[10-2013] Проблемы пожарной безопасности устройств ЖАТ

[Admin]

Проблемы пожарной безопасности устройств ЖАТ

Существующая концепция оборудования релейных помещений ЭЦ автоматическими системами пожаротушения (АСПТ) предполагает внедрение централизованных систем с использованием автоматических установок газового пожаротушения (АУГП). Эти установки включаются при срабатывании датчиков-извещателей и заполняют помещение огнетушащим веществом (ОТВ) по всему объему (объемное пожаротушение). Однако существуют и другие эффективные технические решения. Устройства ЖАТ с точки зрения возникновения пожароопасных ситуаций имеют определенные особенности, поэтому обеспечить их эффективное пожаротушение можно путем применения комбинированной технологии с использованием разнотипных систем и пожарных извещателей.

В публикуемом цикле статей будет проанализирован комплекс основных проблем пожаротушения и предложены пути их решения.


М.Б. ЗИНГЕР, начальник Вологодского отделения ПКТБ ЦШ

При срабатывании автоматических установок газового пожаротушения оборудование релейной не повреждается. Однако построение централизованной системы пожаротушения на их основе с устройством газораспределительной сети - дорогостоящее мероприятие, которое в ряде случаев может оказаться недостаточно эффективным.

Газ применяется не только для тушение. оборудование автомобилей газобаллонным оборудованием (варианты оборудования можно посмотреть на сайте мастергаз.рф) позволяет снизить затраты на топливо.

Выбор в пользу АУГП не в последнюю очередь делается из-за отсутствия комплексной программы по предотвращению возникновения пожароопасных ситуаций, которая должна учитывать все взаимосвязанные факторы, приводящие к возгораниям. К таким факторам относятся типы питающей электросети, обустройства заземлений, защиты от грозовых и коммуникационных перенапряжений, внутренней бытовой электропроводки, а также нахождение релейных и других объектов инфраструктуры в зоне сильного влияния контактной сети и др.

К наиболее значимым недостаткам автоматических систем газового пожаротушения относятся:

высокая стоимость, что накладывает значительные ограничения на возможность их массового применения;

потребность в высококвалифицированном обслуживании, а следовательно, значительных эксплуатационных расходах;

необходимость обустройства в релейной разветвленной газораспределительной сети, создающей значительные неудобства для эксплуатационного штата;

требование по обеспечению герметичности помещения. В случае размещения аппаратуры ЭЦ в контейнерах проблем не возникает. В стационарных постах ЭЦ это условие гарантировать невозможно - окна в релейном помещении, особенно в летнее время года, могут быть открыты.

Кроме того, при тушении пожара расходуется большое количество дорогостоящего огнетушащего вещества, а последующая перезарядка требует много времени. Ее стоимость вместе с накладными расходами весьма значительна.

Не исключено также и нештатное срабатывание АУГП при нахождении обслуживающего персонала в релейном помещении. Мгновенный мощный выброс газового реагента создает смертельную угрозу для людей вследствие его большой концентрации в защищаемом помещении. На территории России зафиксированы такие случаи с человеческими жертвами.

Перечень газовых реагентов для автоматических систем пожаротушения определен в п. 8.3.1 Свода правил «Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические» (СП 5.13130.2009). Применение газов, которые не входят в указанный перечень, разрешается только по дополнительно разработанным и согласованным нормам (техническим условиям) для конкретного объекта.

Газовые огнетушащие вещества (ГОТВ) по принципу пожаротушения классифицируют на две группы.

Первая из них - ингибиторы (хладон 23, хладон 227еа, хладон 125, хладон 218, хладон 318Ц), замедляющие реакцию горения. Попадая в зону горения, они интенсивно распадаются с образованием свободных радикалов, вступающих в реакцию с первичными продуктами горения. При этом происходит снижение скорости горения до полного затухания.

Огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для сжатых газов, и составляет от 7 до 17 объемных процентов. Большинство из рекомендованных в Своде правил хладонов являются озононеразрушающими и относительно безопасными для эксплуатационного штата. Но они достаточно токсичны и имеют высокую коррозионную активность продуктов термического разложения. Иначе говоря, все достоинства хладонов сходят на нет при реальном тушении пожаров. Весьма вероятно, что в ближайшем будущем это приведет к их полному запрету на международном уровне.

Вторая группа - разбавляющие атмосферу газы (аргон, азот, инерген). Для поддержания горения необходимо наличие не менее 12 % кислорода. При вводе сжатого газа содержание кислорода в помещении снижается и создаются условия, препятствующие горению.

Необходимо отметить, что в связи с подписанием правительством РФ ряда международных соглашений об уменьшении воздействия на озоновый слой Земли и экологические системы правильный выбор пожаротушащего реагента имеет ключевое значение. Сейчас появились реагенты нового поколения, лишенные недостатков, присущих группе хладонов, и отвечающие всем международным требованиям. Одним из самых перспективных является эффективное и экологически чистое газовое огнетушащее вещество ЗМ™ Novec™ 1230. Этот реагент достаточно дорог, но это компенсируется меньшим удельным расходом. Особо следует отметить, что использование этого вещества минимизирует опасность для эксплуатационного штата при несанкционированном срабатывании систем или утечке.

Автоматические системы газового пожаротушения предназначены для обнаружения возгорания на всей контролируемой площади помещений, подачи огнетушащего газа и оповещения о пожаре. В отличие от аэрозольного и порошкового газовое пожаротушение не создает проблем при восстановлении работоспособности защищаемого оборудования. Его установки работоспособны в диапазоне температур от -40 до +50 °С и могут использоваться
для ликвидации пожаров и возгораний электрооборудования, находящегося под напряжением. Кроме того, тушение происходит по всему объему помещения в течение, как правило, 10-30 с. При этом газ термически не разлагается, не образует коррозионных и ядовитых продуктов при контакте с огнем и полностью безопасен для чувствительного электронного оборудования.

Системы с газом способны обеспечивать независимую защиту сразу нескольких помещений от одной батареи баллонов при использовании селекторных клапанов. Имеются установки, способные защищать до 40 помещений от одной батареи, баллоны которой можно устанавливать на значительном удалении от защищаемого помещения.

Большим недостатком существующей концепции пожаротушения является то, что срабатывание АСПТ не приводит к автоматическому отключению устройств ЭЦ, что резко снижает эффект от ее применения. До момента обесточивания релейной путем аварийного отключения даже в случае подавления открытого огня продолжается термическое разрушение монтажа, кабельной сети и приборов токами большой величины. Расследования показывали, что часть возгораний часто сопровождалась нарушением селективности токовой защиты, что усугубляло ситуацию. Очевидно, что срабатывание АСПТ обязательно должно сопровождаться автоматическим отключением электроснабжения устройств ЖАТ.

Как правило, очаги возгорания в релейных помещениях носят локальный характер. В большинстве случаев пожароопасные ситуации возникают в ЩВП, панелях питания, кабельных нишах и кабель-ростах. Особое внимание при разработке новых концепций автоматического пожаротушения необходимо уделить именно этим элементам устройств ЭЦ, а также контролю режима работы заземлений и электросети.

Анализ событий, связанных с реальными возгораниями в устройствах ЖАТ, показывает, что наиболее эффективны системы локального автоматического пожаротушения с возможностью их объединения в общую систему и применения различных технологий (комбинированные АСПТ). Именно комбинированные устройства дают возможность максимально использовать все положительные свойства каждого из них, позволяя при этом существенно экономить финансовые средства.

С определенными ограничениями специфика релейных и вспомогательных помещений позволяет применять системы автоматического пожаротушения с аэрозольными, порошковыми и газовыми установками, а также устройства пожаротушения «BONPET», генераторы газового пожаротушения «Тунгус» и микрокапсулированные средства пожаротушения «Пиростикер АСТ».

При выборе системы автоматического пожаротушения очень важен такой показатель, как удельная стоимость защиты одного квадратного метра площади или кубического метра пространства. В этом плане газовые системы выглядят не лучшим образом - как правило, этот показатель у них в 2-4 раза выше, чем у других конкурентоспособных систем. В частности стоимость перезарядки батареи с огнетушащим веществом может достигать более 750 тыс. руб. в зависимости от типа огнетушащего вещества и защищаемых объемов. Поскольку такие расходы не планируются, то после реальных срабатываний системы АСПТ длительное время находятся в неработоспособном состоянии.

Необходимо отметить, что наиболее распространены в мире автоматические системы пожаротушения на основе модулей порошкового и аэрозольного пожаротушения.

Одним из важных преимуществ огнетушащих порошков является универсальность - ими можно тушить почти все материалы и вещества в различных агрегатных состояниях (твердые, жидкие, плавящиеся при нагревании, газообразные) в широком диапазоне эксплуатационных температур.

Но такой серьезный недостаток, как сильное загрязнение объекта пожаротушения рабочими реагентами, которые к тому же спекаются с поверхностью оборудования в очаге возгорания, обусловили выбор в пользу систем газового пожаротушения.

Относительно недавно появилась новая технология пожаротушения с использованием термоактивирующегося микроапсулированного огнетушащего вещества. Эти средства разработаны специально для защиты от возгораний в малогабаритных объектах, таких, как распределительные щиты, электрошкафы, шкафы управления, сейфы, электророзетки, реле и др. Такая технология («Пиростикер») предполагает установку внутрь защищаемого объекта специальных гибких пластин толщиной 2-3 мм, содержащих микрокапсулы с ОТВ и вскрывающихся при возрастании температуры до 120 °С. Будучи перспективной и для защиты непосредственно приборов СЦБ (пластины легко устанавливаются внутри), она пока не может быть рекомендована для масштабного внедрения вследствие недостаточного срока эксплуатации. Заявленный ресурс составляет всего пять лет, что гораздо меньше сроков эксплуатации основных приборов. К тому же удельная стоимость защиты 1 м3 пространства очень высока и нет статистических данных о результатах применения такой технологии пожаротушения. Следует отметить, что определенную проблему представляет относительно невысокая верхняя граница рабочих температур данного средства пожаротушения (+40 °С) и невозможность объективного контроля пожаротушащей способности пластин в процессе эксплуатации.

Современные системы пожаротушения «BONPET» строятся на основе герметичных стеклянных ампул размером 280 х 80 мм и весом 830 г, выполненных из травмобезопасного стекла и заполненных специальной жидкостью «BONPET» (см. рисунок). По мере возрастания температуры в ампуле начинается реакция, вызывающая увеличение давления. Когда температура жидкости достигает 90 °С, ампула разрушается и распыляет содержимое над очагом пожара. При этом часть жидкости переходит в газообразную фазу.

Огнетушащая жидкость воздействует на зону горения комбинированным способом, создавая охлаждающий эффект, вытесняя кислород из очага пожара и образуя тонкий слой пленки на потушенной поверхности, препятствующий повторному возгоранию. Эта пленка полностью разлагается в течение суток. Ее также можно легко удалить влажной тканью.

Благодаря уникальному огнетушащему составу, самосрабатывающие ампулы «BONPET» способны тушить возгорания различных веществ (твердых, жидких и газообразных). Они могут применяться в электрических установках, находящихся под напряжением.

Энергонезависимые устройства «BONPET» обеспечивают автономное срабатывание без вмешательства человека. С их помощью можно построить высокоэффективную, сравнительно недорогую (в 4-5 раз дешевле, чем газовые) систему пожаротушения любой конфигурации и сложности.

Монтируются такие устройства и системы обычным инструментом. При этом не требуется прокладки трубопроводов большой длины и специальной подготовки монтажников. Техническое обслуживание заключается лишь в ежегодном визуальном осмотре и нет потребности в отдельных помещениях для размещения оборудования.

Устройства пожаротушения «BONPET» применимы практически на любых объектах промышленного и общегражданского назначения и работоспособны в температурном диапазоне от -25 до +85 °С. Они экологически безопасны (не содержат токсичных компонентов и озоноразрушающих веществ) и не чувствительны к воздействию ветра, дождя и солнечного света.

Построенные на основе устройств «BONPET» автоматические системы обеспечивают надежное подавление пожара на начальной стадии его развития. Они срабатывают в течение относительно короткого промежутка времени после обнаружения очага возгорания с открытым пламенем - инерционность, как правило, не превышает 45-50 с с момента возникновения пожара. Но, к сожалению, применительно к системам ЭЦ такое время реакции слишком высоко. Следует учитывать, что пожары, создаваемые аварийными режимами работы электро- и контактной сетей, развиваются очень стремительно.

Поскольку при рабочих температурах в устройствах «BONPET» отсутствует внутреннее избыточное давление, то исключается так называемое «травление» действующего вещества и угроза взрыва при нагревании. Автономная система пожаротушения на основе таких устройств окупается в течение 1-2 лет при сроке службы, равном десяти годам.

Во время пожаров типа А (горение твердых веществ) одна самосрабатывающая ампула «BONPET» эффективна для объема размером 8 м3 в закрытом помещении или на площади до 10 м2 в открытом. Она способна потушить горючую жидкость на площади до 2 м2.

Необходимо отметить, что в комплект поставки устройств входит блок принудительной активации ампул (БАУП), который при срабатывании пожарной сигнализации приводит систему пожаротушения в действие. Таким образом, устройства «BONPET» могут быть использованы в составе комбинированных систем пожаротушения.

Но использование этого блока все же не устраняет основной недостаток - высокую инерционность срабатывания. К тому же он потребляет много электроэнергии - 2 кВт на одно устройство (ампулу) и к нему можно подключить не более шести ампул. Без решения проблемы инерционности использование устройств «BONPET» для построения автоматических систем пожаротушения устройств ЖАТ будет носить ограниченный характер.

В последующих номерах журнала будут рассмотрены другие эффективные автономные системы автоматического пожаротушения и возможное их использование для построения АСПТ в релейных помещениях.

В заключение следует сказать, что основные усилия следует направлять на снижение пожароопасности устройств ЖАТ путем внедрения комплекса относительно недорогих противопожарных мероприятий. Иными словами, в первую очередь нужно ставить вопрос об исключении причин возгораний, а уже затем решать, каким образом тушить пожары.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin