Повреждения в электроустановках: виды, причины, меры защиты

Содержание

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.
Рис. 2: Примеры коротких замыканий
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.
Рисунок 3: Пережог провода

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.

Можно ли узнать о предстоящих перебоях с подачей света?

Предвидеть аварийную ситуацию практически невозможно, так как проблема возникает внезапно и отключение электроэнергии в таких случаях является вынужденной мерой. Поэтому об аварийном отключении электроснабжения можно узнать только по факту сложившейся ситуации.

Информацию о временных отключениях электроэнергии и их причинах энергоснабжающие компании предоставляют потребителям по запросу (п. 48 Раздела IV «Правила полного и (или) частичного ограничения режима потребления электрической энергии» Постановления №442).

Узнать о причине аварийного отключения электричества и сроках восстановления подачи электроэнергии потребитель может следующим образом:

на официальном сайте компании-поставщика электроэнергии;
позвонив диспетчеру аварийной службы или управляющей компании;
по единому номеру 112, где оператор направит обращение в нужную инстанцию.

Подробно о том, куда куда обращаться, если отключили свет, мы рассказывали в этой статье.

Какие факторы повышают вероятность возникновения электротравм на промышленных предприятиях?

Вероятность электротравм на производстве в большей степени обусловлена следующими факторами:

протяженностью и разветвленностью электрических сетей;
необходимостью постоянного контакта с нетоковедущими частями электроустановок и их связью с технологическим оборудованием;
большим количеством орудий и предметов труда, проводящих электрический ток;
подвижными механизмами, связанными с электроустановками, протяженными металлическими конструкциями, на которых возможно появление напряжения;
значительным количеством ручного электроинструмента и переносных пультов управления;
большим объемом электросварочных работ; наличием на предприятиях людей без специальной подготовки, но тем или иным образом связанных с эксплуатацией электроустановок;
проведением работ на открытых площадках с использованием электроэнергии;
выполнением работе использованием электроустановок в замкнутых токопроводящих резервуарах;
повышенной температурой и влажностью, отрицательно влияющими на изоляцию электроустановок в некоторых производственных помещениях.

Какие бывают виды повреждений в электроустановках?

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.
Рис. 2: Примеры коротких замыканий
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.
Рисунок 3: Пережог провода

виды коротких замыканий , основные соотношения токов инапряжений

При трехфазном коротком замыкании токи и напряжения во всех трех фазах равны по величине не только в месте короткого замыкания, но и любой другой точке сети: ; .

При двухфазном коротком замыкании на здоровой фазе ток отсутствует, а в поврежденных фазах проходят токи, одинаковые по величине и противоположные по направлению: .

Напряжение между поврежденными фазами равно нулю, а фазные напряжения равны:

При двухфазном коротком замыкании на землю соотношения токов и напряжений имеют следующий вид: .

Для сетей с заземленной нейтралью этот вид короткого замыкания является более опасным по сравнению с двухфазным коротким замыканием из-за значительного уменьшения линейных напряжений в месте короткого замыкания.

При однофазном коротком замыкании соотношения токов и напряжений принимают следующий вид: . (Этот вид короткого замыкания справедлив только для сетей с заземленной нейтралью, также как и двухфазное короткое замыкание на землю.)

В электрических машинах возможны межвитковые короткие замыкания (замыкание витков обмотокротораилистатора, либо витков обмоток трансформаторов), а также замыкание обмотки на металлический корпус машины.

Короткое замыкание в любом из элементов СЭС может нарушить ее функционирование — у некоторых потребителей может упасть питающее напряжение, что приводит к повреждению оборудования; в трехфазных сетях при коротких замыканиях возникает несимметрия напряжений, нарушающая ее нормальное электроснабжение. В системообразующих сетях короткое замыкание способно вызвать тяжелые системные аварии .

Основные причины возникновения коротких замыканий

Старение и, вследствие этого, пробой изоляции.
Набросы на провода линий электропередачи ( ЛЭП ).
Обрывы проводов ЛЭП с падением на землю.
Механические повреждения изоляции кабельных ЛЭП при земляных работах.
Удары молнии в ЛЭП.

Чаще всего КЗ происходит через переходное сопротивление (через сопротивление электрической. дуги, возникающей в месте повреждения изоляции). Иногда возникают металлические КЗ без переходного сопротивления.

Таблица 1

Вероятность возникновения повреждений вэлектрических сетях

Вид КЗ/повреждения	Вероятность возникновения
Трехфазное — К(3)	1–7 %
Двухфазное — К(2)	2–13 %
Двухфазное на землю — К(1.1)	5–20 %
Однофазное — К(1)	60–92 %
Однофазное замыкание на землю — З(1)	60–92 %

Другие ненормальные режимы работы

В сетях, не имеющих непосредственного заземления нейтрали (изолированная, компенсированная или резистивно заземленная нейтраль) могут возникать только трехфазные и двухфазные короткие замыкания.

В упомянутых выше сетях (без заземления нейтрали) при электрическом контакте любой из трех фаз с землей возникают однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые относятся к ненормальным режимам работы (не являются короткими), так как в режиме работы сети при однофазном замыкании на землю сеть (в классическом случае) не отключается устройствами релейной защиты и продолжает работать. В этом случае напряжения на здоровых фазах возрастают до линейных значений. Допустимые значения емкостных токов при однофазном замыкании на землю для сетей с различными классами напряжений приведены в таблице 2.

Таблица 2

Допустимые значения емкостного тока при однофазном замыкании на землю

Класс напряжения, кВ	Допустимое значение емкостного ток, А
3–6	30
10	20
15–20	15
35	10
Генераторные цепи	5
ЛЭП на ж/б опорах	10

Именно этот режим работы в настоящее время вызывает живой интерес, так как на данный момент еще никому не удалось создать универсальную селективную защиту от однофазных замыканий на землю, поэтому актуальность и перспективность создания такой защиты не вызывает сомнений.

Кроме всего вышеперечисленного следует выделить режим перегрузки как одну из разновидностей ненормальных режимов работы. К ним относятся: перегрузка оборудования при превышении номинального значения тока, перегрузка оборудования при превышении номинального значения напряжения. При превышении номинального значения тока возникает повышенный износ изоляции, что приводит к ее повреждению. При превышении напряжения выше номинального значения уменьшается срок службы электрооборудования и увеличивается вероятность возникновения аварий.

В заключение приведем таблицу с режимами работ нейтралей СЭС и видами замыканий, которые могут возникнуть в каждом конкретном случае.

Таблица 3

Виды замыканий всистемах электроснабжения

Вид замыкания или повреждения
Трехфазное — К(3)	+	+
Двухфазное — К(2)	+	+
Двухфазное на землю — К(1.1)	+
Однофазное — К(1)	+
Однофазное замыкание на землю — З(1)	+

Характеристика видов повреждений в электрических цепях

Наиболее распространенными неисправностями в электрических цепях являются короткие замыкания (к.з.) и обрывы, менее распространенными — соединение проводов между собой. Короткие замыкания в электрической цепи представляют собой соединение токоведущих частей аппаратов и проводов с корпусом электровоза. Они могут проявляться в следующих видах:

отсоединение провода низковольтной (силовой) цепи от зажима аппарата вследствие ослабления его крепления или выплавления провода силовой цепи из наконечника и соединение его с корпусом;
пробой изоляции стойки аппарата, имеющей металлический стержень, на этот стержень. Пробой может быть у таких аппаратов, как электропневматические контакторы и контакторные элементы группового переключателя. Как правило, пробой происходит под одним из кронштейнов аппарата из-за повреждения поверхностного слоя изоляции при установке кронштейна на стойку, ее старения, а также из-за скопления пыли и ее последующего увлажнения;
перекрытие по стойке аппарата из-за загрязнения или увлажнения ее поверхности и соединение вследствие этого кронштейна аппарата с элементами крепления стойки к каркасу или с его металлическим основанием. Перекрытие стоек происходит у таких аппаратов, как электромагнитные контакторы, электропневматические контакторы со стойками из стеклопласта, элементы кулачковых аппаратов ПкР, ПкТ, ПкС и ПкД, а также у изоляторов крышевого оборудования и полиэтиленовых шлангов токоприемников;
падение забытого при техническом обслуживании электровоза инструмента с каркаса блока аппаратов или с каркаса самого аппарата и соединение его токоведущих элементов с одним из этих каркасов;
пробой изоляции обмоток электрических машин из-за нарушений технологии изготовления или ремонта, старения изоляции, ее преждевременного высыхания из-за продолжительной работы с большими токами, а также увлажнения;
круговой огонь, возникающий на коллекторах электрических машин.

Как правило, к.з. сопровождается отключением защитного аппарата силовой или низковольтной цепи. Если величина тока к.з. по каким-то причинам не достигает тока уставки защитного аппарата, происходит понижение напряжения в силовой или низковольтной цепи в момент ее подключения. Кроме того, к.з. в силовой цепи сопровождается хлопком дуги в дугогасительных устройствах аппаратов, размыкающих эту цепь; возможны дым, огонь или отсветы дуги. Признаками к.з. являются запах горелой изоляции проводов или ее обугливание, копоть и обугливание изоляции стоек аппаратов, подгар или оплавление контактов. В электрических машинах видны следы кругового огня в коллекторно-щеточном узле. Обрыв электрической цепи — это прекращение прохождения тока по электрической цепи. Они проявляются в виде отсоединений проводов от аппаратов без касания ими корпуса, нарушений контакта в кнопках, контактной системе реле, контакторных элементах контроллера машиниста из-за запыленности, слабого нажатия контактов или их подгара. Возможны также наволакивание грязи на медные сегменты блокировочных устройств силовых аппаратов, слабое нажатие блокировочных контактов, отгибание или их излом, выплавление наконечников проводов силовой цепи из-за недостаточного нажатия контактов аппаратов данной цепи. Возможны невключения аппаратов из-за механической неисправности привода, смещения подвижного контакта относительно неподвижного выше нормы, вызывающего трение первого о перегородки дугогасительной камеры, замерзания смазки, недостаточного давления сжатого воздуха или отсутствия последнего в приводе.

Признаком обрыва электрической цепи и ее последствием является является невозможность сбора одной из цепей. При этом иногда возникает звонковая работа одного из аппаратов. Защита при обрыве электрической цепи не срабатывает. Соединение проводов между собой является наиболее редко встречающейся неисправностью электрических цепей, но ее обнаружение и, особенно, устранение являются весьма затруднительными. Соединение проводов между собой происходит из-за перетирания их изоляции в пучках проводов в местах перегиба около реек зажимов, в пульте машиниста или контроллере машиниста. Кроме того, данная неисправность возникает из-за соединения наконечников проводов на зажимах аппаратов, соединения блокировочных пальцев из-за ослабления их крепления или соединения их посторонним предметом. Соединение проводов выражается в том, что при сборе той или иной электрической цепи включается один или несколько аппаратов, что не предусмотрено схемой данной цепи.

Сроки устранения аварий

Сейчас сроки ликвидации аварий прописаны в ПП РФ № 416 скудно. Сказано, что АДС должна незамедлительно ликвидировать засоры внутридомовой инженерной системы водоотведения и мусоропроводов.

Сроков на устранение аварийных повреждений внутридомовых инженерных систем холодного и горячего водоснабжения, водоотведения и внутридомовых систем отопления и электроснабжения вообще нет.

Законодатели решили, что раз телепорт ещё не изобрели, сроки ликвидации аварий нужно детализировать. По новым правилам, которые вступят в силу с 1 марта 2021 года, ответить на звонок собственника или пользователя помещения в МКД аварийно-диспетчерская служба должна в течение 5 минут. Дольше заставлять ждать человека нельзя.

Не успели ответить – перезвоните в течение 10 минут с момента поступления звонка. Или же предусмотрите возможность оставить голосовое или электронное сообщение. Такое сообщение АДС должна рассмотреть в течение 10 минут после поступления.

Полчаса с момента регистрации заявки отводится на локализацию аварий на внутридомовых системах ГВС и ХВС, водоотведения, отопления и электроснабжения. На ликвидацию засоров внутридомовой инженерной системы водоотведения можно потратить два часа с момента регистрации заявки.

А вот устранить саму аварию нужно не дольше чем за 3 дня с даты аварийного повреждения. При этом при таких авариях АДС обеспечивает подачу коммунальных услуг в срок, не нарушающий установленную продолжительность перерывов в предоставлении коммунальных услуг.

Кроме того, при аварийных повреждениях внутридомовых инженерных систем ХВС и ГВС, водоотведения и отопления АДС должна сообщить в орган местного самоуправления, на территории которого находится дом, характер повреждения и срок его устранения.

Засор мусоропровода устраняется за 2 часа после регистрации заявки, но не раньше 8 часов и не позднее 23 часов при круглосуточном приёме заявок.

После регистрации заявки в течение получаса нужно оценить срок её выполнения и проинформировать о нём заявителя.

Срок устранения мелких неисправностей согласовывается с заявителям. Это может быть хоть 2 часа ночи, всё равно нужно выехать, потому что АДС работает круглосуточно.

Основные разновидности электрических травм

От степени поражения человека электрическим током будет зависеть тип полученной травмы. К основным видам травм относят:

Электрический ожог – самое распространенное поражение. Есть сразу три основные вида травмы. Контактная форма – при прямом контакте с источником напряжения; электрический ток проходит через все тело больного. Дуговое поражение – ток проходит не через все тело пациента, а воздействует на него электрической дугой. Последним видом считается смешанное поражение, которое отличается совмещением контактной и дуговой формы. Электроофтальмия. Электрическая дуга провоцирует мощное излучение ультрафиолетовых лучей, которое приводит к облучению и ожогу глаз. От такого эффекта на конъюнктиве глаза в короткие сроки развивается воспалительный процесс

Чтобы такого состояния не произошло, важно применять специализированную защиту от поражения током, а также выполнять основные правила по работе с его источниками. Металлизация. При таком состоянии в кожные покровы проникают частички металла, которые расплавляются под действием электрического тока

Это мелкие элементы, проникающие в наружные слои кожных покровов, в особенности это касается открытых участков тела. Следует помнить, что такое состояние не может привести к летальному исходу. В скором времени неприятные признаки поражения пройдут, состояние кожи восстановится, нормализуется ее цвет и уйдет болевой синдром. Электрические знаки. Химическое и тепловое действие, которое провоцирует формирование своеобразных символов на теле с выраженными границами и цветом от серого до желтого оттенка. Такие символы могут быть разной формы (от круглой до овальной), а также представлять собой линии и точки. На кожных покровах на этом участке тела начинает активно развиваться некроз. В результате из-за омертвления наружных пластов кожа становится твердой. Такое состояние по прошествии определенного отрезка времени проходит по причине регенерации кожи. Кожные покровы восстанавливают свой естественный цвет и упругость. Механическое повреждение кожи. Такое состояние появляется при длительном воздействии электрического тока на организм человека. Оно ведет к разрыву связок, мышц, в результате сильного мышечного напряжения. Кроме этого, человек может получить травму сосудисто-нервного пучка. Иногда могут возникнуть тяжелые травмы (к примеру, переломы и полные вывихи). Если первая помощь при ударе электрического тока была оказана слишком поздно либо воздействие тока было слишком длительным, то нельзя исключать и летальный исход

При таком состоянии в кожные покровы проникают частички металла, которые расплавляются под действием электрического тока. Это мелкие элементы, проникающие в наружные слои кожных покровов, в особенности это касается открытых участков тела. Следует помнить, что такое состояние не может привести к летальному исходу. В скором времени неприятные признаки поражения пройдут, состояние кожи восстановится, нормализуется ее цвет и уйдет болевой синдром. Электрические знаки. Химическое и тепловое действие, которое провоцирует формирование своеобразных символов на теле с выраженными границами и цветом от серого до желтого оттенка. Такие символы могут быть разной формы (от круглой до овальной), а также представлять собой линии и точки. На кожных покровах на этом участке тела начинает активно развиваться некроз. В результате из-за омертвления наружных пластов кожа становится твердой. Такое состояние по прошествии определенного отрезка времени проходит по причине регенерации кожи. Кожные покровы восстанавливают свой естественный цвет и упругость. Механическое повреждение кожи. Такое состояние появляется при длительном воздействии электрического тока на организм человека. Оно ведет к разрыву связок, мышц, в результате сильного мышечного напряжения. Кроме этого, человек может получить травму сосудисто-нервного пучка. Иногда могут возникнуть тяжелые травмы (к примеру, переломы и полные вывихи). Если первая помощь при ударе электрического тока была оказана слишком поздно либо воздействие тока было слишком длительным, то нельзя исключать и летальный исход.