Приложение 5

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

Настоящий метод распространяется на кабельные линии (КЛ) и устанавливает порядок определения вероятности возникновения пожара Q_в в них. Метод разработан в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 (приложение 5).

1. Сущность метода

1.1. Вероятность возникновения пожара Q_в в КЛ определяется с учетом интенсивности появления пожароопасных отказов, имеющих место как в потребителях, к которым она подключена, так и в собственно кабельных изделиях.

При пожароопасном отказе в потребителе по КЛ протекает сверхток и вероятность возникновения пожара в ней определяется длиной термически нестойкого участка кабеля. Термически нестойким участком КЛ является участок, на котором температура на токопроводящих элементах при протекании тока КЗ превышает предельно допустимые значения, регламентированные ПУЭ.

1.2. Расчет вероятности возникновения пожара

Расчет вероятности Q_в проводится с помощью равенства:

Q_в = Q_n + Q_к -Q_n Q_к, (1)

где Q_n - вероятности возникновения пожара в КЛ при КЗ в потребителе, кл/год;

Q_к - вероятность возникновения пожара в КЛ при КЗ в одном из кабелей, 1/кл. год;

Q_n = Q_кз Q_mn Q_оз, (2)

где Q_кз - вероятность возникновения КЗ в потребителе за год;

Q_mn - вероятность того, что КЛ или ее часть при КЗ термически нестойкая;

Q_оз - вероятность отказа электрической защиты потребителя за год;

Сомножители равенства (2) определяются с помощью следующих выражений:

; (3)

; (4)

; (5)

; (6)

где l_кз, l_оз - соответственно интенсивность возникновения КЗ и интенсивность отказа защиты потребителя за год;

l_к - интенсивность возникновения КЗ в кабеле за год; т- время, год;

l -длина термически нестойкого участка КЛ, км;

L - длина КЛ, км.

В свою очередь, длина термически нестойкого участка КЛ определяется равенством

; (7)

; (8)

; (9)

где r_к- удельное активное сопротивление кабеля, Ом/м;

Х_к - удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/м;

Х_с - сопротивление источника питания. Ом;

Z_к - полное сопротивление кабеля, Ом/м;

S_TEP.CT(0) - сечение термически стойкого кабеля при КЗ в начале кабеля, мм;

U_c, - фазное напряжение источника питания, В;

t_кз - длительность КЗ, с;

S - сечение кабеля, мм;

С_T - коэффициент, учитывающий изменение теплофизических свойств материала токопроводящих жил при их нагреве до предельно допустимых температур при КЗ, А ^. с/мм².

Значения коэффициента С_Т можно определить с помощью таблицы.

При определении времени существования КЗ необходимо учитывать сумму времени, получаемую от сложения времени действия основной защиты с учетом действия АПВ, установленного у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя (включая время горения дуги).

Если КЛ состоит из n кабелей, то вероятность возникновения пожара в КЛ Q_кв при условии, что составляющие Q_в в любом из кабелей являются независимыми событиями, будет определятся по выражению:

, (10)

где Q_кв - вероятность возникновения пожара от i-го кабеля КЛ за год.

Значения коэффициента Ст

Материал проводника	Предельно допустимая температура при КЗ
	200 °С	150 °С
Алюминий	260	220
Медь	400	320

Пример расчета вероятности возникновения пожара в кабельной линии

Допустим, что к секции шин с номинальным напряжением U_ном = 10 кВ и током l = 15 кА необходимо присоединить кабель с алюминиевыми жилами сечением 35 мм² протяженностью 2 км при условии, что время короткого замыкания t_кз = 0,2 с.

Допустим, что по условиям продолжительного режима S = 35 мм², тогда:

- удельное активное сопротивление кабеля

r_к=0,5123 Ом/10³ Ом;

- удельное индуктивное сопротивление кабеля

Х_к = 0,095 Ом/10³ Ом:

- полное сопротивление кабеля

Z_к= 0,522 Ом/10³ м;

- сопротивление источника питания

Ом

- фазное напряжение источника питания U_c= 10000 В;

- длительность КЗ t_кз = 0,2 с;

- коэффициент, учитывающий изменение теплофизических свойств материала токопроводящих жил при их нагреве до предельно допустимых температур при КЗ

С_Т= 260 А ^. с/мм².

Определяем сечение термически стойкого кабеля при КЗ в начале кабеля:

мм²

Длина термически нестойкого участка КЛ будет равна:

;

;

Отсюда l = 570 м.

Определяем вероятность возникновения пожара в КЛ при КЗ в потребителе, Q_n кл/год:

,

где Q_кз - вероятность возникновения КЗ в потребителе за год;

;

Q_mn - вероятность того, что КЛ или ее часть при КЗ термически нестойкая;

;

Q_оз - вероятность отказа электрической защиты потребителя за год;

.

По статистическим данным Минских городских сетей, интенсивность возникновения КЗ l_кз и интенсивность отказа защиты потребителя l_оз равны l_кз = 0,071 и l_оз =1,4.

Время t = 1 год, длина термически нестойкого участка КЛ l =0,57 км, длина КЛ L = 2 км.

Отсюда:

;

;

.

Далее определяем вероятность возникновения пожара в КЛ при КЗ в одном из кабелей Q_к.

По статистическим данным Минских городских сетей, интенсивность возникновения КЗ в КЛ за год l_К = 0,062, отсюда

.

Расчет возникновения пожара Q_в проводится с помощью равенства:

Следовательно, вероятность возникновения пожара в данной кабельной линии составляет 7^.10^-2, что значительно больше 10^-6.