Причины отказов силовых трансформаторов.

Силовые трансформаторы (СТ) являются высоконадежными эле­ментами СЭС. Частота их отказов в существенной мере определяется габаритами, классом напряжения и условиями эксплуатации.

Наибольшее число отказов СТ с первичным напряжением ниже 10 кВ (60 % от общего числа) происходит при разрушении витковой и продольной изоляции. На повреждение главной изоляции приходится до 19 % отказов, а на магнитопроводы до 16%.

Продольная изоляция повреждается при нарушениях электроди­намической устойчивости обмоток и ослаблении электрической проч­ности витковой изоляции в нижней части обмоток, а также при снижении пробивного напряжения трансформаторного масла за счет погло­щения им влаги из воздуха. При этом влажное масло опускается в ниж­нюю часть бака СТ, где и возникают витковые замыкания ослабленной изоляции.

Уменьшение электродинамической устойчивости обмоток транс­форматоров малой и средней мощности обусловлено тем, что опрессовку их производят деревянными клиньями. В процессе эксплуатации происходит усадка картона и клиньев, вследствие чего ослабевает опрессовка обмотки.

Опрессовку обмоток СТ третьего габарита и выше производят с помощью болтов и колец. Однако и у них за счет усадки картона стяги­вающее усилие уменьшается и со временем возрастает амплитуда виб­рации витков обмотки. При прохождении сквозного тока короткого за­мыкания обмотка смещается, появляются трещины в витковой изо ля­пни, то есть уменьшается се электрическая прочность. Пробой чаще всего происходит при появлении атмосферных перенапряжений (при грозах) из-за низкой эффективности защиты от них. В процессе экс­плуатации СТ происходит и тепловое старение изоляции в результате повышения температуры при плановых и аварийных перегрузках.

Отказы высоковольтных вводов СТ вызываются загрязнением изоляторов пылью и попаданием мелких животных, а отказы переклю­чателей устройств РПН - механическим износом.

Все эти процессы, развиваясь во времени, постепенно приводят СТ к состоянию, когда при внезапном внешнем воздействии (сквозное ко­роткое замыкание или перенапряжение) происходит механическое или электрическое повреждение изоляции, которое влечет за собой внут­реннее витковое или короткое замыкание.

121Меры защиты при косвенном прикосновении.

 

1.7.76. Требования защиты при косвенном прикосновении распространяются на:

1) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;

2) приводы электрических аппаратов;

3) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного или 120 В постоянного тока (в случаях, предусмотренных соответствующими главами ПУЭ - выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока);

4) металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, оболочки и опорные конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с зануленной или заземленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;

5) металлические оболочки и броню контрольных и силовых кабелей и проводов на напряжения, не превышающие указанные в 1.7.53, проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п., с кабелями и проводами на более высокие напряжения;

6) металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;

7) электрооборудование, установленное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

При применении в качестве защитной меры автоматического отключения питания указанные открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания в системе TN и заземлены в системах IT и ТТ.

1.7.77. Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе TN и заземлять в системах IT и ТТ:

1) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах, щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического контакта этих корпусов с основаниями;

2) конструкции, перечисленные в 1.7.76, при обеспечении надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них электрооборудованием, присоединенным к защитному проводнику;

3) съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т. п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает значений, указанных в 1.7.53;

4) арматуру изоляторов воздушных линий электропередачи и присоединяемые к ней крепежные детали;

5) открытые проводящие части электрооборудования с двойной изоляцией;

6) металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали электропроводок площадью до 100 см², в том числе протяжные и ответвительные коробки скрытых электропроводок.

1.7.78. При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток.

1.7.79. В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в табл. 1.7.1.

Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса I.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в табл. 1.7.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:

1) полное сопротивление, защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:

50 · Z_ц / U₀

где Z_ц - полное сопротивление цепи “фаза-нуль”, Ом;

U₀ - номинальное фазное напряжение цепи, В;

50 - падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В;

2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.

Таблица 1.7.1