1. Статьи
2. Проектирование и монтаж систем безопасности
3. Проектирование пожаробезопасных шкафов и стоек с РЭА

Олег Антипов
Заместитель главного конструктора АО "ТЕНЗОР"

 

Приборные шкафы и стойки с электротехнической/радиоэлектронной аппаратурой (РЭА) являются источниками повышенной пожарной опасности и, как правило, никогда не оснащаются автономными установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией. Более того, при проектировании таких изделий часто не соблюдаются основные требования, действующие на территории РФ, ввиду чего пожар, возникающий при эксплуатации такого оборудования, может нанести значительный ущерб не только самому изделию, но и распространиться за его пределы.

Чем регламентирована пожарная безопасность электротехнической продукции?

Пожарная безопасность приборных шкафов и стоек с РЭА регламентирована:

• ст. 142 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности (123-ФЗ), согласно которой предъявляются требования пожарной безопасности к электротехнической продукции, а именно: "1. Электротехническая продукция не должна быть источником зажигания и должна исключать распространение горения за ее пределы";
• ст. 4 Технического регламента таможенного союза (ТР ТС 004/2011) "О безопасности низковольтного оборудования", согласно которой "низковольтное оборудование должно быть разработано и изготовлено таким образом, чтобы оно не являлось источником возникновения пожара в нормальных и аварийных условиях работы";
• п. 3.1.10 ГОСТ 12.2.007.0-75 "Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Изделия электротехнические. Общие требования безопасности" определено, что пожарная безопасность изделия и его элементов должна обеспечиваться как в нормальном, так и в аварийном режимах работы;
• п. 1.7 ГОСТ 12.1.004-91 "Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования" определено, что вероятность возникновения пожара от (в) электрического или другого единичного технологического изделия или оборудования при их разработке и изготовлении не должна превышать значения 1x10-6 в год;
• п. 2.1 НПБ 247-97 "Электронные изделия. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний" отмечено, что электронное изделие должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы оно не представляло пожарной опасности в нормальных условиях эксплуатации и при аварийных режимах;
• отраслевыми и ведомственными документами, например СТО 1.1.1.07.001.0675–2008 "Аппаратура, приборы, средства систем контроля и управления. Общие технические требования" (АО "Концерн Росэнергоатом").

Что может произойти с аппаратурой в процессе работы?

Считается, что возникновение пожара наиболее вероятно при коротком замыкании, от тепловыделения при перегрузке, возникающих электрических разрядов и в дефектных контактных соединениях. Однако причиной возникновения пожара может быть определенное сочетание ряда обстоятельств, в том числе не электротехнического характера. Такими обстоятельствами могут быть допущенные нарушения при изготовлении оборудования, при его монтаже или эксплуатации на объекте, например кратковременные или длительные режимы аварийных перегрузок, применение в специфичных условиях, не предусмотренных назначением оборудования, нарушение теплоотвода, выход из строя вентиляции и т.д.

Ниже приведен ряд причин, из-за которых возможно воспламенение в шкафах и стойках с РЭА:

• перегрузка;
• неисправности компонента;
• пробой изоляции;
• плохой монтаж и некачественные соединения;
• дуговой пробой;
• перегрев;
• износ, старение;
• внешние воздействия (повышенное напряжение в сети, механические воздействия);
• человеческий фактор.

Применяемые в конструкции электронных изделий материалы, элементы, блоки и узлы должны обеспечивать вероятность возникновения пожара в каждом изделии не более 1x10-6 в год в соответствии с ГОСТ 12.1.004. Выбранные материалы, компоненты и сама конструкция оборудования должны снижать пожарный риск настолько, чтобы он не был существенным даже в аварийных режимах, при неправильной эксплуатации или при ошибках, допущенных в производстве, при монтаже или эксплуатации продукции. В случае когда изделия сами подвергаются пожарной опасности от внешнего источника, необходимо, чтобы они не способствовали распространению пожара в большей степени, чем материалы или конструкции, являющиеся источником возгорания.

Возникший в оборудовании пожар может распространиться за пределы источника возгорания или вызвать повреждения за пределами аппаратуры. Поэтому конструкцией оборудования должна быть предусмотрена возможность предотвратить возникновение и распространение пожара и исключить опасность выхода огня за пределы оболочки оборудования. Это достигается за счет:

• соблюдения требований и рекомендаций нормативно-технической документации, регламентирующей пожарную безопасность шкафов и стоек с РЭА;
• хорошей инженерной практикой проектирования и производства аппаратуры для предотвращения образования потенциальных источников воспламенения;
• применением установок пожаротушения, которые ликвидируют возгарание, и/или установок пожарной сигнализации, которые отключат оборудование при определении факторов пожара.

Особенности проектирования

В действующих нормативных документах – ГОСТ 12.2.007.0-75, НПБ 247-97, ГОСТ IEC 60065–2013, ГОСТ Р МЭК 60950–2002, ГОСТ Р МЭК 60695-1-1–2003 – приводятся перечень требований и рекомендации по защите аппаратуры от различных повреждений, в том числе связанных с воспламенением, а также причины, которые могут повлечь за собой данное событие. Обобщив информацию из указанных нормативных документов, можно сформулировать краткий перечень мероприятий, которые, как правило, необходимо выполнять при разработке и изготовлении такого оборудования:

1. ограничить количество используемых горючих материалов и максимально применять негорючие (самозатухающие), трудногорючие и огнестойкие материалы;
2. применять средства и элементы электротехнической защиты, снижающие вероятность возникновения пожара, например включать в цепи питания электронных изделий термореле, термовыключатели, защиту от токов перегрузки, короткого замыкания и т.д.;
3. применять герметизацию, противопожарные кожухи, экраны, перегородки и/или барьеры, ограничивающие распространение огня, а также другие конструктивные решения, исключающие распространение горения;
4. использовать соединительные элементы между токоведущими частями электронных изделий, стойкие к образованию токопроводящих мостиков;
5. применять такие конструктивные крепления комплектующих элементов, которые исключат возможность их выпадения при различных режимах эксплуатации, в том числе выпадение из паяных соединений в блоке или узле при аварийных пожароопасных режимах работы;
6. использовать негорючие провода и кабели или не распространяющие горение при групповой прокладке;
7. применять подходящие компоненты и сборочные узлы, в том числе в которых при перегрузках по току, коротких замыканиях или отказах не образуются источники зажигания;
8. использовать изделия с меньшим количеством на полюс последовательных контактных точек, способных стать местом образования плохого контакта, довести величины переходных сопротивлений в контактных соединениях до уровня, установленного стандартами на конкретные изделия;
9. принимать меры, исключающие применение возможных источников воспламенения, таких как не соответствующие требованиям контакты, плохие соединения, обрывы и просто некачественное оборудование;
10. принимать меры по предотвращению появления высоких температур, которые могут вызвать воспламенение в нормальных режимах работы или при неисправностях;
11. применять быстродействующие средства контроля и защитного отключения возможных источников зажигания или автоматического обесточивания оборудования при обнаружении опасных факторов пожара.

Монтаж и эксплуатация

Каким бы пожаробезопасным ни было изготовлено электротехническое оборудование, его некачественный монтаж или неправильная эксплуатация способны привести его как минимум к поломке, а как максимум – к пожару.

Поэтому для повышения пожаробезопасности изделия при его монтаже и эксплуатации важно:

1. соблюдать правила монтажа и эксплуатации изделия, строго следовать изложенному в эксплуатационной документации на изделие, особенно в разделе "Правила пожарной безопасности" (при наличии такового);
2. ограничить проникновение горючих материалов (веществ) извне к пожароопасным узлам изделия;
3. применять конструкции, обеспечивающие предотвращение выброса раскаленных и (или) горящих частиц, если они могут находиться рядом (например, при монтажных или ремонтных работах);
4. ограничить напряжения, которые могут попадать на входные и выходные цепи аппаратуры, приборов и средств автоматизации при неисправностях сопряженного оборудования или в результате ошибок персонала и приводить к увеличению вероятности возникновения пожара.

Пожароопасное оборудование систем противопожарной защиты

Может ли противопожарное оборудование само быть причиной пожара? История показывает, что может. Вспомнить хотя бы высокотемпературные генераторы огнетушащего аэрозоля. Как и писалось выше, хорошая инженерная практика проектирования и производства аппаратуры для предотвращения образования потенциальных источников воспламенения у части производителей пожарных шкафов и стоек присутствует не всегда. Успокаивает только одно – необходимо подтверждать соответствие пожарных шкафов и стоек Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности. Один из вариантов такого подтверждения – соответствие требованиям ГОСТ Р 53325–2012 "Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний", согласно п. 7.14.1 которого приборы должны быть сконструированы и изготовлены таким образом, чтобы они не представляли пожарной опасности, а согласно п. 7.16.10 перед испытанием на пожарную безопасность проводят анализ электрической схемы и конструкции прибора и/или его компонентов. В процессе анализа производят учет возможного ограничения мощности, подаваемой на компоненты прибора со стороны источника его питания. Если проведенный анализ электрической схемы и конструкции прибора и/или его компонента позволяет сделать вывод о том, что он является пожаробезопасным при замыкании или обрыве внешних контактов и внутренней цепи, то испытание не проводят. В противном случае экспертным путем определяют наиболее опасную возможность нарушения целостности прибора (короткое замыкание или обрыв внешних и внутренних цепей) и проводят испытания по методике ГОСТ Р МЭК 60065.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2018

Информация и фото с http://lib.secuteck.ru/articles2/firesec/proektirovanie-pozharobezopasnyh-shkafov-i-stoek-s-rea