Пятница, 18.01.2019, 21:19
Приветствую Вас Гость | Регистрация | Вход

ТЕХНОИЗЛУЧЕНИЕ - неформальный сайт сотрудников ИстраВНИИЭТО

Меню сайта
Форма входа
Категории раздела
Мои статьи [9]
По материалам публикаций [1]
В данном разделе представлены либо оригиналы публикаций, либо выдержки и фрагменты из них.
Поиск
Статистика
Free counters!


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Каталог статей

Главная » Статьи » Мои статьи

Электрокотлы ЭОВ: применение УЗО в целях пожарной безопасности.

      Электрокотлы ЭОВ: применение УЗО в целях пожарной безопасности.

     Электрокотлы типа ЭОВ нашли широкое применение для обогрева бытовых и производственных помещений, дач и коттеджей. Имеются модификации электрокотлов для сети 220 В (ЭОВ 4/2 и ЭОВ 6/3), и для  трехфазной сети 380 В (ЭОВ 6/3, ЭОВ 9/4,5, ЭОВ 15/9/6 и ЭОВ 18/9). Нагревательные блоки электрокотлов состоят из комбинации тэнов мощностью 2 кВт и 3 кВт. При трехфазном питании нагреватели соединены по схеме "звезда", или между двумя питающими фазами при последовательном соединении двух тэнов. Электрокотлы достаточно надежны в работе.
               






   Нагревательный блок для ЭОВ 18/9
   и ЭОВ 15/9/6


  В данной работе приведены результаты испытаний при аварийных пожароопасных режимах эксплуатации электрокотлов ЭОВ. Терморегуляторы находились в замкнутом положении (имитация их неисправного состояния, или полного отсутствия). Теплоноситель (вода) в системе отсутствовала.

     Подобные ситуации реально могут происходить у потребителей, например:
     - во время неудачного пробного пуска электрокотла, когда не было проверено, была ли полностью заполнена система отопления теплоносителем;
     - в условиях ограниченной циркуляции, когда не были удалены воздушные пузыри;
     - если теплоноситель по какой либо причине вытек из отопительной системы, например, в случае образования свища в отопительной системе.
    
     Температура нагрева корпуса электрокотла при таких экстремальных условиях возрастает до пожароопасных значений. Обнаружено, что даже в случае использования УЗО температура корпуса достигает величины 450-470 градусов Цельсия (см. таблицы 1 и 2 ниже). Возрастающий ток утечки в нагревателях приводит к срабатыванию УЗО и отключению питающего напряжения. Вероятность пожара, естественно, уменьшается при использовании УЗО.
     
     Если УЗО не установлено, а используется только автоматический выключатель как устройство защиты, то температура корпуса электрокотлов будет продолжать повышаться до 600 -700 градусов Цельсия и выше и поддерживаться высокой в течение длительного времени. Краска на корпусе обгорит, цвет корпуса от нагрева может стать красным или оранжевым. Возможны возгорания рядом расположенных предметов.

     Время срабатывания УЗО.
     Ниже в таблицах 1 и 2 приведены результаты измерений времени срабатывания УЗО и температуры на корпусе электрокотлов при описанных выше аварийных ситуациях, то есть при работе без теплоносителя. Перечислены варианты мощностей от 2 до 18 кВт.

     Таблица 1.
Температура на корпусе электрокотлов ЭОВ с питанием от сети 220 В и время срабатывания УЗО в случае отсутствия теплоносителя.

 Мощность
 нагревательного   
 блока,
  кВт
 Подключенные 
 тэны
 в блоке,
  кВт
 Время
 срабатывания  
 УЗО, (в мин)
 Температура  
 корпуса 
 котла  после
 срабатывания 
 УЗО,
 (в градусах
 Цельсия)
      2         2   50-70   400-450
      3         3   10-15   400-480
      4        2+2   20-30   450-480
      6        2+2+2   8-12   430-450
      6        3+3   3-6   270-350

 


      Таблица 2.
Температура на корпусе электрокотлов ЭОВ с питанием от трехфазной сети 380 В и время срабатывания УЗО в случае отсутствия теплоносителя.

 

 

 Мощность
 нагревательного   
 блока, кВт
 Подключенные 
 тэны 
 в блоке,
  кВт
 Время
 срабатывания  
 УЗО, (в мин)
 Температура  
 корпуса 
 котла  после
 срабатывания 
 УЗО,
  (в градусах
 Цельсия)
        6        2+2+2    15-20   430-450
        7        2+2+3    3-4   440-470
        9        3+3+3    2-6   440-460
       13,5        3+3+3
       2+2
   2-4   450-470
       15        3+3+3
       2+2+2
   2-4   450-470
       18        3+3+3
       3+3+3
   1,5-3,5   450-480


     Из данных, приведенных в таблицах 1 и 2 следует, что:
  * Минимальное время срабатывания УЗО при работе в сети трехфазного тока 380 В было зафиксировано для нагревательного блока мощностью 18 кВт.
   * Минимальное время срабатывания УЗО при работе от сети 220 В было в случае испытания нагревательного блока  мощностью 6 кВт с двумя тэнами по 3 кВт.

     Ток утечки ТЭН.
     Измерение тока утечки ТЭН позволяют получить дополнительную информацию.
     Ниже приведены  графики зависимостей тока утечки от времени между включением нагревательных блоков ТЭН и срабатыванием УЗО при мощности 9 кВт (рисунок 1), 15 и 18 кВт (рисунок 2).

         
    Рисунок 1. Ток утечки блока ТЭН при мощности 9 (3+3+3) кВт.
Подключение - к трехфазной сети 380 В.  Испытание - без теплоносителя. Срабатывание УЗО - через 4,25 мин (стрелка вниз от максимума). Всплеск тока утечки при 2,25 мин был вызван, видимо, процессами перераспределения влаги в тэнах.

Ток утечки блоков ТЭН
     Рисунок 2.  Токи утечки блоков ТЭН при мощности 15 - 18 кВт.
1 - блок ТЭН на 18 кВт с невысокими допустимыми значениями сопротивления изоляции и напряжения пробоя (старый блок); 2 - блок ТЭН на 18 кВт с высокими значениями сопротивления изоляции и напряжения пробоя (недавно изготовленный блок); 3 - блок ТЭН на 15 кВт.

          Ток утечки блока ТЭН на 6 кВт  
      Рисунок 3. Ток утечки для блока ТЭН при мощности 6 (2+2+2) кВт при работе  в однофазной сети 220 В (кривая 1) и при работе в трёхфазной сети 380 В (кривая 2). Срабатывание УЗО через 12 мин и 21 мин после включения, соответственно.

В данном случае были испытаны одни и те же тэны. Только в первом случае они были соединены параллельно, в во втором - по схеме "звезда".

     Нужно отметить, что при обычных условиях эксплуатации электрокотлов с теплоносителем (водой) токи утечки довольно малы. Для только что изготовленных жлектрокотлов они не более 0,1 мА. Если нагреватель длительное время не функционировал, или эксплуатировался много лет, то токи утечки возрастают.

     Заключение по испытаниям.
     Испытания показали, что:
   * электрокотлы, оснащенные нагревательными блоками с тэнами по 2 кВт (ЭОВ 4/2 при питании от сети 220 В, ЭОВ 6/3 при питании от сети 380 В) при включении без теплоносителя отключаются устройством защитного отключения УЗО в течение длительного времени (до и более часа).
   * электрокотлы оснащенные нагревательными блоками с тэнами по 3 кВт ( ЭОВ 18/3, ЭОВ 6/3 при питании от сети 220 В) при аварийных ситуациях сравнительно быстро отключатся от сети устройством защитного отключения (в течение 2 - 15 минут в зависимости от подключенной мощности).
     Ниже в таблице 3 приведены измеренные величины времени срабатывания УЗО для всех номинальных мощностей электрокотлов типа ЭОВ.

      Таблица 3.  Время срабатывания УЗО (в минутах) для электрокотлов ЭОВ при различной номинальной мощности.

 

 

 Электрокотел   Напряжение
 питания сети,
        В
 Время
 срабатывания  
 УЗО, (в мин)
 
     ЭОВ 4/2        220    20-30 / 50-70
     ЭОВ 6/3        220    3-6 / 10-15
     ЭОВ 6/3        380    15-20 / 50-90
   ЭОВ 9/4,5        380    2-6 / 20-30
 ЭОВ 15/9/6        380    2-4 / 2-6 / 15-20
   ЭОВ 18/9        380    1,5-3,5 / 2-6


     Примечание к таблице: наклонная черта в наименовании разделяет значения номинальных мощностей.

     Экономичность потребления электроэнергии, видимо, зависит не только их номинальной мощности, но и от эффективности работы терморегуляторов.

     Оборудование и приборы при испытаниях.
 - нагревательные блоки для ЭОВ 15/9/6 и ЭОВ 19/9 с нагревателями мощностью 2 кВт (ТЭН-114 А9,5/2,0U220) и 3 кВт (ТЭН-114 А9,5/3,0U220 и ТЭН-122А9,5/3,0U220);
 - контактный термометр ТП-4 с диапазоном измеряемых температур от 0 до 600 градусов Цельсия;
 - приборы измерительные В7-35, Ц-4341;
 - устройство защитного отключения ИЭК, тип ВД1-В4УИЛ-4 рабочее напряжение ~220/400 В, ток потребителя до 63 А, номинальный (отключающий) ток утечки  - 30 мА. По ГОСТ Р 5080-95 допустимый (отключающий) ток утечки для данного УЗО может быть в пределах от 15 мА до 30 мА;
 - стенд для испытаний электрокотлов типа ЭОВ.

     Ссылки.
  1.
Электрокотлы ЭОВ: инструкции по эксплуатации, электрические и гидравлические схемы.

 2. Использование УЗО при эксплуатации электрокотлов ЭОВ.

Автор публикации:
Николаев Владимир Сергеевич              ЗАО "ИЭЦ ВНИИЭТО"                         29.08.2012


      Приложение.
Схема подключения электронагревателей электрокотлов при испытаниях (слева),
и схема подключения тепловых пушек через УЗО (справа).



        

 

 

 

Категория: Мои статьи | Добавил: Mamix (30.07.2012)
Просмотров: 5083 | Комментарии: 2 | Теги: ток утечки ТЭН., устройство защитного отключения УЗО, пожарная безопасность, Электрокотлы ЭОВ | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 2
1 as617  
Здравствуйте!
По пытался (пока на бумаге) поставить УЗО для защиты котла ЭОВ 9/4,5, но что-то не получается его нормальная работа для случая, когда нейтраль и заземление объединяются на корпусе котла при наличии своего заземлителя в частном доме. Естественно, PE и N объединены и на входе.
Не могли бы Вы привести схему подключения УЗО?
Спасибо!

0
2 Mamix  
Добрый день!
Здесь добавлено Приложение со схемами подключения УЗО к электрооборудованию. Возможно, они Вам будут полезны при подключении Вашего электрокотла ЭОВ. Спасибо Вам.

Имя *:
Email *:
Код *: