Пожарная опасность трансформаторов

1 Безопасность жизнедеятельности

Современные энергетические предприятия оснащены новейшей техникой, в основе которой заложены принципы охраны труда конструкции машины, механизмы, различные оборудования электроустановок призваны обеспечить безопасные условия труда. Однако, поскольку в процессе работы возможны повреждения и поломки различных приборов, электроустановок, а также при нарушении технологического режима производственных инструкций могут возникнуть аварийные ситуации, и как следствие несчастные случае с людьми.

1.1 Пожарная опасность трансформаторов

Трансформаторы представляют собой электрические устройства, используемые для преобразования переменного тока при определенном напряжении в другое напряжение переменного тока с использованием принципов электромагнетизма и электромагнитной индукции. В процессе преобразования напряжения выделяется тепло из-за электрического сопротивления

По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и жидкостные. У сухих трансформаторов обмотки и сердечник охлаждаются окружающим воздухом. Эти трансформаторы менее пожароопасные, чем жидкостные, так как в них горючим материалом является лишь твердая изоляция. Однако они дороги и громоздки.

Жидкость внутри трансформаторов называется изолятором, изолирующей жидкостью или диэлектрической жидкостью. Минеральные масла на нефтяной основе используются в качестве изоляционных жидкостей для трансформаторов. Благодаря своей малой вязкости и высокой текучести, масла глубоко проникает в поры волокнистой изоляции (бумага, картон и др.), повышая ее электрическую прочность.  

Горючими материалами в масляных трансформаторах являются: изоляционное масло, применяемое в больших количествах, деревянные детали, а также бумажная и хлопчатобумажная изоляция обмоток. В сухих трансформаторах минеральное масло отсутствует, а остальные горючие материалы аналогичны применяемым в масляных трансформаторах.

Минеральное масло представляет собой высокоочищенное масло на основе углеводородов и является наиболее широко используемой изоляционной жидкостью не только в трансформаторах, но также в выключателях, реакторах, реостатах, конденсаторах и кабелях. Эти масла могут вытекать из-за прокладок, трещин в изоляции или незакрепленных крышек люков, что приводит к экологическим проблемам из-за их токсичности и даже к пожарам и / или взрывам из-за прямого контакта вытекшего масла с высоковольтными элементами. Когда внутренняя температура трансформатора достигает 150-300 ° C в ненормальных условиях, минеральные масла выделяют такие газы, как водород и метан путем химического разложения. При температурах выше 300°С образуется этилен, а выше 700°С большое количество водорода и этилена. Эти газы имеют тенденцию частично или полностью растворяться в минеральном масле, и могут образовывать горючие/воспламеняющиеся смеси, если они выходят из отсека трансформаторного масла, что приводит к неожиданным пожарам/взрывам.

В сухих трансформаторах при сильных перегревах обмоток хлопчатобумажная изоляция, пропитанная лаками, может воспламениться и гореть под воздействием кислорода окружающего воздуха. Важнейшими параметрами пожарной безопасности жидкостей являются их температура возгорания и температура вспышки. Жидкость воспламеняется только в том случае, если ее температура достигает точки воспламенения, и она подвергается воздействию источника воспламенения. При нагревании жидкости концентрация пара над жидкостью увеличивается. При температуре вспышки образующаяся паровоздушная смесь может воспламениться; при дальнейшем повышении температуры до точки воспламенения горение будет поддерживаться на поверхности жидкости. Температура воспламенения и температура вспышки минерального масла составляют 165 и 145 °C соответственно. То есть в типичных условиях окружающей среды минеральное масло может гореть, но не воспламеняется легко. Однако из-за чрезмерного нагрева минеральное масло может стать горючим или легковоспламеняющимся.