Газовое пожаротушение электрических шкафов

Выгорание в шкафу электротехнического оборудования и кабеля (рис. 1), приводят к отключению  электропотребителей на продолжительное время. Это определяет значительные материальные потери из-за остановки функционирования предприятия. Эффективная противопожарная защита электрических шкафов обеспечивается при использовании автономных газовых систем пожаротушения.

Согласно Правил пожарной безопасности в Украине, которые действуют на основании Приказа Министерства внутренних дел Украины №1417 от 30.12.2014г. раздел ІV п. 1.9 «Електричне обладнання, машини, апарати, прилади, електрощити зі ступенем захисту оболонок менше ІР 44 повинні розміщуватися на відстані не менше 1 м від горючих матеріалів, за винятком матеріалів груп Г1, Г2, або можуть бути оснащені автономними системами пожежогасіння«, п.1.16 «Електрощити, групові електрощитки повинні бути захищені автономними системами пожежогасіння та оснащуватися схемою підключення споживачів з пояснювальними написами і вказаним значенням номінального струму апарата захисту (плавкої вставки)», а также ДБН В.2.5-56:2014 п. 5.14 «У разі необхідності оснащення приміщень для розміщення блока серверів, шкаф з електричним та електронним обладнанням системами пожежогасіння допускається замість них використовувати системи пожежогасіння локального застосування, а для шаф з електричним та електронним обладнанням — автономні системи пожежогасіння локального застосування».

По определению, приведенному в ДБН В.2.5-56:2014, автономная система пожаротушения локального применения- это «Система пожаротушения, автоматически осуществляющая функции обнаружения пожара  и подачи огнетушащего вещества без вмешательства человека  независимо от внешних источников питания и систем управления и предназначена для подачи огнетушащего вещества по части пространства или поверхности объекта противопожарной защиты».

 336273932427287DF6BE28EA8C59C9C0EAC01112E07BBED9B7pimgpsh_fullsize_distr Автономные системы пожаротушения F-Line локального применения

 

 Рис. 1. Электрический шкаф после пожара

 

Выбор типа ГОТВ по безопасности

В качестве газовых огнетушащих веществ (далее ГОТВ) в системах пожаротушения по ДБН В.2.5-56:2014 возможно использование HFC125 (хладон 125), HFC 227ea (хладон 227еа), СО2, FK-5-1-12 (Novec 1230) и др. Поскольку тушение электрощитов и электрошкафов автономными установками газового пожаротушения производятся в присутствии персонала, то при выборе типа ГОТВ необходимо учитывать огнетушащую способность, диэлектрические характеристики и безопасность для человека.

Двуокись углерода CO2 до сих пор не редко применяется в системах пожаротушения из-за его дешевизны несмотря на опасность этого газа для людей. При тушении с помощью CO2 создается огнетушащая концентрация порядка 35%, за счет этого вытесняется кислород и горение не может продолжаться. Опасная для жизни человека концентрация CO2 составляет 10%. При пуске двуокиси углерода CO2 в защищаемом объеме резко понижается температура, что при определенной влажности может вызвать образование конденсата, что не допустимо при тушении электрооборудования под напряжением.

Хладоны, несмотря на общее название и похожие химические формулы веществ, оказывают различное влияние на человека. Наиболее распространенный HFC125 имеет величину NOAEL 7,5 % при минимальной огнетушащей концентрации 11,2 %, то есть при тушении в помещении для персонала данное ГОТВ опасно, при тушении шкафов большого объема тоже может быть опасно. Величина NOAEL для HFC 227еа составляет 9%, что не на много превышает огнетушащую концентрацию равную 7,9%. Кроме того, HFC125  имеет потенциал глобального потепления равный 2 800, а HFC 227еа —равный 2 900, они сохраняются в атмосфере более 30 лет и по Киотскому протоколу подлежат к выводу из применения с 2017 года.

Фторкетон FK-5-1-12 имеет NOAEL 10% при огнетушащей концентрации 5,3%. Таким образом даже при применении повышающего коэффициента К4 = 1,3  концентрации ГОТВ по ДСТУ 4466-1:2008 коэффициент безопасности – отношение NOAEL к расчетной огнетушащей концентрации (ОТК) остается больше 1, в отличии всех других типов ГОТВ.

 Кроме того, Фторкетон FK-5-1-12 имеет минимальный потенциал глобального потепления равный 1, в атмосфере под воздействием ультрафиолета разрушается в течении 3 – 5 суток, в зависимости от солнечной активности. Естественно, в отличии от хладонов, Фторкетон FK-5-1-12 не подпадает под ограничения по Киотскому протоколу.

 

Свойства Фторкетона FK-5-1-12 (Novec 1230)

При комнатной температуре фторкетона ФК-5-1-120 находится в жидком состоянии, вблизи точки кипения равной 49,2°C, поскольку температура замерзания равна минус 108,0°C. Благодаря этому ФК-5-1-12 (Novec 1230) быстро испаряется и в Интернете легко найти множество роликов с демонстрацией его свойств в нормальных условиях под названием «Сухая вода».  Давления егопаров достаточно, чтобы концентрация реагента в воздухе быстро достигла уровня, необходимогодля тушения огня. При 25°C концентрацию паров ФК-5-1-12 (Novec 1230)можнодовести до 39% по объему, прежде чем будет достигнуто насыщение. Типичная концентрация,необходимая для тушения пожара, в большинстве ситуаций находится в диапазоне 4-6% объема защищаемойзоны. Такая большая разница между проектной концентрацией и концентрацией насыщения показывает,что конденсация паров происходить не будет. В части электробезопасности у Фторкетона ФК-5-1-12 (Novec 1230) величина относительной диэлектрической  прочности, в 2,3 раза выше, чем у осушенного азота, что позволяет использовать его для защиты электрооборудования с рабочим напряжением до 48 кВ.

При тушениигазовый огнетушащий состав ФК-5-1-12  в большей степени, на 70% использует эффектохлаждения (отбора тепловой энергии у цепной реакции горения, с незначительнымпонижением температуры в защищаемом помещении – не более 2-3°С) и взначительно меньшей степени эффект ингибирования, порядка 30%. Тушение за счет охлаждения, а не вытеснения кислорода исключительно важно при тушении кабеля. При нагревании 1кг пластикатаполивинлхлорида ПВХ выделяется около 600 л дымовых газов, в которых хлористый водород HCl составляет примерно 54-58%. При соединении такого количества паров хлористого водорода с водяным паром образуется 2 л концентрированной (25%) соляной кислоты, которая вызывает коррозию электрических контактов и разрушает оборудование. Выделение хлористого водорода из поливинлхлорида начинается уже при повышении температуры до 100°С, при температуре 210°С –плавится, а при температуре 300°С около 85% хлористого водорода HCl переходит из изоляции кабеля в газообразное состояние. При тушении с использованием у Фторкетона ФК-5-1-12 происходит снижение температуры кабеля и прекращается выделение хлористого водорода. Тушение посредством понижения концентрации кислорода не оказывает никакого влияния на уровень выделения хлористого водорода при перегреве кабеля и не препятствует разрушению изоляции кабеля.

 Классификация автономных систем газового пожаротушения локального применения

Эффективную защиту от возгораний в электрических шкафах обеспечивает автономная системы  газового пожаротушения. Принцип действия установки основан на автономном  срабатывании модуля при обнаружении перегрева в шкафу. Термочувствительная трубка пожаротушения проложена в месте расположения защищаемого оборудования и находится под давлением газового огнетушащего вещества (рис. 2). При повышении температуры до порога срабатывания трубка расплавляется и происходит выпуск ГОТВ непосредственно в область возгорания. Причем длина трубки может достигать 10 м, что позволяет защитить одной системой  FLine одновременно несколько электрических шкафов. Для контроля герметичности системы в дежурном режиме предусмотрен манометр. Наличие шарового крана обеспечивает максимальное удобство монтажа трубки при отсутствии давления в ней. После выпуска газа срабатывает реле давления и сигнал «Пожар» поступает в пожарную систему. Кроме того, система  не требует источников питания и, таким образом, полностью соответствует определению автономной системе пожаротушения согласно ДБН В.2.5-56:2014.

Рассмотрим варианты построения таких систем на примере оборудования серии FLine. По принципу действия системы подразделяются на два типа: прямого действия и непрямого (косвенного) действия. В системе прямого действия выпуск газового огнетушащего вещества производится непосредственно из термочувствительной трубки в месте ее разрушения при нагреве. Причем длина трубки может достигать 10 м, что позволяет защитить одной системой  FLine несколько шкафов. Доступно несколько типов полимерной трубки на различную температуру срабатывания для эксплуатации в различных условиях. В системе непрямого действия для выпуска ГОТВ используется медная трубка с установленным на ее конце насадком. Запуск системы производится приразрушении термочувствительной трубки в случае обнаружения повышения температуры посредством открытия клапана запорно-пускового устройства модуля и выпуска ГОТВ через насадок в защищаемый объем. Максимальная длина медной трубки 3 м, есть  возможность использования двух насадков для тушения двух раздельных отсеков.

F-Line Автономные системы пожаротушения F-Line локального применения

Рис. 2. Конструкция АСШТ F-Line: 1 – баллон с ГОТВ; 2 – термочувствительная трубка;

3 – манометр;4 — шаровой кран; 5 – реле давления

 

Доступно множество комплектаций систем прямого и непрямого действия, отличающихся по расположению модуля (вертикальное или горизонтальное), объему баллона (1 л или 2 л), а также различной дополнительной комплектацией (дополнительные реле давления, манометры).  Определение оптимальной комплектаций системы  FLine производится при рассмотрении технического задания на систему пожаротушения с учетом условий эксплуатации. В качестве огнетушащего вещества используется ГОТВ ФК-5-1-12, находящегося под давлением газа-вытеснителя (осушенный азот).

Автономная система газового пожаротушения АСШТ F-Line локального применения  предназначена для тушения очагов пожаров классов А, В, С по ГОСТ 27331 и электрооборудования, находящегося под напряжением. Система  является полностью автономной и не требует подвода электропитания. Основными объектами защиты системой АСШТ F-Line являются закрытые электротехнические, электрические, серверные и коммуникационные шкафы, а также шкафы управления.

Структура обозначения модуля имеет следующий вид: 

АСШТ F-Line aa b с -d,

где:

      aa-условный типоразмер используемого модуля и количества ГОТВ:

01 -модуль 1л, 1кг ГОТВ; 02 -модуль 2л, 2кг ГОТВ;

      b — тип установки:П — прямого действия; Н — непрямого действия с установленным непосредственно на модуль насадком; Т — непрямого действия с использованием дополнительной трубной разводки и насадка;

      с — наличие на модуле реле давления Р;

      d — горизонтальное исполнение модуля Г.

Например, тип АСШТ F-Line 02ПР-Г означает модуль 2л прямого действия с реле давления, горизонтальный.

Дополнительно к модулю можно приобрести следующие комплектующие: реле давления, индикаторы давления (устанавливаются в виде оконечных устройств трубки обнаружения), кронштейны крепления модуля, насадки для выпуска ГОТВ, медную трубку для прокладки трубопроводной сети,фитинги для медной трубки,трубки обнаружения на различные температуры срабатывания (FLineTube 100, FLineTube 150, FLineTube 400), фитинги и крепежные элементы для трубки обнаружения, а также готовые комплекты трубки обнаружения с фитингами для использования в установках прямого действия (F-100-2, F-100-5, F-100-10, F-150-2,F-150-5,F-150-10,F-400-2,F-400-5,F-400-10(100/150/400 — тип трубки обнаружения; 2/5/10 — длина трубки в метрах). В каждый комплект входит минимально необходимое количество фитингов для присоединения трубки к модулю и последующего использования системы.

 

Основные технические параметры систем АСШТ FLine

 

 
Максимальный объем, защищаемый установкой:  
 — АСШТ FLine 01 (различных исполнений) 1,3 м3
 — АСШТ FLine 02 (различных исполнений) 2,6 м3
 
Количество ГОТВ в модуле:  
 — АСШТ FLine 01 (различных исполнений) 1 кг
 — АСШТ FLine 02 (различных исполнений) 2 кг
 
Номинальное давление в модуле (при температуре 20°С) 18 бар
Рабочее давление в модуле (при температуре 50°С) 21 бар
 
Температура эксплуатации модуля от минус 40 до +50°С
 
Температура эксплуатации трубки:  
 —FLineTube 100 от минус 20 до 60°С
 — FLineTube 150 от минус 50 до 110°С
 — FLineTube 400 от минус 60 до 250°С
 
Температура срабатывания трубки:  
 — FLineTube 100 ~ 110°С
 — FLineTube 150 ~ 170°С
 — FLineTube 400 ~ 370°С
 
Максимальная длина подключаемой трубки 10 м
 
Срок службы модуля не менее 10 лет
 
Срок службы трубки FLineTube 10 лет
 

 

 

Конструкция систем АСШТ F-Line обеспечивает работоспособность в тяжелых условиях эксплуатации, в запыленных средах и в различных климатических условиях.

Похожие статьи