Оценка устойчивости объекта к воздействию поражающих факторов
Пути и способы повышения устойчивости функционирования объекта в мирное и военное время разнообразны и определяются конкретными особенностями каждого объекта.
Выбор наиболее эффективных (в том числе и с экономической точки зрения) путей и способов повышения устойчивости функционирования объекта возможен только на основе тщательной оценки объекта энергетики как объекта ГО.
При проведении расчётов по оценке устойчивости объекта необходимо задать возможные максимальные значения параметров поражающих факторов, характеристики объекта и его элементов.
Характер и степень ожидаемых разрушений на объекте могут быть определены для различных дискретных значений интенсивности землетрясения (в баллах), вызывающего в зданиях и сооружениях разрушения.
Целесообразным пределом повышения устойчивости считают такое значение сейсмической волны, при котором восстановление повреждённого объекта возможно в короткие сроки и экономически оправдано (обычно при получении объектом слабых и средних разрушений).
Определим устойчивость ГПП к землетрясению, ядерному взрыву и взрыву емкости, наполненной сжиженным газом.
На объекте (трансформаторной подстанции) имеются:
Здания из сборного железобетона;
Силовые трансформаторы;
Кабельные подземные линии;
Контрольно-измерительная аппаратура;
Открытое распределительное устройство.
Таблица 8.1 – Степени разрушения объекта при избыточных различных давлениях ударной волны.
| Наименование объекта | Степени разрушения при ΔРф, кПа | |||
| слабое | среднее | сильное | полное | |
| Здания из сборного железобетона | 10-20 | 20-35 | 35-45 | 45-60 |
| Силовые трансформаторы | 30-40 | 40-60 | 60-70 | 70-90 |
| Кабельные подземные линии | 200-300 | 300-600 | 600-1000 | 1500 |
| Контрольно-измерительная аппаратура | 5-10 | 10-20 | 20-30 | 30-40 |
| Открытое распределительное устройство | 15-25 | 25-35 | 35-45 | 45-55 |
Устойчивость ГПП к землетрясению.
В природе существуют опасные природные явления или процессы геофизического, геологического, гидрофизического, атмосферного, биосферного и другого происхождения такого масштаба, которые вызывают катастрофические ситуации, характеризующиеся внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушением и уничтожением материальных ценностей, поражением или гибелью людей.
По своему стихийному разрушающему действию не имеют себе равных среди стихийных бедствий землетрясения. По данным ЮНЕСКО, землетрясениям принадлежит первое место по экономическому ущербу.
Любой объект энергетики должен иметь устойчивость к воздействию землетрясений для надёжной работы и непрерывности питания электроэнергией потребителей, т.к. ни одно производство, и население в том числе, не может обходиться без электроэнергии. В этой связи все объекты кроме основного, имеют и резервное питание.
На устойчивость функционирования объекта в ЧС влияют следующие факторы:
надёжность защиты персонала от последствий стихийных бедствий, аварий, катастроф;
способность инженерно-технического комплекса объекта в определённой степени противостоять этим воздействиям;
надёжность системы снабжения топливом, электроэнергией, теплом, водой и т.п.;
устойчивость и непрерывность управления ГО и объекта в целом;
подготовленность к ведению спасательных работ и работ по восстановлению функционирования объекта.
Требования к устойчивости функционирования объектов заложены в Нормах проектирования инженерно-технических мероприятий ГО, а также в разработанных на их основе ведомственных документах.
Выбор наиболее эффективных (в том числе и с экономической точки зрения) путей и способов повышения устойчивости функционирования возможен только на основе всесторонней оценки объекта энергетики как объекта ГО.
Исходными данными для проведения расчётов по оценке устойчивости объекта являются: возможные максимальные значения параметров поражающих факторов, характеристики объекта и его элементов.
Параметры поражающих факторов задаются штабом ГО или определяются расчётным путём.
Оценка степени устойчивости объекта к воздействию сейсмической волны заключается:
в выявлении основных элементов объекта, от которых зависит его функционирование;
определении предела устойчивости каждого элемента (по нижней границе диапазона баллов, вызывающих средние разрушения) и объекта в целом (по минимальному пределу входящих в его состав элементов);
сопоставлении найденного предела устойчивости объекта с ожидаемым максимальным значением сейсмической волны и заключении о его устойчивости.
В выводах и предложениях на основе анализа результатов оценки устойчивости каждого элемента и объекта в целом даются рекомендации по целесообразности повышения устойчивости наиболее уязвимых элементов и объекта в целом. Целесообразным пределом повышения устойчивости принято считать такое значение сейсмической волны, при котором восстановление повреждённого объекта возможно в короткие сроки и экономически оправдано (обычно при получении объектом слабых и средних разрушений).
Критерием устойчивости объекта к воздействию сейсмической волны при землетрясении является эквивалентное значение избыточного давления воздушной ударной волны, при которой здания, сооружения и оборудование ещё сохраняются или получают слабые разрушения. При этом разрушительное воздействие сейсмических волн, по сложившейся международной практике, приравнивается к действию ВУВ.
Ожидаемая интенсивность землетрясения на территории объекта – 6 баллов по шкале Рихтера. На объекте имеются одноэтажные здания с металлическим каркасом, ленточные конвейеры и кабельные наземные линии. Определить характер разрушения элементов объекта при землетрясении.
Интенсивность землетрясения по шкале MSK.
По таблице 1.2 [6] определяем интенсивность землетрясения по шкале MSK.
Сила землетрясения по шкале MSK составит 8 баллов.
Избыточное давление воздушной ударной волны.
По таблице 1.3 [6] определяем избыточное давление воздушной ударной волны, при котором ударная волна нанесет такие же разрушения что и землетрясение.
Избыточное давление ударной волны – 50 кПа.
Степень разрушения каждого из объектов.
По таблице 1.4 [6] находи степень разрушения каждого из объектов, наносимого землетрясением.
Здания из сборного железобетона – полное разрушение;
Силовые трансформаторы – среднее разрушение;
Кабельные подземные линии – не повреждены;
Контрольно-измерительная аппаратура – полное разрушение;
Открытое распределительное устройство – полное разрушение.
Вывод: При землетрясении в 6 баллов по шкале Рихтера объект будет сильно поврежден и работоспособен. Здания ЗРУ-35 и ЗРУ-10, КИПиА и ОРУ-110 будут полностью разрушены. Силовые трансформаторы получат средние повреждения. В рабочем состоянии останутся только кабельные линии.
Устойчивость ГПП к ядерному взрыву.
Одной из причин крупных производственных аварий и катастроф являются взрывы, которые обычно сопровождаются обрушениями и деформациями сооружений, пожарами и выходами из строя энергосистем.
Поражающим фактором любого взрыва является ударная волна. Действие ударной волны на элементы сооружений характеризуются сложным комплексом нагрузок: прямое давление, давление отражения, давление затекания, давление обтекания, нагрузка от сейсмовзрывных волн. Действие ударной волны принято оценивать избыточным давлением во фронте ударной волны (ΔРф, кПа). Избыточное давление ΔРф используется как характеристика сопротивляемости элементов сооружения действию ударной волны и для определения степени их разрушения и повреждения.
Степень и характер поражения сооружений при взрывах во время производственных аварий зависит от:
мощности (тротилового эквивалента) взрыва;
технической характеристики сооружения (конструкция, прочность, размер, тип – капитальные, временные, наземные, подземные и др.);
планировки объекта, характеристики застройки;
характера местности;
метеорологических условий.
При прогнозировании последствий возможного взрыва предусматриваются три круговые зоны:
I – зона детонационной волны;
II – зона действия продуктов взрыва;
III – зона воздушной ударной волны.
I зона – зона детонационной волны находится в пределах облака взрыва газо-воздушной смеси. В пределах зоны I действует избыточное давление, которое можно принимать постоянным – РI = 1700 кПа.
II зона – зона действия продуктов взрыва охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси в результате ее детонации (300 кПа ≤ РII ≤ 1700 кПа).
В зоне действия воздушной ударной волны (зона III) формируется фронт ударной волны, распространяющийся по поверхности земли (РII < 300 кПа).
Одновременно с прохождением ударной волны происходит перемещение воздуха с большой скоростью. Сопротивляемость зданий и сооружений к воздействию ударной волны зависит от их конструкции, размеров и других параметров. При воздействии ударной волны здания, сооружения, оборудование и коммунально-энергетические сети (КЭС) объекта могут быть разрушены в различной степени. Разрушения принято делить на полные, сильные, средние и слабые.
Оценить устойчивость объекта к воздействию ударной волны ядерного взрыва, если объект расположен на расстоянии Rr = 3,3 км от точки вероятного прицеливания; ожидаемая мощность боеприпаса g = 0,2 Мт; взрыв воздушный. Определим характер разрушения элементов объекта.