Анотація до роботи:

Коваль О.М. Вплив елементів та структури внутрішніх електричних мереж на їх пожежну небезпеку – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека – Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена обґрунтуванню та розробці організаційних заходів і технічних засобів, спрямованих на зниження пожежної небезпеки елементів електричних мереж у житловому секторі.

Для виконання розрахунків стаціонарних та динамічних електротеплових процесів у внутрішніх електричних мережах розроблено математичну модель на основі балансу енергії, яка дозволяє визначити температуру нагрівання елементів електричних мереж під час різних режимів їх експлуатації.

В роботі наведено результати експериментальних досліджень режимів нагрівання електричних мереж, встановлено різницю температур нагрівання проводів на прямій ділянці, на ділянці проводу з кутом згину 90 та в місцях контактних з’єднань способом «скрутки» і за допомогою клемного блока.

На основі аналізу отриманих результатів досліджень розроблені нові технічні рішення, використання яких сприятиме зниженню пожежної небезпеки електричних мереж у житловому секторі за рахунок обмеження місць локального перегрівання електромереж.

У дисертації розв’язано актуальну науково-технічну задачу – обґрунтування та розроблення заходів і засобів, спрямованих на зниження пожежної небезпеки електричних мереж у житловому секторі, шляхом застосування удосконаленої структури електричних схем, нової конструкції електромонтажної коробки з клемним блоком та штепсельної розетки із захисним пристроєм від перевантаження.

Основні наукові та практичні результати за дисертаційною роботою такі:

1. Виконано аналіз статистики пожеж, який показав, що в Україні 68,5 % пожеж електричного походження виникає з причин займання елементів електричних мереж, з них 64 % пожеж виникло в квартирах житлових будинків. На основі аналізу вимог щодо проектування внутрішніх електричних мереж житлового сектора, конструкцій і технічних характеристик їх елементів та електричного навантаження цих мереж сучасними електричними приладами виявлено, що до виникнення пожеж на цих об’єктах може призводити надмірне нагрівання електричних проводів, штепсельних розеток і електромонтажних коробок.

2. Удосконалено математичну модель, яка описує динамічні процеси нагрівання проводів електричних мереж з урахуванням їх розмірів і теплофізичних характеристик (густини, довжини, перерізу жил, питомої теплоємності і електричного опору, коефіцієнта тепловіддачі). Відхилення розрахункових значень температури нагрівання проводів від експериментальних не перевищувала 4 %. Для реалізації цієї моделі створено програмне забезпечення, яке використовується ТОВ «Світовир» під час проектування внутрішніх електричних мереж житлових будинків.

3. Із застосуванням математичної моделі, що описує динамічні процеси нагрівання проводів, розрахунком визначено різницю між максимальною та допустимою температурами для проводу АППВ 22, що широко застосовується в житлових будинках старої забудови, і для проводу ППВ 22,5, що широко застосовується в житлових будинках нової забудови, яка становила відповідно 26С і 14С. Для проводу марки ППВ 24 максимальне значення температури становило 68 С, що не перевищує допустиме значення 70 С. Для зниження пожежної небезпеки в житловому секторі запропоновано в лініях групової електричної мережі кухонь квартир застосовувати проводи з ПВХ ізоляцією та мідними жилами перерізом 4 мм² і розетки розраховані на струм 25 А для приєднання потужних електропобутових приладів.

4. Експериментальними дослідженнями встановлено, що температура нагрівання проводів АППВ і ППВ з перерізом жил від 1,5 мм² до 4 мм² в місцях з’єднання способом «скрутки» перевищує їх температуру на прямій ділянці на 24-25 С і допустиму тривалу температуру (70 С) на 14-15 С. Запропоновано замінити спосіб з’єднання проводів «скруткою» на спосіб з’єднання із застосування клемного блока.

5. Експериментальними дослідженнями встановлено, що температура нагрівання проводів АППВ і ППВ з перерізом жил від 1,5 мм² до 4 мм², що мають згин під кутом 90, в місці з’єднання з клемним блоком перевищує температуру цих проводів на прямій ділянці на 14-16 С і допустиму тривалу температуру (70 С) на 4-6 С.

6. Запропоновано удосконалену структуру схеми внутрішніх електричних мереж житлового сектору для найпоширеніших квартир нового будівництва І групи за класифікацією ДБН В.2.5-23-2003, що дозволяє розділити на окремі групи електричні споживачі за умови допустимого нагрівання проводів, яку використано ТОВ «Світовир» (м. Львів) під час проектування житлових будинків.

7. Запропоновано захищену патентом України на корисну модель №24505 нову конструкцію електромонтажної коробки, що містить клемний блок для приєднання проводів без згинів, експериментальну партію якої виготовлено ТОВ «Спецбудмонтажпроект» (м. Львів) і застосовано в електричних мережах квартир під час зведення житлових будинків ПП «Гіпер-світ».

Основні результати дисертаційної роботи опубліковано у таких роботах:

1. Семерак М.М. Дослідження режимів нагрівання провідників електричним струмом / М.М. Семерак, В.І. Гудим, О.М. Коваль // Пожежна безпека: Зб.наук.пр.-Львів: ЛДУ БЖД, 2006.- №8.-С.73-79.

2. Гудим В.І. Моделювання нестаціонарних електротеплових процесів в побутових електромережах / В.І. Гудим, М.М. Семерак, О.М. Коваль // Пожежна безпека: Зб.наук.пр.- Львів: ЛДУ БЖД, 2006.- №9. - С.142-147.

3. Гудим В.І. Математична модель електричних мереж з використанням методу формул диференціювання назад / В.І. Гудим, О.М. Коваль, О.В. Самборський // Вісті донецького гірничого інституту. Всеукраїнський науково-технічний журнал гірничого профілю: Зб. Наук.пр.-Донецьк: ДГІ, 2007. – №2.– С.116-125.

4. Гудим В.І. Моделювання стаціонарних теплових процесів в електричних мережах / В.І. Гудим, М.М. Семерак, О.М. Коваль // Науковий вісник УкрНДІПБ. – К: 2007. – №1 (15). – С.17-22.

5. Коваль О.М. Технічні засоби підвищення рівня пожежної безпеки побутових електромереж / О.М. Коваль // Пожежна безпека: Зб.наук.пр.-Львів: ЛДУ БЖД, 2007.– №10. –– С.134-139.

6. Гудим В.І. Обґрунтування вибору схем побутових електромереж для підвищення їх пожежної безпеки / В.І. Гудим, Ю.І. Рудик, О.М. Коваль // Пожежна безпека: Зб.наук.пр. – Львів: ЛДУ БЖД, 2008. – №12. –– С.134-139.

7. Пат. 24505, Н01R9/00. Електромонтажна коробка для побутових електромереж / Гудим В.І. Коваль О.М., Пшеславський Ю.І. опубл. 10.07.2007, Бюл. № 10.

8. Гудым В.І. Исследование физических характеристик бытовых электросетей/ В.І. Гудым, Ю.И. Рудык, О.М. Коваль, А.В. Самборский // Чрезвычайные ситуации: Предупреждение и ликвидация. Сборник тезисов докладов ІV междунар научно-практ. конф. Том 1. – Минск: 2007. – С. 288-291.

9. Гудим В.І. Математичне моделювання теплових проявів електричного струму в побутових електромережах / В.І. Гудим, О.М. Коваль // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Пожежна безпека"-2007. – Черкаси, 2007. – С. 346-347.

10. Гудим В.І. Моделирование переходных электротепловых процессов в бытовых электрических сетях / В.І. Гудим, М.М. Семерак, О.М. Коваль // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Чрезвычайные ситуации теория, практика, инновации» Гомель: 2006. – С.286-288.

11. Гудим В.І. Обґрунтування вибору схем побутових електромереж / В.І. Гудим, Ю.І. Рудик, О.М. Коваль // Збірник тез наукової-практично конференції "Пожежна безпека теорія, практика, інновація". – Львів, 2008. – С.143-145.