Миллиметр до КЗ

22 December 2020
20k full reads
4 min.
82k story viewsUnique page visitors
20k read the story to the endThat's 25% of the total page views
4 minutes — average reading time

“Кто-нибудь, сделайте что-нибудь! Кто-нибудь, позвоните кому-нибудь!” – возникли в моем мозгу фразы из фильма “Семь”, когда я увидел эту картину.

Миллиметр до короткого замыкания
Миллиметр до короткого замыкания
Миллиметр до короткого замыкания

На “острых” концах вводного рубильника ABB OT630E30 висела металлическая гайка. Меня прошибло пóтом, когда я представил, что может произойти в любое мгновение. И сколько эта гайка там висела – с прошлого обхода, или же открутилась секунду назад, во время открытия двери шкафа?

Как устроена наша энергослужба, и как проводится техобслуживание и обходы оборудования, я уже писал на Дзене.

При этом производственная линия, о которой идёт речь, ехала на всех парáх. Линия такова, что её обслуживает более 10 человек, а подобных вводов с подключением от шинопровода – несколько. Поскольку сильная вибрация в этом месте – обычное дело, эта металлическая гайка, открутившаяся с вводной муфты, в любую секунду могла соскочить вниз, сдвинуться на пару миллиметров, и тогда… Что тогда – поговорим в этой статье.

UPD. В комментариях меня обвиняют, что я вру - не бывает на муфтах металлических гаек, потому что комментаторы их не встречали. Аргумент железный)
Отвечаю: монтаж линии делали немцы, муфты приехали из Германии, целый ящик, до сих пор остались. Была бы пластиковая гайка - какой смысл в статье?

Я писал много об этом оборудовании в своих статьях – например, про то, как обжатые наконечниками провода, вставленные в слаботочные клеммы, могут работать как полупроводник.

И про то, как я не мог раскочегарить агрегат два дня и две ночи, хотя проблема была простейшей.

И про то, почему сгорел двигатель на низких оборотах.

Ссылки ведут на мой канал Яндекс.Дзен. Кто ещё не подписался?

Условия возникновения КЗ

Чтобы полнее ощутить проблему, про которую мы будем говорить, почитайте мою недавнюю статью – что такое ток короткого замыкания – его причины, разновидности, измерение, и т.д.

Что мы имеем? Линия питания в данном случае имеет такое строение.

Источник напряжения – КТП (комплектная трансформаторная подстанция) с трансформатором 10/0,4 кВ, мощностью 1000 кВА:

Трансформатор масляный ТМ 10/0,4 кВ на КТП
Трансформатор масляный ТМ 10/0,4 кВ на КТП
Трансформатор масляный ТМ 10/0,4 кВ на КТП

В составе КТП – автоматический выключатель выкатного типа АВМ-20, сделанный при Брежневе, с неизвестными уставками по сверхтоку (перегрузке и короткому замыканию).

С выключателя АВМ-20 напряжение поступает на шинопровод ШРА-73 с алюминиевыми шинами. Номинальный ток – 630 А. Длина – около 70 м.

Шинопровод ШРА-73, бирка на шинопроводе
Шинопровод ШРА-73, бирка на шинопроводе
Шинопровод ШРА-73, бирка на шинопроводе

К шинопроводу подключены одножильные кабели гибкие типа КГ сечением 95 мм². Длина этого участка – 15 м.

Подключение гибких медных проводов к шинопроводу через наконечники (на фото – другие провода, но суть та же)
Подключение гибких медных проводов к шинопроводу через наконечники (на фото – другие провода, но суть та же)
Подключение гибких медных проводов к шинопроводу через наконечники (на фото – другие провода, но суть та же)

Наконечники “алюмомедные”, место опрессовки мы заматываем белой изолентой. Почему не белой термоусадкой? Потому что белая изолента под рукой всегда, а белая термоусадка с феном – нет. А почему именно белой? Я рассказал подробно об этом в статье на Дзене Лайфхак с белой изолентой.

Через кабельные муфты провода вводятся в силовой шкаф на клеммы рубильника ABB OT630E30 с номинальным током 630 А.

Рубильник ABB с номинальным током 630 А. Рубильник выключен, но на верхних контактах напряжение 400 В!
Рубильник ABB с номинальным током 630 А. Рубильник выключен, но на верхних контактах напряжение 400 В!
Рубильник ABB с номинальным током 630 А. Рубильник выключен, но на верхних контактах напряжение 400 В!

Данные питаемого оборудования:

Электротехнические данные подключенной технологической линии
Электротехнические данные подключенной технологической линии
Электротехнические данные подключенной технологической линии

Из приведенных данных можно судить, что ток КЗ в точке предполагаемого КЗ должен быть огромным – десятки килоампер. А последствия – феерическими!

Вот ещё ответ тем, кто пишет в комментариях, что металлических гаек не бывает:

Какие могли быть последствия КЗ?

Электрики – люди, которые всегда думают о самом плохом. Конечно, это не означает, что они пессимисты. Они думают про самые плохие исходы событий – про максимально допустимый ток в цепи (из этого выбирают защитный автоматический выключатель) или про то, что большинство людей, вытаскивая вилку из розетки, думают совсем не о надежности крепления розетки в стене (поэтому нужно дополнительно крепить розетку саморезами, не надеясь на обычные “лапки”)

Поэтому про комментаторов, которые мне пишут "закрутил гайку, и всё! Чего тут так много написано?" понимаю, что они простые электромонтёры, но никаким образом не инженеры, которые включают мозг и анализируют события.

Что могло быть? Это не то короткое замыкание, которое произойдёт при замыкании в розетке! При этом инциденте могли произойти последствия гораздо хуже! Вот, что пришло мне на ум, когда я немного успокоился:

  1. В результате КЗ через гайку эта гайка просто-напросто сгорела бы, защита могла не сработать, и никто ничего бы не заметил до следующего обхода. Это самый лёгкий исход.
  2. Мог выбить автомат на КТП, питающий данную линию. Выключение по КЗ – это всегда если не авария, то предельные режимы и перегрузки для всех элементов системы, особенно с такими токами. Кроме того, внезапная нештатная остановка линии приводит к материальным и временным потерям. А нервные клетки, говорят, вообще не восстанавливаются.
  1. Если бы автомат не сработал, при КЗ могла возникнуть дуга, которую прекратить не так-то просто. Дуга – это фактически мощное открытое пламя, которое легко приводит к пожару. Ток дуги меньше, чем ток КЗ, и автомат окажется не при делах. Хорошо, что шкаф закрыт и герметичен, воздушное охлаждение имеет замкнутый контур, с охлаждением от контура с холодной водой.
  2. КЗ и дуга – это мощная электромагнитная помеха, которая очень негативно влияет даже на силовые цепи, не говоря про цепи управления и коммуникаций. В том же шкафу расположены два преобразователя частоты, которые управляют синхронными двигателями 1,5 кВт с резольверами, и драйвер двигателя постоянного тока на 75 кВт. Управление – через сеть ProfiBus, которая также идет на другие частотники и контроллеры. Всё это могло весело и со спецэффектами навернуться, введя оборудование в длительный простой. Почитайте, что произошло с ПЧ в результате КЗ на его силовом ВХОДЕ.

В конце статьи будет видео, что бывает в таких случаях.

Как устранили неисправность

Конечно, первая мысль после того, как остановили линию и обесточили шинопровод – кто виноват и что делать?

Если вы читали статью про устройство энергослужбы на нашем предприятии (ссылка выше), то знаете, кто виноват. Кроме того, монтажникам тоже минус – он не предусмотрели вероятность откручивания гайки. Нужно было сажать её на фиксатор резьбы (что мы в итоге и сделали, причем по всему заводу), а между полюсами устанавливать пластиковые перегородки, которые обычно идут в монтажном комплекте к силовым автоматам и рубильникам. На фото выше видно, что пазы для установки таких перегородок в рубильнике есть. Халатность.

Кстати, монтировали линию немецкие специалисты! Мы лишь помогали тянуть кабели. Не отрицаю, есть и, наш грех – никому доверять нельзя, весь монтаж нужно проверять.

Что делать? Как раз пришел момент менять данный рубильник. На этой линии уже меняли подобный рубильник ABB – у них слабые силуминовые кулачки, которые перемещают контакты. Или наши операторы слишком сильные).

В общем, было принято решение поставить автоматический выключатель от IEK типа ВА88-37. Тем, кто скривился и подумал “не комильфо, ABB менять на IEK!”, отвечу – однажды мы заказывали рубильник ABB, он приехал через пол года. Цена ИЕК – в несколько раз ниже, а купить его можно за пол часа. Кроме того, автомат обеспечивает дополнительно защиту от сверхтока, чего нет в рубильнике.

Автомат IEK установлен на место рубильника ABB
Автомат IEK установлен на место рубильника ABB
Автомат IEK установлен на место рубильника ABB

Автомат имеет номинальный ток 315 А, ток электромагнитного расцепителя 10In, отключающая способность Ics=Icu=35 кА. Подробнее, что означают эти параметры, я рассказывал на Дзене в статье Характеристики автоматических выключателей.

Впоследствии я установил выносную ручку на дверь и механизм дистанционного выключения (стальной стержень). Но это уже совсем другая история.

Видео

Уверен, что вы видели много видео с коротким замыканием и дуговым разрядом в интернете, а если “повезло”, то и в реальной жизни. Но вот ещё парочка. Слабонервным электрикам не смотреть!

Согласен, последствия на 0,4 кВ будут не так страшны, как на 10 кВ. Но факт остается фактом.

Опрос

Коллеги, на основании своего опыта, как думаете, к чему могло привести падение гайки и КЗ на острых концах? В любом случае, интересно будет почитать ваши версии и реальные случаи, и обсудить проблему в комментариях!

Источник статьи

Статьи в тему производства:

Некоторые мои статьи на Дзене про электродвигатели и пром.оборудование:

Автор канала даёт консультации и пишет на заказ статьи по вопросам промышленной и бытовой электрики и электроники. Подробности здесь.

Если возникло желание отблагодарить Автора канала СамЭлектрик.ру:

Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric

Не забываем подписываться и ставить лайки, впереди много интересного!

Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню.