исследования нескольких пожаров автобусов показали, что очаг загорания возникает в той части мотоотсека, где нет никаких проводов. Однако в момент пуска двигателя пожары возникали из-за отсутствия электрических перемычек, соединяющих двигатель с кузовом автомобиля (автобуса). Поскольку двигатель закреплен на кузове автомобиля с помощью резиновых виброизоляторов в электрически изолирован, пусковой ток проходит по всем металлическим элементам, соединяющим двигатель с кузовом. В частности, в рассматриваемом случае пусковой ток прошел по тросу привода топливоподачи. Трос накалился и воспламенился. Загорелся слой пыли, смешанной с топливом и покрывающей левую часть силового агрегата.

Следует обязательно устанавливать электрические перемычки между двигателем и кузовом автомобиля, тщательно закрепляя их на местах, очищенных от краски, грязи и коррозии.
2.3. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ

Бесперебойная работа любого АТС невозможна без защитных устройств в электрических цепях. Элементы защиты должны быстро реагировать на все нарушения нормальных условий эксплуатации в определенной, заранее установленной последовательности.

В энергосистеме любого АТС возможно возникновение ава­рийных режимов трех видов:

– короткое замыкание;

– устойчивое перенапряжение вследствие нарушений в работе аппаратов системы питания;

– кратковременное перенапряжение, возникающее при коммутации мощных электрифицированных механизмов и аппаратов.

Все аварийные режимы опасны и могут привести к повреждениям электрической сети, приборов и аппаратов электрооборудования, возникновению очагов возгораний. Наиболее тяжелым и опасным режимом является короткое замыкание: в цепи возникает значительный ток, температура провода резко увеличивается и за короткий промежуток времени может превысить критическую для данного класса изоляции.

Защита должна удовлетворять определенным требованиям, основные из которых следующие:

– избирательность – защита должна выделить поврежденный участок цепи и по возможности ограничить число потребителей электроэнергии, отключаемых при ее срабатывании;

– помехозащищенность – защита не должна срабатывать при кратковременных перегрузках, не опасных для электрической цепи;

– быстродействие – защита должна сработать раньше, чем будет повреждена электрическая сеть и возникнет пожар.

Для обеспечения оптимальной избирательности защиты необходимо, чтобы время выдержки на более высоком уровне (защита 2-й и 3-й ступеней) было заведомо больше времени выдержки защиты 1-й ступени. В связи с тем, что ток, протекающий через элементы электрической сети на ступенях защиты, и установившиеся токи, проходящие через элементы защиты, раз­личны, избирательность обеспечивается при соблюдении неравенства:
Л/сраб> (Iсраб – Iном),
где

А/сраб – ток обеспечения защиты;

Iсраб – перегрузочный ток, при котором срабатывает аппарат защиты;

Iном – номинальный ток в цепи.
Помехозащищенность характеризуется током несрабатывания /нсраб, при котором предохранитель не должен срабатывать не­зависимо от времени протекания этого тока.

Основные характеристики аппарата защиты – быстродействие или эффективность, чувствительность к токам перегрузки и помехозащищенность – можно оценить при анализе ВТХ t = f (/сраб) (РИС. 2.5).

Исследования показали следующее: сила тока несрабатывания, который данный аппарат защиты выдерживает длительное время, связана с номинальным током зависимостью Iнсраб= (1,З..Л,7) ГЩ. Этот диапазон несрабатывания обеспечивает определенную помехозащищенность, предотвращающую ложные срабатывания; ВТХ имеют наибольшие различия в диапазоне малых токов.

Это свойство используют для обеспечения необходимой избирательности при небольших токах короткого замыкания и перегрузках; при больших токах короткого замыкания (свыше 5 Iном) ВТХ почти совпадают;

гата, намного отличающихся друг от друга по мощности, так как в этом случае защита, выбранная на ток более мощного потребителя, не будет защищать менее мощный потребитель.
2.4. ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА

При проектировании автомобиля возникают серьезные трудности в компоновке агрегатов и механизмов: в непосредственной близости друг от друга должны быть сосредоточены элементы, нагреваемые до относительно высоких температур (детали выпускного тракта, подогревателей, отопителей, детали из горючих конструкционных материалов). В этих же термонапряженных зонах приходится располагать элементы электрической сети.

Наиболее напряженный температурный режим в моторном отсеке создается в зоне выпускного тракта от коллектора до выхлопной трубы глушителя. Температура отработавших газов по длине выпускного тракта 1073...1103 К. Температура поверхностей по длине выпускного тракта ниже на 283...348 К и может быть 983...1043 К. Высокие температуры создаются также в зонах выхода горячего воздуха и образования факела пред­пусковых и других подогревателей, работающих на жидком или газообразном топливе.

Пожарная профилактика заключается в применении жаропрочных (металлических, асбестометаллических) перегородок и чехлов, предотвращающих контактирование ГЖ с нагретыми поверхностями. Противопожарные перегородки должны быть между моторным отсеком или любым источником тепла (за ис­ключением устройств, обогреваемых водой) и остальной частью автомобиля или деталями из горючих конструкционных материалов. На АТС с гидравлическими системами должна предусматриваться противопожарная защита с помощью чехлов на шлангах. Чехлы препятствуют попаданию масла на выпускные трубопроводы в случае нарушения герметичности гидравлической системы.

В моторном отсеке не должен использоваться абсорбирующий топливо и масло звукоизолирующий материал, если он не покрыт непроницаемым негорючим листовым материалом.

Если нет возможности разделить излучающие тепло поверхности и горючие конструкционные материалы теплоизолирующей перегородкой, наиболее действенной мерой пожарной профилактики является отделение этих поверхностей от горючих материалов на определенное расстояние, достаточное для ослабления температурного поля до безопасного. Эффективной профилактической мерой является использование электрической изоляции повышенной тепло- и огнестойкости. Дополнительной мерой пожарной профилактики может быть рационализация монтажа электрической сети: провода должны, по возможности располагаться на таком расстоянии от горючих конструкционных материалов, чтобы их воспламенение путем теплопередачи стало невозможным.



Кроме того, монтировать электрическую сеть надо таким образом, чтобы исключить повреждение изоляции проводов движущимися частями автомобиля, при техническом обслуживании узлов и механизмов, из-за теплового воздействия нагретых элементов конструкции.

Провода электрической сети могут быть источниками силь­ного теплового излучения только в случае аварийного режима в электрифицированных функциональных системах. Потенциальная пожарная опасность определяется тем, что провода электрической сети во многих местах прокладывают в пакетах кузовных конструкций, где расстояние от горючих конструкционных материалов (облицовочных панелей, шумоизоляционных матов) вполне определенное и не может быть увеличено. Для оценки пожарной опасности при аварийном режиме необходимо знать температурное поле вокруг нагретого провода, так как высокая интенсивность поля может стать причиной локальных повреждений элементов конструкции автомобиля и возможного пожара.
1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации