Какие бывают повреждения в электроустановках и в чем их причины?

Снабжение потребителей электрической энергии имеет постоянный характер, но может прерываться для проведения каких-либо технологических операций (ремонтов, испытаний и т.д.). Но, наряду с плановым выводом в ремонт,  питание электроустановок напряжением установленной величины может нарушаться и по другим причинам. Как правило, причиной внеплановых перебоев в питании становятся  повреждения в электроустановках, обусловленные действием каких-либо физических факторов.

Содержание

1. Чем опасны повреждения в электроустановках?
2. Какие бывают виды повреждений в электроустановках?
3. Причины возникновения повреждений
4. Способы локализации и борьбы с повреждениями
5. Видео по теме

Чем опасны повреждения в электроустановках?

Следует отметить, что в результате повреждений электроустановок возникает угроза поражения персонала электрическим током. Так, в  случае перехода потенциала на корпус оборудования человек может пострадать от напряжения прикосновения в случае отсутствия защитного заземления в электроустановке, некорректно настроенного реле или отсутствия защитных ограждений.

Посмотрите на рисунок, здесь приведен пример, когда на корпусе присутствует потенциал U_пр и при касании человека к корпусу, через него будет протекать ток I_пр, зависящий от величины напряжения U_пр  и сопротивления человека R.

Подобный эффект возможен при падении провода на землю, но угрозу, в этом случае, будет нести уже шаговое напряжение.

По отношению к эксплуатации электроустановок, приборов и оборудования, повреждения опасны и влиянием на линии, и на все устройства, подключенные к сети. Из-за чего может произойти перегорание деталей, нарушение изоляции запитываемых приборов. А при серьезных повреждениях, возможно возгорание электрической дуги и термическое разрушение элементов электроустановки. Снижение сопротивления изоляции приводит как к критическим повреждениям, на которые должны реагировать защиты, так и к скрытым, которые могут проявиться со временем или в ходе каких-либо технологических операций.

Какие бывают виды повреждений в электроустановках?

Под повреждением в электроустановках понимается нарушение их нормальной работы, обусловленное каким-либо аварийным событием (обрывом, схлестыванием, перегоранием проводящих элементов и т.д.). Как правило, при этом происходит изменение установленной величины тока, напряжения или частоты от заявленной поставщиком. Все нарушения в работе электроустановок, с точки зрения физического процесса, можно разделить на такие категории:

• Короткое замыкание – представляет собой такую ситуацию, когда в силу протекания каких-либо процессов из цепи снабжения исключаются линии, устройства или электрические аппараты. Электрический ток начинает протекать без нагрузки к источнику. Из-за чего величина тока мгновенно увеличивается в десятки раз, и он способен нарушить изоляцию токоведущих частей и вызвать ряд разрушительных процессов. По цепи протекания подразделяется на однофазные, межфазные, замыкание фаз на землю и замыкания с нейтралью трансформатора.
  

  

• Отсутствие напряжения – характеризуется такими отказами в работе оборудования, при которых нарушается целостность цепи в одной или сразу во всех фазах. Может возникать из-за сбоев в работе автоматического выключателя, обусловленных безосновательным протеканием оперативного тока в цепях управления. Также при обрыве проводов без касания соседних токоведущих или заземленных частей. В случае отсутствия напряжения в одном проводнике происходит перекос фаз, из-за чего перегреваются обмотки трансформаторов, генераторов и электрических машин.
• Просадка напряжения – характеризуется падением данной величины, из-за чего нарушается нормальная работа электроустановок, могут не включаться какие-либо аппараты, значительно снижается срок их эксплуатации. Низкое напряжение может обуславливаться окислением контактов, межвитковыми замыканиями в трансформаторах, возникновением большой нагрузки и т.д.
• Повышение напряжения – такое повреждение характеризуется мгновенным нарастанием его величины до того уровня, при котором могут повредиться устройства, изоляция электрооборудования и возникает угроза персоналу. Как правило, обуславливается атмосферными разрядами, несимметричными режимами, переходом высокого напряжения на низкую обмотку или другими режимами.
• Перекрытие и пробой изоляции – характеризуется снижением диэлектрических свойств, как самого изоляционного слоя, так и поверхности изоляторов, которое может произойти из-за механических повреждений, загрязнения или естественного старения.
• Перегревы и пережоги – возникают из-за несоответствия величины протекающего тока сечению проводника или при дуговых и разрядных явлениях в электроустановках. Могут привести к повреждению изоляции, перегоранию проводов или шлейфов в местах присоединения.
  

  

Посмотрите на рисунок, некоторые повреждения в электроустановках, если их вовремя не локализировать, сопровождаются сразу несколькими процессами. Здесь приведен пример повышения напряжения из-за атмосферного разряда, от которого произошел пробой изолятора с последующим пережогом провода.

Причины возникновения повреждений

Всем повреждениям в электроустановках предшествуют определенные причины. Некоторые из них накапливаются в течении достаточно длительного периода, а какие-то дают о себе знать сразу после возникновения. К основным причинам относят:

• Неверные действия персонала, которые нарушают безопасную эксплуатацию. Это и коммутация под нагрузкой, и подача напряжения на заземленные участки. Причиной таких действий, как правило, является незнание однолинейной схемы или обычная невнимательность.
• Естественное старение оборудования и его отдельных элементов. Из-за чего конструктивные части различных устройств утрачивают свои основные характеристики. В качестве примера можно привести старение изоляции и последующее повреждение кабеля.
• Коммутационные, режимные или атмосферные перегрузки. В зависимости от источника, вносящего дисбаланс, происходит значительное отклонение какого-то электрического параметра с последующим повреждением.
• Механические воздействия – возникают как от попадания сторонних предметов, так и от чрезмерной статической нагрузки, температурных колебаний или динамических ударов тока.

Стоит отметить, что некоторые из причин можно своевременно фиксировать при помощи испытаний и прочих регламентных работ. А те причины повреждений, которые возникают случайно, необходимо своевременно выявлять и локализировать, дабы минимизировать негативные последствия.

Способы локализации и борьбы с повреждениями

Большинство повреждений электроустановок останавливаются посредством защитных отключений. При этом устройства автоматического отключения (выключатели, автоматы и т.д.) отсекают определенный участок или конкретное оборудование, что позволяет прекратить разрушающее воздействие и на них, и на соседние устройства. Для такого отсечения выключатели приводятся в действие посредством систем релейной защиты, реагирующих на различные повреждения в электроустановках. К ним относятся, токовые реле, дифференциальные, дистанционные, тепловые защиты, реле контроля напряжения, фаз и прочие, получающие информацию о состоянии системы через трансформаторы тока, напряжения и другие устройства.

Наилучшим способом борьбы с разнообразными повреждениями в электроустановках и последствиями от них является предупреждение аварий посредством своевременного проведения осмотров электроустановок, испытаний, технического обслуживания и ремонта. При соблюдении сроков и всех работ, предусмотренных НД, можно предупредить львиную долю всех повреждений.

Помимо прогнозируемых повреждений в электроустановках существуют случайные, к примеру, те же атмосферные перенапряжения.  Для борьбы с ними устанавливаются средства борьбы с перенапряжениями (ОПН и разрядники), монтируются защитные проводники по всей протяженности линии.

Видео по теме