Виды повреждений электрооборудования

Подача электроэнергии потребителям осуществляется непрерывно, но может прерываться на время проведения каких-либо технологических операций (ремонт, испытания и т.д.). Однако, помимо плановых отключений, перебои в подаче напряжения на электроустановки могут происходить и по другим причинам. Незапланированные отключения обычно вызваны неисправностями в установке, вызванными каким-либо физическим фактором.

Содержание:

• Какие риски связаны с неисправностями электрооборудования
• Какие типы неисправностей могут возникать в электроустановках
• Причины неисправностей
• Методы поиска и устранения неисправностей

 

Какие риски связаны с неисправностями электрооборудования?

Важно помнить, что неисправность в электропроводке создает риск поражения персонала электрическим током. Например, при передаче потенциала на корпус электроприбора человек может быть поражен током от напряжения прикосновения из-за отсутствия защитного заземления в установке, неправильно настроенного реле или отсутствия защитных барьеров.

Если потенциал Uпр присутствует на корпусе, и если человек коснется корпуса, через корпус потечет ток Iпр, зависящий от величины напряжения Uпр и сопротивления R человека. Аналогичный эффект возможен при падении провода на землю, но в этом случае опасность уже передается шаговым напряжением.

Что касается работы электроустановок, приборов и оборудования, то неисправность опасна как своим воздействием на линии, так и на все оборудование, подключенное к сети. Это может привести к перегоранию деталей, а также ухудшению изоляции работающего оборудования. А если неисправность серьезная, она может привести к возникновению дуги и термическому повреждению компонентов системы. Снижение сопротивления изоляции приводит как к критическим повреждениям, на которые должна реагировать защита, так и к скрытым повреждениям, которые могут возникнуть со временем или при выполнении каких-либо технологических операций.

 

Какие типы неисправностей могут возникать в электроустановках?

Неисправность в электроустановке определяется как нарушение ее нормальной работы, вызванное случайным событием (разрыв, короткое замыкание, возгорание проводящих элементов и т.д.) Обычно это связано с изменением установленного значения тока, напряжения или частоты по сравнению со значением, указанным поставщиком. Все нарушения в электроустановках, с точки зрения физического процесса, можно разделить на следующие категории:

• Короткое замыкание — это когда электрические линии, оборудование или аппаратура оказываются отключенными от цепи питания вследствие возникновения какого-либо процесса. Электрический ток начинает течь без какой-либо нагрузки на источник. Это вызывает мгновенное десятикратное увеличение тока, который может повредить изоляцию токоведущих частей и вызвать ряд разрушительных процессов. В зависимости от схемы протекания тока они делятся на однофазные, междуфазные, фазные, фаза-фаза, фаза-земля и короткие замыкания нейтрали трансформатора.
• Отсутствие напряжения — характеризует неисправности оборудования, при которых целостность цепи нарушается в одной или во всех фазах одновременно. Это может произойти из-за неисправности автоматического выключателя, вызванной необоснованным протеканием тока в цепях управления. Также при обрыве проводников без прикосновения к соседним токоведущим или заземленным частям. При отсутствии напряжения в одном проводнике происходит сдвиг фаз, что приводит к перегреву обмоток трансформаторов, генераторов и электрических машин.
• Пониженное напряжение характеризуется падением этой величины, что вызывает сбои в работе электроустановок, может не включать какие-либо приборы и значительно сокращает срок службы аппаратуры. Низкое напряжение может быть вызвано окислением контактов, коротким замыканием между обмотками в трансформаторах, высокой нагрузкой и т.д.
• Перенапряжение характеризуется кратковременным повышением напряжения до уровня, который может повредить оборудование, изоляцию электрооборудования и представлять опасность для персонала. Обычно это вызвано молнией, несбалансированными условиями, высоким напряжением на низких обмотках или другими условиями.
• Перекрытие и пробой изоляции — характеризуется потерей диэлектрических свойств как самого изоляционного слоя, так и поверхности изолятора, что может произойти вследствие механического повреждения, загрязнения или естественного старения.
• Перегрев и перегрузка — вызываются токами, несоответствующими сечению проводника, или дуговыми и разрядными явлениями в электроустановках. Может привести к повреждению изоляции, перегоранию проводов или образованию петель в местах соединения.

Некоторые неисправности в электроустановках сопровождаются несколькими процессами, если они не локализованы одновременно. Вот пример повышения напряжения, вызванного молнией, которая прожигает изолятор, а затем прожигает провод.

 

Причины неисправностей

Всем неисправностям в установке предшествуют определенные причины. Некоторые из них накапливаются в течение довольно длительного периода времени, а некоторые начинают проявляться сразу же после возникновения. Основные причины следующие:

• Неправильные действия персонала, влияющие на безопасность работы. К ним относятся переключение под нагрузкой и подача напряжения на заземленные компоненты. Эти действия обычно вызваны незнанием однопроводной схемы или простой небрежностью.
• Естественное старение оборудования и его отдельных компонентов. Это приводит к тому, что детали различного оборудования теряют свои основные свойства. Примером этого является старение изоляции и, как следствие, повреждение кабелей.
• Коммутационные, эксплуатационные или атмосферные перегрузки. В зависимости от источника асимметрии возможно значительное отклонение электрического параметра и последующее повреждение.
• Механические воздействия — возникают как в результате проникновения инородных тел, так и в результате чрезмерной статической нагрузки, колебаний температуры или динамических скачков тока.

Стоит отметить, что некоторые из этих причин могут быть своевременно устранены с помощью тестирования и других работ по техническому обслуживанию. Однако случайные причины отказа необходимо выявлять и локализовать на ранней стадии, чтобы минимизировать их негативные последствия.

 

Методы поиска и устранения неисправностей

Большинство неисправностей в электрических системах устраняется с помощью защитного отключения. В этом процессе отключающие устройства (автоматические выключатели, миниатюрные переключатели и т.д.) срабатывают в определенной зоне или устройстве, чтобы предотвратить вредное воздействие на них и соседние устройства. Для достижения такой изоляции автоматические выключатели активируются системами релейной защиты, которые реагируют на различные неисправности в электрической системе. К ним относятся реле тока, дифференциальные реле, реле расстояния, тепловые реле, реле контроля напряжения и фаз и другие, которые получают информацию о состоянии системы через трансформаторы тока и напряжения и другие устройства.

Лучший способ борьбы с различными видами неисправностей в электроустановках и их последствиями — это предотвращение несчастных случаев путем своевременного проведения электротехнических осмотров, испытаний, технического обслуживания и ремонта. Если соблюдать сроки и выполнять все работы, предусмотренные неразрушающим контролем, можно предотвратить большую часть всех отказов.

Помимо предсказуемых отказов, в электроустановках случаются и случайные отказы, такие как грозовые разряды.  Для борьбы с этим по всей длине линии устанавливаются ограничители перенапряжений и защитные проводники.