9.1. Вимоги пожежної безпеки до електросилових установок

Вимоги до улаштування електросилових установок приведено в розділі 5 ПУЕ.

Електромашинні приміщення. Силові електроустановки, як правило, розміщуються в електромашинних приміщеннях. Електромашинними приміщеннями (ЕМП) називаються приміщення, в яких спільно можуть бути встановлені електричні генератори, обертові або статичні перетворювачі, електродвигуни, трансформатори, розподільні пристрої, щити й пульти керування, а також допоміжне устаткування, що належить до них, і обслуговування яких здійснюється кваліфікованим персоналом. 

ЕМП за вибухопожежною та пожежною небезпекою за НАПБ Б.03.002 відносяться до категорії Г.

Компонування ЕМП на всіх відмітках має допускати зручне транспортування і монтаж устаткування. У підвалі ЕМП, за його довжини більше 100 м, повинні бути передбачені проїзди для електрокарів або транспортних візків. 

Відстань у просвіті між елементами устаткування, що транспортуються, й елементами будівлі або устаткування повинна бути не менше 0,3 м по вертикалі та 0,5 м по горизонталі. 

Безпосередньо в ЕМП допускається відкрито встановлювати: 

1. Оливонаповнені пускові та пускорегулювальні пристрої для електричних машин напругою до і вище 1 кВ (автотрансформатори, реактори, реостати тощо) за маси оливи до 600 кг. 

2. Трансформатори потужністю до 1,6 MBА, автотрансформатори, вимірювальні трансформатори та інші апарати з масою оливи до 2 т, які мають підвищену міцність баків і ущільнення, що виключають протікання оливи, а також (для трансформаторів і автотрансформаторів) газовий захист або реле тиску, що працює на сигнал. 

Допускається спільна установка групи, що складається не більш ніж з двох вказаних трансформаторів (апаратів), за відстані між окремими групами не менше 10 м у просвіті. 

3. Трансформатори – сухі або наповнені негорючими рідинами без обмеження потужності та кількості. 

4. Металеві комплектні розподільні установки, підстанції до 1 кВ і вище, батареї конденсаторів або окремі конденсатори. 

5. Акумуляторні батареї закритого типу за умови влаштування витяжного пристрою або пристрою для заряджання у спеціальних приміщеннях чи шафах. 

6. Напівпровідникові перетворювачі. 

7. Щити керування, захисту, вимірювання, сигналізації, а також щити блоків і станцій керування зі встановленими на них апаратами, що мають на лицьовій або задній стороні відкриті струмовідні частини. 

8. Неізольовані струмопроводи до 1 кВ і вище. 

9. Устаткування охолодження електричних машин. 

ЕМП повинні бути обладнані телефонним зв’язком і пожежною сигналізацією, а також іншими видами сигналізації, які потрібні за умовами роботи. 

При розташуванні в ЕМП оливонаповненого електроустаткування в закритих камерах з викочуванням усередину ЕМП маса оливи в устаткуванні, встановленому в одній камері або у групі суміжних камер, має бути не більше 6,5 т, а відстань у просвіті між двома камерами або групами камер – не менш  50 м. 

Якщо ця відстань не може бути витримана або якщо маса оливи в одній камері або у групі суміжних камер більше 6,5 т, то оливонаповнене електроустаткування має розміщуватися в камерах з викочуванням назовні або в коридор, спеціально призначений для цієї мети, або у виробниче приміщення категорії Г або Д  за вибухопожежною та пожежною небезпекою за НАПБ Б.03.002.

Електричні світильники в ЕМП не слід розташовувати над відкритими шинами розподільних установок і відкритими струмопроводами. Електричні світильники, що обслуговуються з підлоги, не слід розташовувати над обертовими машинами. 

Устаткування централізованих систем змащення, у тому числі призначеної тільки для електричних машин, слід встановлювати поза ЕМП. 

Для ЕМП повинні бути передбачені заходи  щодо видалення надлишкової теплоти, яка виділяється електричними машинами, резисторами й апаратурою. 

Температура повітря в ЕМП, у яких працюють люди, повинна відповідати санітарним нормам. 

Приміщення відкритої акумуляторної батареї та конденсаторної установки, розташовані усередині ЕМП, повинні мати окремі системи вентиляції. 

У вентиляційних камерах і каналах санітарно-технічної вентиляції прокладка кабелів і проводів не дозволяється. Допускається тільки перетинання камер і каналів проводами й кабелями, прокладеними у сталевих трубах. 

У камерах і каналах вентиляції електричних машин допускається прокладка проводів і кабелів з оболонками з вогнетривких важкогорючих   
матеріалів, а також неізольованих шин. Установлювати у вентиляційних каналах і камерах машин кабельні муфти та інше електроустаткування не допускається. 

Генератори та синхронні компенсатори. Конструкцію і принцип дії генераторів та синхронних компенсаторів розглянуто при вивченні теми 5. 

Генератори, синхронні компенсатори та їх допоміжне устаткування, що встановлюються на відкритому повітрі, повинні мати спеціальне виконання. 

Конструкція генераторів і синхронних компенсаторів має забезпечувати їх нормальну експлуатацію протягом 20-25 років з можливістю заміни деталей, що зношуються й ушкоджуються, та вузлів за допомогою основних вантажопідйомних механізмів і засобів малої механізації без повного розбирання машини. 

Конструкціями гідрогенератора і системи його водопостачання має бути передбачено можливість повного видалення води і відсутності застійних зон при ремонті в будь-яку пору року. 

Панелі керування, релейного захисту, автоматики, збудження і безпосереднього водяного охолодження гідрогенератора мають, як правило, розміщуватися в безпосередній близькості від нього. 

Турбогенератори і синхронні компенсатори можуть мати повітряне, водяне або водневе охолодження. Найбільшу небезпеку являють собою турбогенератори і синхронні компенсатори з водневим охолодженням.

Турбогенератори і синхронні компенсатори з водневим охолодженням мають бути обладнані: 

1. Установкою централізованого постачання воднем з механізацією вантаження й розвантаження газових балонів, газопроводами підживлення газом і приладами контролю за параметрами газу (тиск, чистота тощо) в генераторі та синхронному компенсаторі. 

Для подачі водню від газових резервуарів до машинного залу передбачається одна магістраль (якщо у цьому є потреба, можуть бути прокладені дві). Схема газопроводів виконується кільцевою секціонованою. Для синхронних компенсаторів виконується одна магістраль. 

Для запобігання утворенню вибухонебезпечної газової суміші на живлячих водневих лініях і на лініях подачі повітря має бути забезпечено можливість створення видимих розривів перед турбогенератором і синхронним компенсатором. 

2. Установкою централізованого постачання інертним газом (вуглекислим газом або азотом) з механізацією вантаження і розвантаження газових балонів для витіснення водню або повітря з генератора (синхронного компенсатора), для продування і гасіння пожежі в головному масляному баку турбіни, в опорних підшипниках генератора і в струмопроводах.

3. Основним, резервним, а турбогенератори, крім того, й аварійним джерелами оливопостачання водневих ущільнень, демпферним баком для 

живлення торцевих ущільнень оливою протягом часу, необхідного для аварійного зупину генератора зі зривом вакууму турбіни, для турбогенераторів потужністю 60 МВт і більше. Резервне й аварійне джерела оливопостачання повинні автоматично включатися в роботу при відключенні робочого джерела оливопостачання, а також за зниження тиску оливи. 

4. Автоматичними регуляторами тиску оливи на водневих ущільненнях турбогенераторів. У схемі оливопостачання обхідні вентилі регуляторів повинні бути регульованими, а не запірними – для виключення стрибків тиску оливи при переходах з ручного регулювання на автоматичне і назад. 

5. Пристроями для осушення водню, включеними в контур циркуляції водню в генераторі або синхронному компенсаторі. 

6. Попереджувальною сигналізацією, що діє при несправностях газооливної системи водневого охолодження і відхиленні її параметрів (тиск, чистота водню, перепад тиску олива-водень) від заданих значень. 

7. Контрольно-вимірювальними приладами і реле автоматики для контролю та керування газо-оливною системою водневого охолодження; при цьому не допускається розміщення газових і електричних приладів на одній закритій панелі. 

8. Вентиляційними установками в місцях скупчення газу головного оливного бака, масляних камер на зливі, основних підшипників турбогенератора тощо. 

У фундаментах турбогенераторів і синхронних компенсаторів не повинно бути замкнутих просторів, у яких можливе скупчення водню. За наявності об’ємів, обмежених будівельними конструкціями (балки, ригелі тощо), в яких можливе скупчення водню, з найбільш високих точок цих об’ємів необхідно забезпечити вільний вихід водню вгору (наприклад, шляхом закладки труб). 

9. Дренажними пристроями – для зливу води й оливи з корпуса. 

Система дренажу має виключати можливість перетікання гарячого газу у відсіки холодного газу. 

10. Покажчиком появи рідини в корпусі турбогенератора (синхронного компенсатора). 

11. Джерелом стиснутого повітря з надлишковим тиском не менше 0,2 МПа з фільтром і осушувачем повітря. 

Генератори та синхронні компенсатори з розімкнутою системою повітряного охолодження й гідрогенератори потужністю 1 МВт і більше з частковим відбором повітря для опалювання мають бути забезпечені фільтрами для очищення повітря, що входить до них ззовні, а також пристроями для швидкого припинення його подачі у випадку займання генератора або синхронного компенсатора. 

Для генераторів і синхронних компенсаторів із замкнутою системою повітряного охолодження мають бути виконані наступні заходи: 

1. Камери холодного і гарячого повітря повинні мати щільно засклені оглядові люки, що зачиняються. 

2. Двері камер холодного і гарячого повітря мають бути сталевими, такими, що щільно зачиняються, відкриваються назовні й мають обладнуватися самозамикальними замками, що повинні відмикатися без ключа зсередини камер. 

3. Усередині камер холодного і гарячого повітря має бути обладнане освітлення з вимикачами, винесеними назовні. 

4. Короби гарячого повітря, а також конденсатори і водопроводи парових турбін, якщо вони містяться в камерах охолодження, мають покриватись тепловою ізоляцією задля уникнення підігріву холодного повітря і конденсації вологи на поверхні труб. 

5. У камерах холодного повітря повинні бути влаштовані кювети для видалення води, що сконденсувалася на повітроохолоджувачах. Для турбогенераторів кінець труби, що виводить воду в дренажний канал, має забезпечуватися гідравлічним затвором; при цьому рекомендується установка пристрою сигналізації, що реагує на появу води у зливній трубі. 

6. Корпус, стики, повітровід та інші ділянки мають бути ретельно ущільнені для запобігання потрапляння повітря в замкнуту систему вентиляції. У дверях камер холодного повітря турбогенераторів і синхронних компенсаторів має бути виконане організоване присисання повітря через фільтр, який установлюється в області розрідження (після повітроохолоджувача). 

7. Стіни камер і повітряних коробів повинні бути щільними; їх (стіни) обов’язково покривають світлою, такою, що не підтримує горіння фарбою або фанерують глазурованими плитками чи пластиковим покриттям, що не підтримує горіння. Підлоги камер і фундаменти повинні мати покриття, що не допускає утворення пилу (наприклад, цементне з мармуровою крихтою, з керамічної плитки). 

Генератори й синхронні компенсатори з водяним охолодженням обмоток мають бути обладнані: 

1. Трубопроводами подачі і зливу дистиляту, виконаними з матеріалів, стійких до дії корозії. 

2. Основним і резервним насосами дистиляту. 

3. Механічними, магнітними та іонітними фільтрами дистиляту і пристроями для очищення дистиляту від газових домішок. Дистилят не повинен містити домішок солей та газів. 

4. Розширювальним баком із захистом дистиляту від зовнішнього середовища. 

5. Основним і резервним теплообмінниками для охолодження дистиляту. 

Як первинна охолоджувальна вода в теплообмінниках має застосовуватися: для гідрогенераторів і синхронних компенсаторів – технічна вода, для турбогенераторів – конденсат від конденсатних насосів турбіни і як резерв – технічна вода від циркуляційних насосів газоохолоджувачів генераторів. 

6. Попереджувальною сигналізацією і захистом, що діє при відхиленнях від нормального режиму роботи системи водяного охолодження. 

7. Контрольно-вимірювальними приладами і реле автоматики для контролю та керування системою водяного охолодження. 

8. Пристроями виявлення витоку водню у тракт водяного охолодження обмоток статора. 

9. Контрольними трубками з кранами, виведеними назовні з вищих точок зливного і напірного колекторів дистиляту, для видалення повітря із системи водяного охолодження обмотки статора під час заповнення її дистилятом. 

У турбогенераторів потужністю 3 МВт і більше підшипники з боку, протилежного турбіні, підшипники збудника і водневі ущільнення повинні бути електрично ізольовані від корпуса й оливопроводів. 

Конструкція ізольованого підшипника і водневих ущільнень має забезпечувати проведення періодичного контролю їх ізоляції під час роботи агрегату. У синхронного компенсатора підшипники повинні бути електрично ізольовані від корпуса компенсатора й оливопроводів. У синхронного компенсатора з безпосередньо приєднаним збудником допускається ізоляція тільки одного підшипника (з боку, протилежного збуднику). 

У гідрогенераторів підп’ятники і підшипники, розташовані над ротором, повинні бути електрично ізольовані від корпуса. 

Розміри машинного залу генераторів і синхронних компенсаторів мають вибиратися з урахуванням: 

1) можливості монтажу і демонтажу агрегатів без зупину працюючих aгpeгaтів; 

2) застосування кранів зі спеціальними, переважно жорсткими, захоплювальними пристроями, що дозволяють повністю використовувати хід крана; 

3) відмови від підіймання й опускання краном окремих довгих, але відносно легких деталей агрегату (штанги, тяги) з їх монтажем спеціальними підйомними пристроями; 

4) можливості розміщення вузлів і деталей під час монтажу й ремонту агрегату. 

Турбогенератори й синхронні компенсатори з повітряним охолодженням і гідрогенератори повинні мати пристрої для гасіння пожежі водою. Допускається також застосування інших пристроїв. 

На гідрогенераторах автоматизованих гідростанцій, а також на синхронних компенсаторах з повітряним охолодженням, установлених на підстанціях без постійного чергування персоналу, пожежогасіння має проводитися автоматично. Уведення в дію запірних пристроїв впускання води в машину здійснюється або безпосередньо від диференціального захисту, або при одночасному спрацьовуванні диференціального захисту і спеціальних сповіщувачів пожежогасіння. 

Підведення води має бути виконане так, щоб повністю виключити можливість просочування води до генератора і синхронного компенсатора в експлуатаційних умовах. 

Для гасіння пожежі в турбогенераторах і синхронних компенсаторах з водневим охолодженням при роботі машини на повітрі (період налагодження) повинна бути передбачена можливість використання вуглекислотної (азотної) установки. 

Електродвигуни та їх комутаційні апарати. Для привода робочих машин основним типом привода є електропривод. 

Електроприводом називається частина машинного пристрою, що складається з електродвигуна, передавального механізму до робочої машини й апаратів керування двигуном (комутаційних апаратів). Виділяють груповий, однодвигунний і багатодвигунний електроприводи. 

При однодвигунному приводі кожна машина приводиться в рух від окремого електродвигуна. У тому випадку, коли різні механізми однієї й тієї ж машини приводяться в рух від окремих електродвигунів, привод називається багатодвигунним. Однодвигунний і багатодвигунний приводи виключають недоліки групового привода і дозволяють у кожному конкретному випадку підібрати найбільш придатний двигун, дають можливість спростити механічну частину виробничої машини, полегшити керування й у ряді випадків набагато збільшити продуктивність праці. Тому найбільш вдосконаленими вважаються однодвигунний і багатодвигунний електроприводи.

Конструкцію і принцип дії електродвигунів та їх комутаційних апаратів розглянуто при вивченні теми 5. 

Електродвигуни та їх комутаційні апарати слід вибирати й установлювати таким чином і в необхідних випадках оснащувати такою системою охолодження, щоб їх температура при роботі не перевищувала припустимої. 

Електродвигуни та апарати необхідно встановлювати так, щоб вони були доступні для огляду і заміни, а також, по змозі, для ремонту на місці установки. 

Частини електродвигунів і обертові частини, що з’єднують електродвигуни з механізмами (муфти, шківи), повинні мати захисні засоби від випадкових доторкань. 

Електродвигуни та їх комутаційні апарати мають бути заземлені. 

Електричні та механічні параметри електродвигунів (номінальні потужність, напруга, частота обертання, відносна тривалість робочого періоду, пусковий, мінімальний, максимальний моменти, межі регулювання частоти обертання тощо) повинні відповідати параметрам механізмів, що приводяться ними у всіх режимах їх роботи в даній установці. 

Для привода механізмів, що не потребують регулювання частоти обертання, незалежно від їх потужності рекомендується застосовувати електродвигуни синхронні або асинхронні з короткозамкненим ротором. 

Для привода механізмів, що мають важкі умови пуску чи потребують зміни частоти обертання, слід застосовувати електродвигуни з найбільш простими й економічними методами пуску або регулювання частоти обертання, можливими в даній установці. 

Електродвигуни постійного струму допускається застосовувати тільки в тих випадках, коли електродвигуни змінного струму не забезпечують необхідних характеристик механізму або є неекономічними. 

Виконання (марка вибухозахисту або ступінь захисту оболонки) електродвигунів повинне відповідати умовам навколишнього середовища. 

Електродвигуни, що встановлюються у приміщеннях з нормальним середовищем, як правило, повинні мати виконання IP00 або IP20. 

Електродвигуни, що встановлюються на відкритому повітрі, повинні мати виконання не менше IP44 або спеціальне, що відповідає умовам їх роботи (наприклад, для відкритих хімічних установок, для особливо низьких температур). 

Електродвигуни, що встановлюються в запилених приміщеннях, де можливе осідання на їх обмотках пилу та інших речовин, які порушують природне охолодження, повинні мати виконання не менше IP44 або продувне з підведенням чистого повітря. Корпус продувного електродвигуна, повітроводи і всі з’єднання та стики мають бути ретельно ущільнені для запобігання присисання повітря в систему вентиляції. 

При виконанні продувного електродвигуна рекомендується передбачати засувки для запобігання всмоктуванню навколишнього повітря при зупині електродвигуна. Підігрів зовнішнього (холодного) повітря не потрібний. 

Електродвигуни, що встановлюються в місцях сирих або особливо сирих, повинні мати виконання не менше IP43 та ізоляцію, розраховану на дію вологи і пилу (зі спеціальною обмазкою, вологостійку тощо). 

Електродвигуни, що встановлюються в місцях з хімічно активними парами або газами, повинні мати виконання не менше IP44 або продувні з підведенням чистого повітря. Допускається також застосування електродвигунів виконання не менше IP33, але з хімічно стійкою ізоляцією та із закриттям відкритих неізольованих струмовідних частин ковпаками або іншим способом. 

Для електродвигунів, що встановлюються у приміщеннях з температурою повітря понад плюс 40 ºС, необхідно вживати заходів, що виключають можливості їх неприпустимого нагрівання (наприклад, примусова вентиляція з підведенням охолоджувального повітря, зовнішнє обдування тощо). 

Електродвигуни необхідно вибирати і встановлювати так, щоб запобігти  можливості потрапляння на їх обмотки і струмознімні пристрої води, оливи, емульсії тощо, а вібрація устаткування, фундаментів і частин будівлі не перевищувала допустимих значень. 

Електродвигуни й апарати, за винятком тих, що мають ступінь захисту оболонки не менше IP44, а резистори і реостати – всіх виконань повинні встановлюватись на відстані не менше 1 м від конструкцій будівель, виконаних із горючих матеріалів. 

Комутаційні апарати в колах електродвигунів повинні відключати від мережі одночасно всі провідники, що знаходяться під напругою.

На корпусах апаратів керування і роз’єднуючих апаратах мають бути нанесені чіткі знаки, що дозволяють легко розпізнавати увімкнене і вимкнене положення рукоятки керування апаратом. У випадках, коли оператор не може визначити за станом апарата керування, увімкнено чи вимкнено головне коло  електродвигуна, рекомендується передбачати світлову сигналізацію. 

Комутаційні апарати повинні бути стійкими до розрахункових струмів КЗ. Комутаційні апарати за своїми електричними і механічними параметрами повинні відповідати характеристикам приводного механізму у всіх режимах його роботи в цій установці. 

Пуск асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором і синхронних електродвигунів проводиться, як правило, безпосереднім включенням у мережу (прямий пуск). У разі неможливості прямого пуску слід застосовувати пуск через реактор, трансформатор або автотрансформатор. В особливих випадках допускається здійснювати пуск з підйомом частоти мережі з нуля. 

Для захисту електродвигунів від КЗ мають застосовуватися плавкі запобіжники або автоматичні вимикачі. 

Номінальні струми плавких вставок запобіжників і розчіплювачів автоматичних вимикачів необхідно вибирати так, щоб забезпечувалося надійне відключення КЗ на затискачах електродвигуна і разом з тим щоб електродвигуни при нормальних для даної електроустановки стрибках струму (піках технологічних навантажень, пускових струмах, струмах самозапуску тощо) не вимикалися цим захистом. Із цією метою для електродвигунів механізмів з легкими умовами пуску відношення пускового струму електродвигуна до номінального струму плавкої вставки має бути не більше 2,5, а для електродвигунів механізмів із важкими умовами пуску (велика  тривалість розгону, часті пуски тощо) це відношення має дорівнювати 2,0-1,6. 

Допускається здійснення захисту від КЗ одним загальним апаратом для групи електродвигунів за умови, що цей захист забезпечить термічну стійкість пускових апаратів і апаратів захисту від перевантажень, застосованих у колі кожного електродвигуна цієї групи. 

Захист електродвигунів від перевантаження слід встановлювати у випадках, коли можливе перевантаження механізму з технологічних причин, а також у випадках, коли за особливо важких умов пуску чи самозапуску необхідно обмежити тривалість пуску за зниженої напруги. Захист має виконуватися з витримкою часу і може здійснюватися тепловим реле або іншими пристроями. 

Захист від перевантаження повинен діяти на вимкнення, на сигнал або на розвантаження механізму, якщо розвантаження є можливим. 

Застосування захисту від перевантаження не є необхідним для електродвигунів з повторно-короткочасним режимом роботи. 

Для синхронних електродвигунів захист від асинхронного режиму здійснюється, як правило, за допомогою захисту від перевантаження за струмом статора. 

Спеціальні види захисту від роботи на двох фазах допускається застосовувати як виняток на електродвигунах, що не мають захисту від перевантаження, для яких існує підвищена ймовірність втрати однієї фази, що веде до виходу електродвигуна з ладу з тяжкими наслідками.