Ochrona przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych

Ochrona przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych

Zgodnie z definicją, pożar stanowi szybkie spalanie materiałów palnych o niekontrolowanym rozprzestrzenianiu się w czasie i przestrzeni. Natomiast spalanie jest egzotermiczną reakcją substancji z utleniaczem, połączoną z emisją wyziewów, której zwykle towarzyszą płomienie i/lub żarzenie się i/lub emisja dymów. Podczas pożaru w budynku można wydzielić następujące obszary: pomieszczenia objęte pożarem, obszary chronione (np. drogi ewakuacyjne), obszary bezpieczne, do których odbywa się ewakuacja w przypadku, gdy nie ma możliwości wyprowadzenia ludzi na zewnątrz budynku. Przebieg pożaru w budynku można podzielić na dwa zasadnicze okresy:
- powstanie pożaru – w tym okresie pod wpływem oddziaływania termicznego powstaje małe źródło ognia; ogień ten stopniowo rozprzestrzenia się na pojedyncze przedmioty,
- pożar rozwinięty – okres ten rozpoczyna się w chwili rozgorzenia (detonacyjnego spalania się dymu wskutek intensywnego dopływu powietrza) i obejmuje dwie fazy: wzrost temperatury oraz studzenie.

Przyczyny wybuchu pożarów są bardzo różne, często winni im są ludzie, którzy nie przestrzegają podstawowych zasad ochrony przeciwpożarowej. Szczególną grupę stanowią pożary wzniecane przez niesprawne instalacje elektryczne. Stanowią one 20 % wszystkich pożarów występujących w ciągu roku. Ich przyczynami są najczęściej niesprawne instalacje, ale zdarzają się pożary spowodowane przez przeciążenia prądowe w instalacjach pozornie sprawnych. Bezpieczeństwo
eksploatowanych instalacji elektrycznych w dużej mierze zależy od poprawnego ich zaprojektowania. Jako podstawę poprawnie zaprojektowanej instalacji elektrycznej należy przyjąć właściwy dobór przewodów i ich zabezpieczeń.

Przewód elektryczny zabezpieczony urządzeniem przeciążeniowym o prądzie znamionowym nieskorelowanym z prądem przewodu dopuszczalnym długotrwale grozi przeciążeniem, które w przypadku długiego czasu trwania może spowodować zapalenie się izolacji. Powszechnie stosowane do ochrony przeciwprzepięciowej ograniczniki przepięć przyłączone do instalacji przewodem o zbyt małym przekroju, w czasie wyładowania atmosferycznego lub przepięcia łączeniowego mogą przepuścić prąd o wartości wystarczającej do zapłonu izolacji. Postępująca degradacja izolacji wskutek starzenia traci swoje właściwości, które skutkują zwiększonymi prądami upływu. W przypadku układania przewodów na podłożu palnym prądy mogą doprowadzić do zapalenia się tego podłoża lub izolacji. Często jako przyczynę pożaru podaje się zwarcie w instalacji elektrycznej. W przypadku zwarcia w instalacji poprawnie zaprojektowanej i właściwie eksploatowanej, zabezpieczenia powinny w krótkim czasie przerwać przepływ prądu, powodując neutralizację zjawiska.

Sytuacje, z jakimi spotykamy się na co dzień, są zupełnie inne. Zabezpieczenia zainstalowane w instalacjach posiadają znacznie większą wartość niż zabezpieczane przewody, co podczas eksploatacji skutkuje przeciążeniami doprowadzającymi do zapalenia się izolacji. Brak okresowych badań stanu izolacji w instalacjach powoduje niekontrolowany proces starzenia, który skutkuje nadmiernymi upływami prądów doziemnych. Duży wpływ na bezpieczeństwo pożarowe mają wyższe harmoniczne, które w dobie eksploatacji odbiorników nieliniowych występują w każdej instalacji elektrycznej. Powodują one przeciążenia przewodów oraz silne zakłócenia różnych urządzeń. Prowadzą do przedwczesnego wyeksploatowania łożysk w maszynach wirujących, co skutkuje ich nadmiernym nagrzewaniem, a w konsekwencji wskutek zwiększonych oporów powoduje grzanie się izolacji uzwojeń. W instalacjach elektrycznych występują obwody zasilające urządzenia ppoż., które muszą funkcjonować w czasie pożaru. Do zasilania tych urządzeń służą przewody posiadające odpowiednią cechę niepalności przez wymagany czas. Wymagania w tym zakresie zostały określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku, w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690, z późniejszymi
zmianami). Określono tam wymagania tylko w zakresie ciągłości dostawy energii elektrycznej przez wymagany czas pracy urządzeń. Twórcy rozporządzenia pominęli problemy związane z jakością dostarczanej energii elektrycznej do urządzeń, które muszą funkcjonować w czasie pożaru. Wysoka temperatura pożarowa powoduje znaczny wzrost rezystancji przewodu, skutkujący
zwiększonymi spadkami napięć, które mogą być przyczyną niewłaściwej pracy tych urządzeń. Problemów tych nie porusza żadna norma przedmiotowa, dlatego przewody do zasilania urządzeń ppoż., które muszą funkcjonować w czasie pożaru, dobierane są na ogólnych zasadach, powszechnie akceptowanych. Poprawny dobór przewodów do zasilania tych urządzeń wymaga uwzględnienia przewidywanego wzrostu rezystancji powodowanego działaniem wysokiej temperatury.

W niniejszym miniporadniku prezentujemy zbiór opracowań wielu autorów, które są próbą przybliżenia rozległej tematyki, jaką jest ochrona przeciwpożarowa. Zawarte w treści zagadnienia nie wyczerpują tej tematyki. Stanowią one jedynie podstawowe wskazania dla projektantów, wykonawców, inwestorów oraz osób wykonujących pomiary odbiorcze i okresowe w instalacjach elektrycznych.