Διερεύνηση λειωμένου αγωγού διανομής ηλεκτρικής ενέργειας ή εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης κτηρίου σε περιβάλλον πυρκαγιάς, ως προς το ενδεχόμενο να είναι θύμα ή θύτης αυτής

Abstract

This thesis copes with thermal phenomena occurring in distribution lines, medium and low voltage, as well as low voltage lines within residential areas, in relation to the occurrence of fire. Chapter 1 provides an introduction to the great problem of wildland fires and indoor fires, as well as the relationships that govern their transmission. Also, reference is made to the relationships that calculate the temperature increase in conductors, in case of overcurrent or short circuit. In Chapter 2 the purpose of this thesis is analyzed. In Chapter 3, the electric arc and short circuit in the medium and low voltage distribution lines of the Hellenic Electricity Distribution Network are analyzed. Chapter 4 examines the creation of copper molten particles, their fall to the ground, and their temperatures during their fall and during their contact with the ground. Next, the possibility of starting a fire on a wooden floor (plywood) due to its contact with the beads under study is examined. Chapter 5 gives the conclusions of the calculations for the aluminum conductors of the distribution network and the copper conductors of the internal electrical installations. Finally, Chapter 6 refers to the contribution of the work to research and practical applications. The research showed that during the short circuit between medium and low voltage distribution conductors no beads are created, because the resulting temperatures are very low. Within inhabited areas and mainly factories, where the height can be approximately 15-20 meters, beads of 0.5, 1, 2 or even 3 mm in diameter can be created, which under certain conditions can cause a fire if they come into contact with suitable material. The following two Appendices facilitate the reader's understanding of basic concepts mentioned in the text, but they are an independent scientific field, but necessary, such as the ionization of atmospheric air (Appendix I) and heat transfer phenomena (Appendix II).

Η διατριβή αυτή αφορά θερμικά φαινόμενα εμφανιζόμενα σε γραμμές διανομής μέσης και χαμηλής τάσης, καθώς και σε γραμμές χαμηλής τάσης εντός κατοικημένων χώρων, σε σχέση με την εκδήλωση πυρκαγιάς. Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή που αφορά το μεγάλο πρόβλημα των δασικών πυρκαγιών και των πυρκαγιών εσωτερικών χώρων, καθώς και στις σχέσεις που διέπουν τη μετάδοσή τους. Επίσης, γίνεται αναφορά στις σχέσεις που υπολογίζουν την αύξηση των θερμοκρασιών στους ρευματοφόρους αγωγούς, σε περίπτωση υπερέντασης ή βραχυκυκλώματος. Στο Κεφάλαιο 2 αναλύεται ο σκοπός της παρούσας διατριβής. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύεται το ηλεκτρικό τόξο και το βραχυκύκλωμα στους αγωγούς διανομής μέσης και χαμηλής τάσης του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας. Στο Κεφάλαιο 4 εξετάζεται η δημιουργία χάλκινων τηγμάτων, η πτώση τους στο έδαφος και οι θερμοκρασίες αυτών κατά τη διάρκεια της πτώσης τους και κατά τη διάρκεια επαφής τους με το έδαφος. Ακολούθως, εξετάζεται η δυνατότητα έναυσης πυρκαγιάς σε ξύλινο δάπεδο (κόντρα πλακέ) λόγω της επαφής του με τα υπό μελέτη τήγματα. Στο Κεφάλαιο 5 δίδονται τα συμπεράσματα των υπολογισμών για τους αγωγούς αλουμινίου του δικτύου διανομής και τους αγωγούς χαλκού των εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6 αναφέρεται η συμβολή της εργασίας στην έρευνα και στις πρακτικές εφαρμογές. Από την έρευνα προέκυψε ότι κατά το βραχυκύκλωμα μεταξύ αγωγών διανομής μέσης και χαμηλής τάσης δεν δημιουργούνται τήγματα, γιατί οι θερμοκρασίες που προκύπτουν είναι πολύ μικρές. Εντός κατοικημένων χώρων και κυρίως εργοστασίων, όπου το ύψος μπορεί να είναι 15-20 μέτρα περίπου, μπορούν να δημιουργηθούν τήγματα 0.5, 1, 2 ή και 3mm διαμέτρου, τα οποία υπό προϋποθέσεις μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιά αν έρθουν σε επαφή με κατάλληλο υλικό. Τα δύο Παραρτήματα που ακολουθούν διευκολύνουν τον αναγνώστη στην κατανόηση βασικών εννοιών που αναφέρονται στο κείμενο, αλλά αποτελούν ανεξάρτητο επιστημονικό πεδίο, απαραίτητο, όμως, όπως ο ιονισμός του ατμοσφαιρικού αέρα (Παράρτημα Ι) και των φαινομένων μεταφοράς θερμότητας (Παράρτημα ΙΙ).