Использование углекислотных огнетушителей (ОУ) в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ)
Защита электротехнического оборудования в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) от пожаров требует особого подхода. Вода, пена или порошок способны вывести из строя дорогостоящие компоненты или создать угрозу поражения током. Углекислотные огнетушители (ОУ) являются одним из немногих разрешенных средств тушения в таких условиях. Данная статья рассматривает физические принципы, технические ограничения, нормы безопасности и практику применения ОУ в ЗРУ.
Физико-химические основы тушения углекислотой
Углекислота в огнетушителе находится в сжиженном состоянии под давлением около 58-60 атмосфер (5,8-6,0 МПа) при температуре 20 °C. При выпуске из раструба газ резко расширяется и охлаждается. Часть углекислоты переходит в твердую фазу, образуя «снежную» струю с температурой до -78,5 °C.
Механизм тушения углекислотой основан на двух факторах: разбавлении кислорода в очаге горения ниже критической концентрации (ниже 12-14% по объему) и значительном охлаждении зоны реакции. В отличие от порошков, газ не создает токопроводящих мостиков между контактами, а в отличие от воды — не вызывает коротких замыканий.
Нормативная база и допустимость применения в ЗРУ
Своды правил и нормы пожарной безопасности (в частности, СП 1.13130, СП 9.13130, Правила устройства электроустановок ПУЭ) прямо допускают использование газовых огнетушителей для тушения электроустановок под напряжением до 10 000 В (10 кВ). Углекислотные огнетушители (ОУ) включены в перечень первичных средств пожаротушения для помещений ЗРУ.
Основные ограничения касаются зданий с постоянным пребыванием людей без средств защиты органов дыхания. Также существуют ограничения по высоте установки огнетушителей и расстоянию до возможных очагов возгорания.
Особенности конструкции ОУ для защиты электроустановок
Типовой углекислотный огнетушитель состоит из стального баллона, запорно-пускового устройства (ЗПУ), сифонной трубки и гибкого шланга с раструбом. Ключевой элемент для работы в ЗРУ — раструб, который изготавливается из диэлектрического материала (пластик, полимер, иногда металл с изолирующим покрытием). Это исключает случайный контакт человека с токоведущими частями через прибор.
Масса заряда варьируется от 2 до 8 кг (модели ОУ-2, ОУ-3, ОУ-5, ОУ-8). Для помещений ЗРУ чаще применяются ОУ-5 и ОУ-8, так как объем помещения и высота стеллажей требуют подачи струи на расстояние не менее 2-3 метров.
Достоинства ОУ для закрытых распределительных устройств
- Диэлектрические свойства газовой струи. Углекислый газ не проводит электрический ток. Это главное преимущество перед водными и пенными средствами.
- Отсутствие вторичного ущерба. Углекислота полностью испаряется, не оставляя следов на оборудовании. Нет необходимости в дорогостоящей очистке контактов, реле, плат и изоляторов от порошка или пены.
- Всепогодность. ОУ сохраняют работоспособность при отрицательных температурах до -40 °C, что важно при установке в неотапливаемых блоках ЗРУ.
- Простота применения. Достаточно сорвать пломбу, выдернуть чеку и направить раструб на очаг. Не требуется сложных настроек или внешнего питания.
Недостатки и ограничения углекислотных огнетушителей
Основной недостаток — токсичность углекислого газа для человека. При концентрации свыше 5% по объему наступает головная боль и одышка, при 8-10% — потеря сознания, при 15% и выше — смерть в течение нескольких минут. Поскольку ЗРУ являются замкнутыми и часто слабо вентилируемыми помещениями, применение ОУ требует строгого соблюдения мер безопасности.
Еще одно ограничение — охлаждающий эффект. Струя с температурой -78 °C при попадании на нагретые токоведущие шины или корпуса аппаратов может вызвать термошок, растрескивание изоляции или конденсацию влаги. Однако это критично лишь при прямом длительном воздействии на определенные виды пластиков и керамики. Кратковременное тушение распыленной струей, как правило, безопасно.
Емкость заряда ограничена. Время работы ОУ-5 составляет около 8-10 секунд, ОУ-8 — до 15 секунд. Этого достаточно для тушения очага площадью до 1-2 квадратных метров. Для объемных пожаров в ЗРУ мощностью 35 кВ и выше требуются стационарные газовые установки.
Классы пожаров и типы возгораний в ЗРУ
Углекислотные огнетушители эффективны для тушения пожаров классов А (тление твердых материалов), В (горение жидкостей) и Е (электрооборудование под напряжением). В условиях ЗРУ основную угрозу представляют:
- Пожары класса Е: короткое замыкание в силовых кабелях, КРУ (комплектные распределительные устройства), трансформаторах напряжения и тока.
- Пожары класса А: возгорание изоляции проводов, кабельных лотков, кабельных масс, монтажных пластиковых элементов.
- Пожары класса В: возгорание трансформаторного масла при повреждении маслонаполненных вводов или выключателей (при наличии в ЗРУ).
Следует учесть, что ОУ малоэффективны для тушения глубоко тлеющих материалов (пористые изоляционные массы, кабельные траншеи без доступа к поверхности). В таких случаях требуется комбинированная тактика или стационарное тушение.
Порядок действий при пожаре в ЗРУ с использованием ОУ
Первым шагом персонал энергообъекта обязан оценить угрозу для жизни. В ЗРУ с напряжением выше 1000 В доступ к очагу возможен только после снятия напряжения или на безопасном расстоянии. Углекислотные огнетушители можно применять без полного снятия напряжения, но дистанция до токоведущих частей должна составлять не менее 1 метра для установок до 10 кВ.
Второй этап — при пожаре без угрозы обрушения и плотного задымления оператор берет ОУ, подходит с наветренной стороны (если возможно), срывает пломбу, нажимает рычаг и направляет струю на основание пламени. Важно не направлять струю непосредственно на провода при контакте с ними, так как возможно разрушение льдом изоляции.
Третий этап — после прекращения видимого горения (обычно через 5-10 секунд) необходимо покинуть помещение или надеть изолирующий противогаз (самоспасатель). Углекислый газ тяжелее воздуха, он скапливается в нижней части помещения. Если очаг расположен высоко на стеллажах, подавать струю следует под углом, чтобы снизить риск попадания снега на электронику.
Рекомендации по размещению и обслуживанию ОУ в ЗРУ
Нормативная база требует размещать огнетушители на видных местах на высоте не более 1,5 метра от пола до запорного устройства. Расстояние от возможного очага до огнетушителя в административных и производственных зданиях категории В (к которой чаще всего относятся ЗРУ) не должно превышать 20 метров.
Рекомендуемый расчет количества ОУ для ЗРУ: один огнетушитель ОУ-5 на каждые 200 квадратных метров площади, но не менее двух на этаж или отдельное помещение. Для трансформаторных подстанций (ТП) и камер с маслонаполненным оборудованием количество увеличивается в полтора-два раза.
Обслуживание ОУ включает ежегодную проверку массы заряда — допускается потеря не более 5% от номинальной. Раз в пять лет проводится переосвидетельствование баллона гидравлическим давлением. Если масса уменьшилась более чем на 5% или произошло нарушение заводской пломбы, огнетушитель отправляется на перезарядку.
Типичные ошибки при использовании углекислотных огнетушителей
Первая ошибка — удерживать раструб незащищенной рукой. Металлический раструб старого образца охлаждается до -70 °C и примерзает к коже. Современные модели имеют пластиковое покрытие, но касаться раструба голыми руками во время работы недопустимо.
Вторая ошибка — попытка тушить оборудование, находящееся под напряжением выше 10 000 В. Для сетей высокого напряжения (35 кВ и выше) необходимы специальные газовые огнетушители с увеличенным безопасным расстоянием или стационарные установки. Штатный ОУ класса Е рассчитан на напряжение до 10 кВ включительно.
Третья ошибка — не учитывать зимний режим. При хранении ОУ в неотапливаемом ЗРУ с температурой ниже -40 °C давление в баллоне падает, и струя становится слабой. В этом случае нужно использовать только «арктические» модификации огнетушителей с морозостойкой запорной арматурой.
Ограничения по типу зарядки и безопасности персонала
В ЗРУ запрещено размещать огнетушители с зарядом на основе хладонов (фреонов) без системы принудительной вентиляции, так как продукты разложения токсичны. Углекислота в этом плане имеет допустимый уровень токсичности при кратковременном контакте.
При работе в ЗРУ после применения ОУ персонал обязан покинуть помещение в течение 1-2 минут. Время защитного действия углекислотного облака (с концентрацией выше 4%) сохраняется от 3 до 10 минут в зависимости от высоты потолков. Использование фильтрующих противогазов здесь бесполезно — только изолирующие дыхательные аппараты.
Если в ЗРУ работают несколько человек, один из них должен находиться снаружи для страховки и готовности к эвакуации. Применение ОУ без связи или с нарушением связи с дежурным персоналом диспетчерской запрещено.
Альтернативы и комбинирование с другими системами
Для мощных подстанций и крупных ЗРУ (свыше 500 кв. метров) одних ручных ОУ недостаточно. Используется комбинация передвижных (ОУ-8, ОУ-20) и стационарных газовых установок. Стационарная установка углекислотного (или хладонового) тушения запускается автоматически по сигналу пожарной сигнализации и позволяет покрыть весь объем помещения газом, понизив концентрацию кислорода по всему объему.
Вместе с тем ручные ОУ никогда не исключаются из инвентаря ЗРУ, так как они остаются первичным средством для оперативной локализации небольшого возгорания контактов или вторичных цепей.
Заключение
Углекислотные огнетушители (ОУ) являются наиболее подходящим средством первичного пожаротушения в закрытых распределительных устройствах. Они обеспечивают безопасное тушение электрооборудования под напряжением до 10 кВ, не вызывают коррозии и не создают токопроводящих замыканий. Экспертный подход к выбору, размещению и обслуживанию ОУ напрямую связан с соблюдением техники безопасности, оценкой времени работы и токсичности газа. Применение ОУ требует от персонала четкого знания порядка эвакуации и контроля за концентрацией газа в замкнутом пространстве. Грамотно оснащенное ЗРУ с правильно размещенными и исправными углекислотными огнетушителями — один из ключевых факторов надежности энергоснабжения и сохранности дорогостоящего оборудования.
Сводная таблица данных
В таблице ниже представлены ключевые технические параметры, ограничения и нормативные требования, предъявляемые к углекислотным огнетушителям (ОУ) при их размещении и использовании в помещениях закрытых распределительных устройств (ЗРУ). Данные строго систематизированы на основе приведенного текста статьи для наглядного сравнения характеристик различных моделей ОУ, условий их безопасного применения и требований к обслуживанию.
| Параметр / Характеристика | Значение / Описание |
|---|---|
| Рабочее давление в баллоне (при 20 °C) | 58-60 атмосфер (5,8-6,0 МПа) |
| Температура струи на выходе из раструба | До -78,5 °C |
| Критическая концентрация кислорода для тушения | Ниже 12-14% по объему |
| Максимальное напряжение электроустановок для тушения штатным ОУ (класс Е) | До 10 000 В (10 кВ) включительно |
| Линейка моделей по массе заряда | ОУ-2, ОУ-3, ОУ-5, ОУ-8 (от 2 до 8 кг) |
| Рекомендуемые модели для ЗРУ | ОУ-5 и ОУ-8 |
| Дальность подачи струи (для ОУ-5, ОУ-8) | Не менее 2-3 метров |
| Время работы огнетушителя | ОУ-5: 8-10 секунд; ОУ-8: до 15 секунд |
| Площадь тушения очага | До 1-2 квадратных метров |
| Температурный диапазон работоспособности | До -40 °C (для стандартных моделей; ниже требует «арктических» модификаций) |
| Безопасное расстояние до токоведущих частей (до 10 кВ) | Не менее 1 метра |
| Высота размещения огнетушителя (до запорного устройства) | Не более 1,5 метра от пола |
| Максимальное расстояние от возможного очага до огнетушителя (категория В) | Не более 20 метров |
| Рекомендуемое количество ОУ-5 на площадь | 1 шт. на каждые 200 кв. метров (не менее 2 на этаж/помещение) |
| Допустимая потеря массы заряда при ежегодной проверке | Не более 5% от номинальной |
| Периодичность переосвидетельствования баллона | Раз в 5 лет |
| Опасная концентрация CO2 для человека (потеря сознания) | 8-10% по объему |
| Смертельная концентрация CO2 для человека | 15% и выше |
| Время пребывания в зоне после применения ОУ | Не более 1-2 минут (обязательно покинуть помещение) |
| Время защитного действия углекислотного облака (концентрация выше 4%) | От 3 до 10 минут (в зависимости от высоты потолков) |
| Классы пожаров, для которых эффективны ОУ | A (тление), B (жидкости), E (электрооборудование под напряжением) |
| Материал раструба (для работы в ЗРУ) | Диэлектрический (пластик, полимер) или металл с изолирующим покрытием |
| Ограничение по напряжению для штатного ОУ | Не применяется для сетей выше 10 000 В (35 кВ и выше требуют спец. установок) |
Частые вопросы по теме (FAQ)
Допустимо ли тушить электрооборудование под напряжением в ЗРУ с помощью углекислотного огнетушителя (ОУ)?
Да, допустимо. Своды правил и нормы пожарной безопасности (СП 1.13130, СП 9.13130, ПУЭ) прямо допускают использование газовых огнетушителей для тушения электроустановок под напряжением до 10 000 В (10 кВ). Углекислый газ не проводит электрический ток, что исключает короткие замыкания и поражение персонала, но дистанция до токоведущих частей должна составлять не менее 1 метра для установок до 10 кВ.
Какие основные риски для человека возникают при использовании ОУ в замкнутом пространстве ЗРУ?
Основной недостаток — токсичность углекислого газа для человека. В замкнутых и слабо вентилируемых помещениях ЗРУ при концентрации CO2 свыше 5% по объему наступает головная боль и одышка, при 8-10% — потеря сознания, при 15% и выше — смерть в течение нескольких минут. После применения ОУ персонал обязан покинуть помещение в течение 1-2 минут, так как время защитного действия облака с концентрацией выше 4% сохраняется от 3 до 10 минут. Использование фильтрующих противогазов бесполезно — требуются только изолирующие дыхательные аппараты.
Какое количество огнетушителей ОУ необходимо разместить в ЗРУ и на каком расстоянии?
Согласно нормам, расстояние от возможного очага до огнетушителя не должно превышать 20 метров. Рекомендуемый расчет количества: один огнетушитель ОУ-5 на каждые 200 квадратных метров площади, но не менее двух на этаж или отдельное помещение. Для трансформаторных подстанций (ТП) и камер с маслонаполненным оборудованием количество увеличивается в полтора-два раза. Огнетушители размещают на видных местах на высоте не более 1,5 метра от пола до запорного устройства.
Почему при тушении ЗРУ углекислотным огнетушителем нельзя касаться раструба голыми руками?
Удерживать раструб незащищенной рукой недопустимо, так как при выпуске газа часть углекислоты переходит в твердую фазу, образуя «снежную» струю с температурой до -78,5 °C. Металлический раструб старого образца охлаждается до -70 °C и может примерзнуть к коже, вызывая серьезные травмы.
В каких случаях углекислотный огнетушитель будет неэффективен для тушения в ЗРУ?
ОУ малоэффективны для тушения глубоко тлеющих материалов, таких как пористые изоляционные массы и кабельные траншеи без доступа к поверхности. Также штатный ОУ класса Е рассчитан на напряжение до 10 кВ включительно — попытка тушить оборудование под напряжением выше 10 000 В (например, 35 кВ) с его помощью является ошибкой. Кроме того, время работы ограничено: для ОУ-5 оно составляет около 8-10 секунд, чего недостаточно для объемных пожаров на больших площадях.
