Исследование пожарной опасности бытовых электрических нагревательных приборов и ламп накаливания

Цель работы

Экспериментальное исследование пожарной опасности бытовых электронагревательных приборов и ламп накаливания.

Программа работы.

1. Исследование пожарной опасности электрических утюгов.

2. Исследование пожарной опасности ламп накаливания.

Основные теоретические сведения по работе

Статистика показывает, что пожары от бытовых электронагревательных приборов происходят довольно часто и составляют приблизительно треть от общего количества пожаров, происходящих от электрооборудования. Анализ пожаров и загораний от электронагревательных приборов показывает, что наибольшее количество их происходит из-за неправильного устройства и нарушений правил эксплуатации: утюгов – 41%; электропечей и электрокаминов – 41%; электроплиток – 10,9%; электрочайников и электрокипятильников – 3,1%; других электроприборов – 4%.

Пожарную опасность представляют и лампы накаливания. Это обусловлено тем, что температура на колбах ламп накаливания может достигать значительных величин. Например, при работе газонаполненной лампы накаливания мощностью 200 Вт температура наружной стенки колбы по ее высоте при вертикальной подвеске распределяется следующим образом: около цоколя – 110^оС, на середине высоты – 140^оС, в нижней части колбы – 80^оС.

На рис. 17 приведены графики распределения температуры на поверхности колбы для ламп накаливания разной мощности.

Рис. 17. Графики распределения температуры на поверхности колбы для ламп накаливания (цифры у кривых означают мощность лампы, Вт)

Наличие воздушного промежутка между лампой и каким-либо предметом уменьшает его нагрев. Если же колба лампы накаливания соприкасается с материалом, имеющим небольшой коэффициент теплопроводности, или заключена в небольшом замкнутом объеме, при котором ограничен воздухообмен, то возможен сильный нагрев колбы. Опыты показали, что лампа накаливания мощностью 100 Вт, обернутая хлопчатобумажной тканью и включенная в сеть в горизонтальном положении за одну минуту нагрелась до 70^оС, за две минуты – до 130^оС, за пять минут – до 340^оС, после чего ткань начала обугливаться и тлеть.

Основными причинами пожаров от электронагревательных приборов являются:

- тепловое воздействие нагревательных элементов, в условиях ограниченного теплоотвода, на горючие материалы и предметы;

- перегрев приборов из-за их конструктивных недостатков или по причине оставления их включенными на продолжительное время без присмотра;

- короткие замыкания соединительных шнуров из-за механического повреждения изоляции токопроводящих жил, старения изоляции.

Снижение пожарной опасности бытовых электронагревательных приборов может достигаться за счет улучшения качества их изготовления, устранения конструктивных недостатков, улучшения качества ремонта и строгого соблюдения правил эксплуатации.

Методика оценки пожарной опасности бытовых электронагревательных приборов предусматривает проведение электрических и тепловых испытаний. При электрических испытаниях производится проверка электрической прочности изоляции и величины допустимых токов утечки. Тепловые испытания включают определение температуры нагрева окружающих нагревательные приборы поверхностей в нормальном и аварийном режимах.

При испытаниях утюгов измеряют температуру опорной поверхности под подошвой утюга.

Измерение температуры нагрева поверхностей колб электрических ламп накаливания производится с помощью термопар.

В лабораторной работе № 4 исследование пожарной опасности электрических утюгов и электрических ламп накаливания производится на специальном стенде, общий вид которого показан на рис. 18, а его электрическая схема приведена на рис. 19.

Ниже дается описание устройства и работы основных составных частей стенда.

Тумблер 1 “вкл. общ.” предназначен для включения общего питания. Для индикации включенного состояния стенда служит светодиод зеленого цвета, расположенный над тумблером 1. Напряжение сети измеряется вольтметром 2, предельное значение шкалы которого равно 250 В переменного напряжения.

Температура нагретых участков исследуемых устройств измеряется поочередно цифровым термометром 3.

Для включения лампы накаливания 4 мощностью 40 Вт служит тумблер 5 “вкл.”. При этом остальные тумблеры должны быть отключены. Включенное состояние лампы 4 индицируется светодиодом зеленого цвета, находящимся над тумблером 5. Второй контактной группой этого же тумблера термопара 6, соприкасающаяся с верхней точкой колбы лампы 4, подключается к измерительному входу термометра 3.

Рис. 18. Общий вид стенда.

Для включения лампы накаливания 7 мощностью 75 Вт служит тумблер 8 “вкл.”, а для включения лампы накаливания 10 мощностью 100 Вт – тумблер 12 “вкл.”. Индикация включенного состояния этих ламп осуществляется светодиодами, расположенными над соответствующими тумблерами. Амперметр 9 “ток лампы” служит для измерения тока, потребляемого включенной лампой, предельное значение шкалы амперметра равно 0,5 А переменного тока.

Для включения утюга 13 тумблер 14 “вкл.” Переключают в верхнее положение. При этом включается светодиод зеленого цвета, расположенный над этим тумблером, а на бытовую розетку 15 подается сетевое напряжение. Утюг штатным шнуром с вилкой включают в эту розетку. Амперметр 16 “ток утюга” измеряет ток, потребляемый исследуемым утюгом, предельное значение шкалы амперметра равно 7,5 А переменного тока.

Рис. 19 Электрическая принципиальная схема стенда

Для предотвращения одновременного включения двух или более нагрузочных устройств предусмотрена логическая взаимосвязь между тумблерами 5, 6, 12 и 14. Высшим приоритетом по отношению к остальным обладает тумблер 14. При его включении не подается питание к тумблерам 5, 8 и 10. Ниже приоритет тумблера 5, которым включается лампа 4 при отключенном тумблере 14. Еще ниже приоритет тумблера 8, которым включается лампа 7 только при отключенных тумблерах 5 и 14. Тумблер 12 лишен приоритета – этим тумблером включают лампу 10 при отключенных тумблерах 5, 8 и 14. Та же логика используется при измерении температуры – термометр измеряет температуру только того устройства, которое включено в настоящее время (светится его светодиод).

Для зануления корпуса стенда служит винт 17.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Снять температурную характеристику на опорной поверхности под подошвой утюга. Результаты измерений занести в таблицу 6.

Таблица 6

Время нагрева, мин
Температура, оС

2. Измерить температуры (поочередно) на поверхности колбы ламп накаливания 4, 7 и 10. Результаты измерений занести в таблицу 7.

Таблица 7

Время нагрева, мин
Температура колбы, оС

Содержание отчета

1. Таблицы 6 и 7 с результатами измерений.

2. Графики изменения температур.

3. Выводы по работе.

4. ответы на следующие вопросы:

- в чем заключается пожарная опасность бытовых электронагреватель-ных приборов?

- перечислите основные причины пожаров от электронагревательных приборов?

- перечислите основные противопожарные мероприятия, которые должны выполняться при эксплуатации бытовых электронагревательных приборов.

Приложение