К вопросу о возникновении пожароопасных ситуаций при несимметричном электропотреблении

Рассмотрено влияние несимметрии фазных токов на вероятность возникновения пожароопасных ситуаций в производственных помещениях, получающих питание в различных системах электроснабжения. Изложены теоретические предпосылки возникновения пожароопасных ситуаций. Показано, что потоки нулевой последовательности, протекающие по нейтральному проводнику в несимметричном режиме, значительно его нагревают, что может привести к коротким замыканиям и условиям для возникновения пожаров. Приведены результаты исследований несимметричных режимов в России и за рубежом. Показано, что возникающие при несимметрии токов потоки нулевой последовательности приводят к увеличению дополнительных потерь активной мощности и электрической энергии. Доказано, что дополнительные тепловые потери, обусловленные несимметричным электропотреблением, могут разрушать изоляцию нейтрального и фазного проводников, что является основной причиной коротких замыканий и, как следствие, пожаров. На основании использования графического редактора Matlabпостроены динамические характеристики изменения фазных и междуфазных токов и напряжений, а также коэффициента потерь мощности, характеризующего увеличение тепловых потерь. Произведен анализ пожаров и их последствий для различных объектов в Российской Федерации. Разработан вычислительный аппарат в системе Matlab, с помощью которого произведен расчет и построены графики зависимостей динамики пожаров и их последствий за исследованный промежуток времени. Показано, что возникновение пожаров и их последствия из-за нарушения правил эксплуатации электроустановок происходит в любых помещениях и иногда достигает более 20% от всех возможных причин возникновения пожаров. Рассмотрены способы и технические средства минимизации токов нулевой последовательности как средства предотвращения возникновения пожароопасных ситуаций. Описан принцип действия автоматически-управляемого шунто-симметрирующего устройства с минимальным сопротивлением токам нулевой последовательности.

1. Brushlinsky N. N., Ahrens M. A., Sokolov S. V., Wagner P. World Fier Statistics // CTIF. International association of fier and rescue services. Center of Fier Statistics 2020;: 25: 65.

2. Анализ обстановки с пожарами и их последствиями на территории Российской Федерации за 3 месяца 2020 г. / МЧС России. Департамент надзорной деятельности и профилактической работы. Москва 2020;: 16.

3. Campbell Richard. Home electrical fires / NFPA Journal, March 2019;: 17.

4. Naumov I. V., Savina N. V., Yamshchikova I. V., Shevchenko M. V. Мethod for fire risk in residential premises with the help of balancing devices / IPASJ International Journal of Electrical Engineering (IIJEE)/ Volume 5, Issue 5, May 2017 ISSN 2321-600X.

5. Naumov I. V. Additional power losses in low-voltage electrical networks and influence on people / RPTSS 2018 International Conference on Research Paradigms Transformation in Social Sciences. The European Proceedings of Social & Behavioural Sciences EpSBS. Future Academy ISSN: 2357-1330. P 844 – 853. https://dx.doi.org/10.15405/epsbs 2018.12.103

6. Naumov Igor, Karamov Dmitriy, Tretyakov Alexander, Fedorinova Elvira and Yakupova Marina. Additional electric loss in rural distribution networks 0.38 kV/ E3S Web of Conferences 209, 07007 (2020). eISSN: 2267-1242 ENERGY-21 https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020907007

7. Наумов И. В., Гантулга ЭРХЭМБАЯР, Гантулга Дамдинсурэн. Монгол улс зохиогчийн эрхийн ГЭРЧИГЛГЭЭ. Шинжлэхухаан, утга зохиолын бичмэл буюу аман бутээл / Государственная регистрация программы для ЭВМ Монголии № 7589, от 11.03.2016 г.

8. Naumov I. V., Karamov D. N., Fedorinova E. S., Yakupova M. A., Tretyakov A. N. Power quality and losses in 0.38 kV rural distribution networks / EPJ Web of Conferences 217, 01012 (2019) FREPS 2019 https://doi.org/10.1051/epjconf/201921701012

9. Kizurov A. S. Symmetry of single-phase loads in four-wire threephase networks of alternating sinusoidal current / International Conference "Actual Issues of Mechanical Engineering" 2017 (AIME 2017). “Advances in Engineering Research”, July 2017; ISBN 978-94-6252-406-4, ISSN 2352-5401 // https://doi.org/10.2991/aime-17.2017.54

10. Bronshtein S., Bronshtein A., Epshtein B., Baimel D. A novel method for balancing of three-phase network with a single phase load / Conference: 2016 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe). October 2016 // DOI:10.1109/ISGTEurope 2016; 7856310.