Из искры возгорится пламя: чем опасен дуговой пробой
Игорь Гусев, член экспертного корпуса Федерального конкурса «Надежный строитель России», уверен: природные пожары возникают по независящим от нас причинам (хотя людская безалаберность всё-таки часто оказывается причиной возгорания в лесу), а пожары внутренние, домашние практически полностью во власти человека
Прошлым летом вся страна была охвачена природными пожарами: в Рязанской области объявили режим ЧС, москвичи и нижегородцы задыхались от дыма и вспоминали 2010 год — несмотря на достижения цивилизации, огонь остается главным и самым страшным врагом цивилизации. На совещании о ликвидации природных пожаров президент Владимир Путин потребовал от чиновников не столько устранения имеющихся на тот момент возгораний, сколько разработки эффективных мер предупреждения возгораний. И это, пожалуй, самое главное в извечной борьбе человечества с огнем.
Федеральный строительный эксперт СДС «Базикон», инженер-кибернетик, специалист по робототехническим системам и комплексам. В 2019 году участвовал в разработке системы освещения тоннелей и системы освещения наклонного хода эскалаторных спусков станций метрополитена Санкт-Петербурга. С 2016 года и по сей день принимает активное участие в разработке и продвижении устройства защиты от искрения/дугового пробоя (УЗДП/УЗИс). Подробности здесь.
Что же касается домашних пожаров, то у всех на слуху: их причиной, кроме хранения горючих веществ и газовых баллонов на балконах, курения в постели и вообще неосторожного обращения с огнем в квартире (свечи, фейерверки etc.), является ужасный побочный эффект всеобщей электрификации — короткое замыкание и нарушение правил обеспечения пожарной безопасности. Из-за проблем с электропроводкой и халатности владельцев четыре года тому назад в кемеровском ТЦ «Зимняя вишня» погибли 60 человек, пострадали 75. По той же причине в июле этого года произошла трагедия в московском хостеле — восемь человек не выжили. А с начала года в одном только питерском поселке Парголово, где я живу, было два пожара — умерло пять человек, в том числе один ребенок. Да я и сам лишился дома в 2015 году по причине пожара, так что могу сказать со всей ответственностью — это страшно. И вдвойне страшно смотреть, как горит твое собственное родное гнездо, в мгновение ока ставшее бывшим.
Если момент возгорания произошел в вашем присутствии, по всему дому расставлены средства пожаротушения или под рукой оказались их заменители, а вы при всем этом не растерялись и вступили в бой с огнем — шансы есть. В противном случае остается вызвать пожарных, успеть схватить что-то ценное и бессильно наблюдать.
Все произошло прямо на глазах. Появился запах горелого, через несколько минут сквозь щели в обшитых вагонкой стенах стали пробиваться струйки самого настоящего сизого дыма. Совершенно непонятно откуда — попытки найти первоисточник оказались безуспешными, дымные клубы становился все ядовитее и злее, появились первые языки огня… Что-то из ценного мы покидали прямо из окон, что-то похватали с собой, пока была возможность хоть как-то перемещаться. И сильно переживали за котов, которые могли испугаться, забиться куда-нибудь и погибнуть (спойлер: слава Богу, все остались живы-здоровы). И все это произошло буквально (sic!) за несколько минут — из-за большого количества горючих материалов пожар в жилом помещении распространяется мгновенно.
Если огнеборцы приедут быстро, оперативно размотают шланги и подключатся к гидрантам — это крупное везение, почти чудо. В моем случае бригада прилетела через пять минут после вызова, но второй этаж выгорел полностью, а первый пришел в негодность, приняв на себя несколько тонн воды в процессе тушения.
Проблема «плохого» контакта
По статистике МЧС подавляющее большинство пожаров в помещениях происходит из-за так называемых электрических проблем. А до 80% электрических пожаров возникает из-за дугового пробоя в электросистемах, который возникает в местах нарушения нормального контакта. Так это то самое короткое замыкание, а от него предохраняют пробки (автоматические выключатели) в щитке, верно? Увы, только частично. Короткое замыкание — только один из аварийных режимов работы электросети. Это крайне опасное явление, разновидность параллельного дугового пробоя. Однако существует и более страшный зверь, который является основной причиной электрических пожаров в помещениях — последовательный дуговой пробой или проблема «плохого» контакта.
Основные причины возникновения последовательного дугового пробоя (ПДП) в бытовых электросетях:
— повреждение изоляции кабеля гвоздями, винтами или зажимами без полного короткого замыкания;
— излом кабеля вследствие неправильной прокладки с недопустимо малым углом изгиба;
— скрутка медь–алюминий;
— повреждение кабеля в местах постоянного механического воздействия (периодически перемещаемые в пространстве электроприборы, зажатие кабеля);
— повреждение или старение изоляции, вызванное климатическими воздействиями,
ультрафиолетовым излучением, температурой, влагой, газами;
— повреждения, вызванные грызунами;
— потеря контактов из-за окисления проводов, ослабления прижима etc. (важная, кстати, причина — в одном из нормативных документов рекомендуется раз в год «протягивать» контакты в эклектических розетках — скажите честно, когда вы это делали в последний раз?).
Внимание, это важно: дефекты часто зарождаются и развиваются за стенами, в скрытых полостях, межэтажные перекрытиях, розетках и т. п., что делает невозможным их обнаружение на начальном этапе! Подробности тут.
Объясню на пальцах, не вдаваясь в электротехнические подробности. Представьте, что вы купили картину, нашли подходящее место на стене и приготовились к вкручиванию самореза или забиванию гвоздя — вспомните дядюшку Поджера в исполнении Андрея Миронова. Увлекшись процессом, вы нечаянно попадаете гвоздем в кабель, лежащий за стеной, причем не замыкаете два проводника (это произойдет, если гвоздь пробьет изоляцию, соединит два провода, тогда возникнет то самое короткое замыкание), а лишь повреждаете жилу одного из них.
Потом кто-то из ваших домочадцев, ничего не подозревая, включит, скажем, утюг в розетку, к которой ведет поврежденный кабель. Ток радостно потечет через дефектный отрезок, на котором образуется участок повышенного сопротивления вследствие уменьшения сечения жилы, а это приведет к повышению температуры в месте дефекта. Разогрев вызовет окисление проводников — это повлечет за собой дальнейшее увеличение сопротивления и повышение температуры. Под действием высокой температуры выделяется газ, особенно в точке максимального тока. В результате в воздушном промежутке появится короткая дуга с температурой более 2000°C. В конце концов изоляция в месте пробоя обуглится и потеряет диэлектрические свойства. А вот уже через участок деформированной изоляции образуется устойчивая дуга и, соответственно, вспыхнет огонь.
Повышенная опасность последовательного дугового пробоя (ПДП) заключается в том, что он не приводит к увеличению тока в аварийном участке цепи и появлению его утечки на землю. Именно это делает невозможным обнаружение последовательного пробоя автоматическими выключателями и/или устройствами защитного отключения (УЗО). Беда в том, что последовательный дуговой пробой возникает гораздо чаще параллельного, что делает это явление крайне пожароопасным.
Кроме того, в большинстве случаев проблема ПДП долго не проявляет себя: дефект имеет свойство накапливаться постепенно — вспомните пример с утюгом: при первом включении, скорее всего, ничего не произойдет, но со временем повреждение кабеля обязательно себя проявит. И в результате тепловой деформации и/или нарушения изоляции в месте дефекта возникнет режим пожароопасного искрения. Для справки: согласно нормативным документам, пожароопасный считается дуга при силе тока в 2,5 А. Это соответсвует подключенной нагрузке примерно в 600 Вт, а утюг или электрочайник потребляет 1500–2000 Вт — вот и повод для размышления.
Выход есть: УЗДП, оно же УЗИс
Для обнаружения аварийного режима дугового пробоя в электросети и предотвращения пожаров по этой причине предназначен специализированный девайс, он называется устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП) или устройство защиты от искрения (УЗИс). Современные УЗДП и УЗИсы выполнены в малогабаритных корпусах и монтируются на стандартную рейку в распределительный щит. Для превентивной защиты от пожароопасного искрения достаточно одного устройства на фазу, то есть для среднестатистической квартиры — одно, а для загородного дома с трехфазным электропитанием — три.
Сегодня премьер-министр Михаил Мишустин подписал изменения в пункт 32 Правил противопожарного режима, так что с 1 марта 2024 года электросети в социальных учреждениях должны быть оборудованы устройствами защиты от дугового пробоя (УЗДП). Подробности здесь.
Основные мировые производители электротехники уже давно выпускают УЗДП — в результате их массовой установки количество пожаров в жилых помещениях удалось снизить в разы. В России ряд предприятий серийно производят устройства этого класса, причем по ряду параметров отечественные УЗИсы существенно превосходят иностранные аналоги. Главное — покупать и устанавливать устройства, полностью соответсвующие ГОСТ IEC 62606. Некоторые производители пишут, что их продукция соответсвует нормативу, но по факту это не соответствует действительности. Так что будьте бдительны и берегите себя.
