tytuł

podtytuł

Autor

o c h r o n a p r z e c i w p o r a ż e n i o w a

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

56

W

trakcie eksploatacji instalacji
elektrycznych mogą wystąpić

zjawiska, które są szczególnie niebez-
pieczne pod względem możliwości za-
inicjowania pożaru. Są to najczę-
ściej:

cieplne działanie prądu elektrycz-

nego,

zwarcie elektryczne
łuk elektryczny,
przeciążenia,
iskrzenia,
prądy upływu.

Najbardziej niebezpiecznym zja-

wiskiem z punktu widzenia zagroże-
nia pożarowego jest łuk elektryczny.
Może on powstać nie tylko podczas
zwarć elektrycznych czy przepięć at-
mosferycznych, ale również w czasie
normalnej pracy układu elektrycz-
nego. Powstanie łuku elektryczne-
go możliwe jest w zasadzie już przy
przepływie prądu o natężeniu do
10 A, a więc praktycznie w warun-
kach każdej instalacji elektrycznej o
niskim napięciu.

Łuk elektryczny można zdefinio-

wać jako samoistne wyładowanie
w gazie spowodowane przekrocze-
niem granicznych wartości prądu
i napięcia zależnych od materiału,
z jakiego wykonane są powierzchnie
stykowe. Łukowi elektrycznemu to-
warzyszy silne światło, zjawiska aku-
styczne i wysoka temperatura. Wyso-
ka temperatura łuku utrzymuje się
wskutek pobierania energii z sieci.
Przy dużym prądzie temperatura we-

wnątrz kanału łukowego osiąga war-
tość od 10 000ºC do 15 000ºC, a tem-
peratura zewnętrznej powierzchni
od 3000ºC do 5000ºC. Ciepło odda-
wane jest z łuku przez promieniowa-
nie, przewodzenie i unoszenie, przy
czym ostatni sposób jest główną for-
mą jego oddawania. W przestrze-
niach zamkniętych wysoka tempe-
ratura łuku powoduje wzrost ciśnie-
nia powietrza, dzięki czemu łuk ten
jest wydmuchiwany.

zagrożenie pożarowe

Niebezpieczeństwo pożarowe

łuku elektrycznego jest bardzo duże,
co wynika z jego wysokiej tempera-
tury, zdolnej zapalić każdy materiał
palny i zniszczyć większość mate-
riałów niepalnych. Niebezpieczeń-
stwo jest tym więk-
sze, że zjawisko to
powstaje błyskawicz-
nie i potrafi wędro-
wać. Łuk elektrycz-
ny jest w

pewnym

sensie przewodem
z rądem, który pod
wpływem sił elektro-
dynamicznych dzia-
ła pomiędzy łukiem
a innym przewodem
z prądem (np. szy-
nami w rozdzielni),
może przerzucić się
na sąsiednie urzą-
dzenia powodując

duże zniszczenia. Niszczy materia-
ły izolacyjne, stapia przewody i kon-
strukcje, może także porazić i popa-
rzyć śmiertelnie człowieka.

Szczególnie niebezpieczny pod

względem pożarowym jest łuk niega-
snący (trwający kilka sekund), ponie-
waż groźba wywołania pożaru wsku-
tek rozprysku rozżarzonych elektrod
może zachodzić nawet w promieniu
6 m. Sytuacja taka występuje w na-
stępujących przypadkach:

gdy przewód ułożony jest na pod-

łożu palnym,

gdy przewód w miejscu rozdziele-

nia styka się z palną konstrukcją
urządzenia,

gdy w okolicy miejsca rozdziele-

nia znajdują się palne zanieczysz-
czenia w postaci kurzu, szmat, pa-
pierów itp. materiałów.

Dodatkowo w warunkach otocze-

nia sprzyjających gromadzeniu się
wybuchowych par cieczy palnych,
pyłów lub gazów istnieje zawsze po-
tencjalne zagrożenie wybuchu, a na-
stępnie pożaru.

Palący się w miejscu zwarcia łuk

elektryczny powoduje zapalenie izo-
lacji i znajdujących się w pobliżu ma-
teriałów. Gdy izolacja zabezpieczo-
na jest wkładkami reperowanymi,
przy zwarciach tępych może nastą-
pić także przeciążenie i grzanie prze-
wodów, spowodowane stosunkowo
długim przepływem prądu o zbyt
dużym natężeniu.

Jeżeli obwód jest prawidłowo zabez-

pieczony, przeciążenie przewodu i łuk
elektryczny w miejscu zwarcia trwają
zaledwie setne, a nawet tysięczne se-
kundy i nie są w stanie spowodować

łuk elektryczny jako przyczyna

pożarów

mgr Tomasz Sawicki

Rys. 1 Typowy przebieg zmian temperatury w urządzeniu elektrycznym

Pożary są zjawiskiem społecznie niebezpiecznym i szkodliwym, powodującym wiele
ludzkich nieszczęść i ogromne straty materialne. Przyczyn ich powstawania jest wiele,
zalicza się do nich również procesy zachodzące w instalacji i urządzeniach elektroener-
getycznych. Według danych Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej w naszym
kraju powstaje rocznie około 7 tysięcy pożarów spowodowanych wadami lub nieprawi-
dłową eksploatacją urządzeń i instalacji elektrycznych. Ponad połowa wszystkich poża-
rów w kraju to pożary w budynkach.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

57

prądu znacznie przekraczający war-
tość znamionową, bezpieczeństwo
pożarowe powinny zapewnić odpo-
wiednio dobrane zabezpieczenia. Za-
bezpieczenia takie przede wszystkim
powinny nie dopuścić do uszkodze-
nia chronionej instalacji elektrycz-
nej, a w konsekwencji wyelimino-
wać możliwość powstania pożaru.

Prawidłowy dobór zabezpieczeń

oraz zgodna z przepisami ich eksplo-
atacja i konserwacja, a także prowa-
dzone okresowo przeglądy i pomia-
ry instalacji i urządzeń elektrycznych
w znacznym stopniu poprawiają bez-
pieczeństwo pożarowe obiektu.

literatura

1. A. Mazurek, Vademecum ochro-

ny przeciwpożarowej w handlu
i usługach, Wydawnictwo Libra,
Warszawa 1988.

2. R. Zieliński, Badania instalacji

elektrycznej na miejscu pożaru,
Wydawnictwo Centralne Labo-
ratorium Kryminalistyczne KGP,

pożaru. Gdy jednak zwarcie nastąpi
w obwodzie zabezpieczonym wkład-
ką reperowaną drutem o dużym prze-
kroju, a w następnym zabezpieczeniu
także znajduje się wkładka reperowa-
na, wówczas powstały prąd zwarcio-
wy może nie spowodować ich zadzia-
łania. Łuk elektryczny, także przecią-
żenie, a nawet palenie się przewodów
mogą trwać w takich przypadkach
w czasie wystarczającym do spowo-
dowania pożaru.

Szczególnie niebezpieczny jest łuk

powstający na jednej fazie przy roz-
dzielaniu przewodu będącego pod du-
żym obciążeniem. W takim przypad-
ku nie występuje wzrost prądu elek-
trycznego. Wartość prądu ma tenden-
cję malejącą i bezpiecznik w tych
przypadkach nie zadziała.

Pożary wywołane powstaniem

łuku elektrycznego występują naj-
częściej:

w stykach wyłączników wysokie-

go i niskiego napięcia,

w wyłącznikach oświetlenio-

wych,

w wyłącznikach olejowych,
w miejscach przerwania obwodu

(przewodu) pod napięciem,

w grzejnikach elektrycznych po-

siadających spirale drutowe,

w różnego rodzaju stykach,

w miejscach przerw wynikają-
cych z wadliwego zamocowania,
dokręcenia itp.

ślady łuku elektrycznego

Łuk elektryczny działa termicz-

nie i dynamicznie powodując topie-
nie metali, wypalanie izolacji i roz-
prysk rozżarzonych cząstek metali.
Ślady działania łuku elektryczne-
go występują w postaci stopień lub
wytopień na żyłach przewodów, na-
topień lub wytopień na metalowych
uziemionych konstrukcjach, wypa-
leń i wytopień innych przedmiotów
znajdujących się w zasięgu łuku elek-
trycznego.

Ślady łuku elektrycznego na roz-

dzielonym pod obciążeniem przewo-
dzie elektrycznym występują w posta-
ci stopień na powierzchni żyły, wypa-

leń i zwęgleń izolacji oraz wytopień
i osmaleń na innych przedmiotach
stykających się z tym miejscem. Roz-
dzielone końce żyły przewodu mają
kuliste stopienia deformujące całko-
wicie strukturę przełomu. Warstwy
izolacji w okolicy miejsca palenia się
łuku elektrycznego są wypalone i zwę-
glone. Na osłonach urządzeń elektro-
energetycznych lub innych przedmio-
tach znajdujących się w okolicy tego
miejsca mogą występować miejscowe
zmiany termiczne w postaci osmaleń,
barw nalotowych lub wytopień.

Najbardziej charakterystyczny-

mi śladami łuku elektrycznego są
wytopienia stalowych konstrukcji.
Bezpośrednie zwarcie żyły przewo-
du pod napięciem z uziemioną me-
talową konstrukcją powoduje trwałe
wytopienia i stopienia stykających się
ze sobą metali. Ślady działania łuku
elektrycznego na tych konstrukcjach
ujawnić można najczęściej na ich kra-
wędziach.

Ślady działania łuku elektryczne-

go na metalowych osłonach urzą-
dzeń elektroenergetycznych występo-
wać mogą w postaci drobnych nato-
pień metalu lub miejscowych zmian
termicznych, takich jak barwy nalo-
towe, osmalenia itp. Na powierzchni
rurek instalacyjnych można ujawnić
wytopione otwory o nieregularnych
podłużnych kształtach i zaokrąglo-
nych krawędziach.

Łuk elektryczny na podłożu wyko-

nanym z tynku, cegły czy betonu po-
zostawia osmalone wgłębienia z miej-
scowymi śladami działania tempera-
tury. Powierzchnie te bywają pokryte
częściowo stopioną szklistą substan-
cją o charakterystycznych barwach.

działania profilaktyczne

W każdym przypadku przepływo-

wi prądu elektrycznego przez prze-
wodnik o określonej oporności towa-
rzyszy wydzielanie się ciepła. Insta-
lacja elektryczna musi być tak zapro-
jektowana i wykonana, aby podczas
jej eksploatacji ilość wydzielonego cie-
pła nie powodowała wzrostu tempe-
ratury powyżej temperatury dopusz-

czalnej. Najwyższa temperatura, jaką
może posiadać przewód podczas prze-
pływu prądu, nie powinna przekra-
czać wartości granicznej. W prakty-
ce wyróżnia się trzy wielkości tem-
peratur uzależnione od czasu ich wy-
stępowania:

temperatura dopuszczalna przej-

ściowo – temperatura, do której
przewód obciążony prądem może
nagrzewać w czasie ograniczonym
do 24 godzin w roku,

temperatura dopuszczalna długo-

trwale – temperatura, do której
przewód obciążony prądem może
nagrzewać się w czasie nieograni-
czonym,

temperatura dopuszczalna przy

zwarciach – temperatura, do któ-
rej przewód może się nagrzewać
w bardzo krótkim czasie, ograni-
czonym prądem zwarcia.
Na rysunku 1 przedstawiono ty-

powy przebieg zmian temperatury
w urządzeniu elektrycznym.

W przypadku występowania stanu

awaryjnego powodującego przepływ

reklama