Причины загораний в электротехнических устройствах

Электротехническое устройство (Electric device) — совокупность взаимосвязанных электротехнических изделий, находящихся в конструктивном и (или) функциональном единстве, предназначаемая для выполнения определенной функции по производству или преобразованию, передаче, распределению или потреблению электрической энергии (ГОСТ 18311-80).

Электротехнические устройства можно объединить в группы по наиболее существенным признакам: конструктивному исполнению, электрическим характеристикам, функциональному назначению. Шесть основных групп электроустановок охватывают практически все многообразие применяемых на практике электротехнических устройств.

Это провода и кабели, электродвигатели, генераторы и трансформаторы, осветительная аппаратура, распределительные устройства, электрические аппараты пуска, переключения, управления, защиты, электронагревательные приборы, аппараты, установки, электронная аппаратура, ЭВМ.

Причины загораний проводов и кабелей

1. Перегрев от короткого замыкания между жилами провода и жилами кабеля, их жилами и землей в результате:

• пробоя изоляции повышенным напряжением, в том числе от грозовых перенапряжений;

• пробоя изоляции в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• пробоя изоляции в месте механического повреждения при эксплуатации;

• пробоя изоляции от старения; пробоя изоляции в месте локального внешнего или внутреннего перегрева; пробоя изоляции в месте локального повышения влажности или агрессивности среды;

• случайного соединения токопроводящих жил кабелей и проводов между собой или соединения токопроводящих жил на землю;

• умышленного соединения токопроводящих жил кабеля и проводников между собой или соединения их на землю.

2. Перегрев от токовой перегрузки в результате:

• подключения потребителя завышенной мощности;

• появления значительных токов утечки между токоведущими проводами, токоведущими проводами и землей (корпусом), в том числе на распределительных устройствах за счет снижения величины электроизоляции;

• увеличения окружающей температуры на участке или в одном месте, ухудшения теплоотвода, вентиляции.

3. Перегрев мест переходных соединений в результате:

• ослабления контактного давления в месте существующего соединения двух или более токопроводящих жил, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в месте существующего соединения двух и более проводников, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления.

Анализ этих причин показывает, что, например, короткое замыкание в электропроводниках не является первопричиной загораний, тем более пожаров. Оно является следствием не менее восьми первичных физических явлений, приводящих к мгновенному снижению сопротивления изоляции между токопроводящими жилами разных потенциалов. Именно эти явления следует считать первичными причинами пожара, исследование которых представляет научный и практический интерес.

Ниже приводится классификация причин загораний в других электротехнических устройствах.

Причины загораний электродвигателей, генераторов и трансформаторо в

1. Перегрев от коротких замыканий в обмотках в результате межвиткового пробоя электроизоляции:

• в одной обмотке повышенным напряжением;

• в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• от старения;

• от воздействия влаги или агрессивной среды;

• от воздействия локального внешнего или внутреннего перегрева;

• от механического повреждения;

2. Перегрев от коротких замыканий на корпус в результате пробоя электроизоляции обмоток:

• повышенным напряжением;

• от старения электроизоляции;

• пробоя электроизоляции обмоток на корпус от механического повреждения электроизоляции;

• от воздействия влаги или агрессивной среды;

• от внешнего или внутреннего перегрева.

3. Перегрев от токовой перегрузки обмоток возможен в результате:

• завышения механической нагрузки на валу;

• работы трехфазного двигателя на двух фазах;

• торможения ротора в подшипниках от механического износа и отсутствия смазки;

• повышенного напряжения питания;

• длительной непрерывной работы под максимальной нагрузкой;

• нарушения вентиляции (охлаждения);

• завышенной частоты включения под нагрузку и выключения;

• завышенной частоты реверсирования электродвигателей;

• нарушения режима пуска (отсутствие пусковых гасящих сопротивлений).

4. Перегрев от искрения в контактных кольцах и коллекторе в результате:

• износа контактных колец, коллектора и щеток, приводящего к ослаблению контактного давления;

• загрязнения, окисления контактных колец, коллектора;

• механического повреждения контактных колец, коллектора и щеток;

• нарушения мест установки токосъемных элементов на коллекторе;

• перегрузки на валу (для электродвигателей);

• токовой перегрузки в цепи генератора;

• замыкания пластин коллектора из-за образования токопроводящих мостиков на угольной и медной пыли.

Причины загораний в распределительных устройствах, электрических аппаратах пуска, переключения, управления, защиты

1. Перегрев обмотки электромагнита от межвиткового замыкания в результате пробоя изоляции:

• повышенным напряжением;

• в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

• в месте механического повреждения при эксплуатации;

• от старения;

• в месте локального внешнего перегрева от искрящих контактов;

• при воздействии повышенной влажности или агрессивности среды.

2. Перегрев от токовой перегрузки в обмотке электромагнита в результате:

• повышенного напряжения питания обмотки электромагнита;

• длительного разомкнутого состояния магнитной системы при включении под напряжением обмотки;

• периодического недотягивания подвижной части сердечника до замыкания магнитной системы при механических повреждениях конструктивных элементов устройств;

• повышенной частоты (количества) включений – выключений.

3. Перегрев конструктивных элементов в результате:

• ослабления контактного давления в местах подключения токопроводящих проводников, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в местах подсоединения токопроводящих проводников и элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при износе контактных поверхностей, приводящего к увеличению контактного переходного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при окислении контактных поверхностей и увеличения переходного контактного сопротивления;

• искрения рабочих контактов при перекосах контактных поверхностей, приводящих к увеличению контактного сопротивления в местах контактирования;

• сильного искрения нормальных рабочих контактов при удалении искрогасительных или дугогасительных устройств;

• искрения при электрическом пробое проводов на корпус, снижении электроизоляционных качеств конструктивных элементов от локального воздействия влаги, загрязнений, старения.

4. Загорания от предохранителей в результате:

• нагрева в местах рабочих контактов от снижения контактного давления и возрастания переходного сопротивления;

• нагрева в местах рабочих контактов от окисления контактных поверхностей и возрастания переходного сопротивления; разлетания частиц расплавленного металла плавкой вставки при разрушении корпуса предохранителя, вызванного применением нестандартных плавких вставок («жучков»);

• разлетания частиц расплавленного металла нестандартных открытых плавких вставок.

Причины загораний в электронагревательных приборах, аппаратах, установках

1. Перегрев приборов, аппаратов, установок от замыкания электронагревательных элементов в результате:

• разрушения электроизоляции конструктивных элементов от старения;

• разрушения электроизоляционных элементов от внешнего механического воздействия;

• наслаивания токопроводящего загрязнения между токоведущими конструктивными элементами;

• случайного попадания токопроводящих предметов и замыкания токоведущих электронагревательных элементов;

• ослабления контактного давления в местах подключения токопроводящих проводников, элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• окисления в местах подсоединения токопроводящих проводников элементов, приводящего к значительному увеличению переходного сопротивления;

• пробоя электроизоляции конструктивных элементов повышенным напряжением питания;

• выкипания нагреваемой воды (жидкости), приводящего к деформации конструктивных элементов, электрическому замыканию и разрушению конструкции нагревателя в целом.

2. Загорания от электронагревательных приборов, аппаратов, установок в результате:

• соприкосновения горючих материалов (предметов) с нагревательными поверхностями электронагревательных приборов, аппаратов, установок;

• теплового облучения горючих материалов (предметов) от электронагревательных приборов, аппаратов, установок.

Причины загораний комплектующих элементов

Перегрев от коротких замыканий в результате:

• электрического пробоя диэлектрика в конструкции комплектующего элемента, приводящего к перегрузке по току;

• снижения электроизоляционных свойств конструкционных материалов от старения;

• ухудшения теплоотвода при неправильной установке и (или) эксплуатации;

• повышенного рассеяния мощности из-за изменения электрического режима при отказе «прилегающих» комплектующих элементов;

• образования электрических цепей, не предусмотренных конструкцией.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Аварии и пожары на подстанциях. Причины и последствия.

Серьезные аварии на подстанциях, явление достаточно редкое, но если они все, же случаются, то их последствия могут быть чрезвычайно значительными. От отключения целых микрорайонов города, до остановки крупных промышленных предприятий. Например , подстанция 110кВ, может снабжать электроэнергией, целый жилой квартал или завод, так как является крупным центром питания. Давайте коротко, но ясно, разберемся, что, же принято считать аварией на подстанции и чем она отличается от инцидента.

Что такое технологическое нарушение, авария, инцидент.

Аварией принято считать, такое технологическое нарушение, в результате которого произошло какое либо разрушение или гибель людей, (взрывы, пожары на подстанциях, производственных объектах и т.д.) повлекшие за собой остановку производства более чем на сутки.

Инцидент так же относится к технологическим нарушениям, но в отличие от аварии, не несет за собой таких серьезных последствий как разрушения несчастные случаи и человеческие жертвы.

Для более точной классификации технологических нарушений в работе энергосистем, их расследования и учета, министерством энергетики РФ, утверждена специальная Инструкция (СО 153-34.20.801-00).

Фото 1. Задняя сторона секции шин 10кВ, ячейки вакуумных выключателей. Выключатели и шины выгорели полностью, металлические крышки от мощнейшей электрической дуги просто «испарились». В кабельном канале, некоторые кабельные линии уцелели при пожаре.

Фото 2. Сгоревшие тележки вакуумных выключателей, точнее то что от них осталось. Все в электротехнической саже, которая как известно является хорошим электропроводником.

Фото 3. Передняя часть ячеек, тележки вакуумных выключателей выкачены. В верхней части ячейки находился отсек релейной защиты и автоматики в котором выгорели все автоматические выключатели и контрольные кабели.

Фото 4. Задняя часть ячейки. Сверху торчат обгоревшие контакты вакуумного выключателя. Видны три отверстия где стояли проходные изоляторы, они тоже сгорели.

Фото 5. Трансформатор собственных нужд так же «сгорел». Между соседней ячейкой и камерой трансформатора из за электрической дуги, в металле выгорела дыра.

Причины аварий и пожаров на подстанциях.

Трансформаторная подстанция, являясь сложным технологическим объектом, должна эксплуатироваться по определенным правилам и инструкциям, электротехническим персоналом высокого уровня. Причин аварий и пожаров на подстанции много, некоторые случаются часто, некоторые случаи единичны. Поэтому давайте разберем наиболее часто встречающиеся и распространенные причины.

1. Ошибочные действия электротехнического персонала довольно частое явление. Возникают они из-за низкой квалификации, невнимательности, нарушения оперативной дисциплины при выполнении обязанностей. Чаще всего, это такие нарушения как подача напряжения путем включения коммутационных аппаратов, на заземленные токоведущие части. Подача напряжения на неисправное или находящееся в ремонте оборудование. Отключение либо включение нагрузки, коммутационными аппаратами не предназначенными для этого. Ошибочные действия оперативного персонала при переключениях в цепях оперативного тока и цепях РЗиА.
2. Некачественный электромонтаж или ремонт. К этим причинам можно отнести такие недоработки как плохая регулировка приводов коммутационных аппаратов, плохо протянутые контакты, неправильно настроенная система РЗиА, заводские дефекты электрооборудования. Не затянутые контакты под нагрузкой начинают греться и гореть, возникает электрическая дуга и если защиты настроены плохо возникает пожар на подстанции. Из-за плохой регулировки вката ячеек могут происходить короткие замыкания. При выкатывании ячеек на ПС-110кВ в следствии некачественного и несвоевременного ремонта нередко отрывались защитные шторки и падали на токоведущие части, что тоже приводило к короткому замыканию.
3. Неисправности в сетях релейной защиты и автоматики могут быть следующие: неправильно настроенные токовые уставки, вследствие чего неселективное срабатывание защиты или ее отказ в момент короткого замыкания. Нарушение изоляции или обрывы проводов, в цепях оперативного тока, неисправность релейных или микропроцессорных блоков защиты. Из-за неисправности, неправильного и некачественного электромонтажа, в цепях РЗиА, подстанция может сгореть полностью, так как показано на фото.
4. Однофазные замыкания на землю в сетях 6-35кВ опасны тем, что при замыкании на землю одной из фаз, ее напряжение относительно земли снижается до нуля, в то время как напряжение «здоровых» фаз повышается до линейных. Возникающие при этом перенапряжения приводят к пробою изоляции и возникновению электрической дуги. Все это приводит к разрушению изоляторов, оплавлению шин и проводов. Поэтому нельзя допускать длительной работы электрооборудования с «землей в сети» необходимо принимать меры по отысканию и отключению поврежденного участка.
5. Грозовые и коммутационные перенапряжения в электрических сетях, могут стать причиной повреждения изоляции электрооборудования. Поэтому устройства грозозащиты подстанций и линий электропередач, должны быть в исправном состоянии и проходить регулярные проверки, в установленные нормативами сроки.

Фото 6. ЗРУ-10кВ. Сгоревшие ячейки.

Последствия аварий, пожаров на подстанции.

Последствия аварий на трансформаторных подстанциях могут быть очень тяжелыми. Как уже было сказано выше, при крупных авариях большое количество потребителей остается без электроэнергии. Такие потребители как больницы, общественный электротранспорт, объекты коммунального хозяйства, промышленные предприятия, центры связи, светофорные объекты и т.д. Все это связано с большими финансовыми затратами и волной негодования среди населения. В считанные секунды наступает хаос, в ходе которого даже могут произойти несчастные случаи.

Есть ли у кого то предположения по поводу того, как это могло случиться, на современной ПС-110кВ, в которой было установлено новое, современное электрооборудование? Уважаемые посетители сайта, если есть желание, можете написать свои мысли по этому поводу в комментариях к статье.

Источник