Казахстан, г. Актобе, тяговая подстанция 110/27,5/10 кВ «Актобе-Тяга» Актюбинского отделения магистральной сети (КТЖ). Открытое распределительное устройство (ОРУ) 110 кВ, силовой трехфазный масляный трансформатор ТДТНЖ-40000/110. 14 сентября 2021 года, дневная смена, 11:42.
Что произошло (хроника ЧП):
Во время планового осмотра оборудования дежурный электромонтер 5-го разряда и мастер подстанции зафиксировали повышенный гул и вибрацию бака трансформатора Т-1, находившегося под номинальной нагрузкой. На крышке трансформатора в районе маслонаполненного высоковольтного ввода 110 кВ фазы «В» было замечено легкое дымление и капельная течь трансформаторного масла по фарфоровой покрышке.
Вместо того чтобы немедленно вывести трансформатор из работы дистанционным отключением головных высоковольтных выключателей 110 кВ со щита управления и удалиться за пределы ОРУ, оперативный персонал подошел вплотную к маслоприемнику трансформатора, пытаясь рассмотреть источник течи через бинокль снизу вверх.
В этот момент внутри фарфорового изолятора произошел необратимый тепловой пробой твердой изоляции остова ввода с переходом в глухое междуфазное короткое замыкание на заземленный бак через электрическую дугу.
Механика аварии:
- Развитие электрической дуги в замкнутом объеме: Напряжение 110 000 Вольт при мощности КЗ подстанции пробило масляный промежуток. Температура столба электрической дуги мгновенно достигла 15 000–20 000 °C.
- Лавинообразный пиролиз и газовыделение: При такой температуре минеральное трансформаторное масло мгновенно разлагается с бурным выделением водорода (до 70%), ацетилена, метана и этилена. Объем выделившегося горючего газа за сотые доли секунды превысил сотни литров.
- Гидродинамический удар и разрыв бака: Поскольку масло — несжимаемая жидкость, ударная гидравлическая волна ударила изнутри в стенки и крышку стального бака. Предохранительный выхлопной клапан и мембрана выхлопной трубы не успели компенсировать скачок давления, превысивший 15 атмосфер.
- Взрывной срыв крышки и разрушение фарфора: Бак трансформатора лопнул по верхнему сварному периметру. 200-килограммовый фарфоровый изолятор ввода разорвало на тысячи острых осколков, разлетевшихся со скоростью шрапнели.
- Объемная вспышка: Около 30 тонн раскаленного до сотен градусов масла под внутренним давлением выплеснулось наружу в виде мелкодисперсного аэрозоля, смешалось с атмосферным кислородом и сдетонировало от открытой дуги, образовав огненный шар диаметром свыше 25 метров.
Последствия:
Электромонтер и мастер находились в 4 метрах от трансформатора — прямо в эпицентре теплового удара и механического выброса.
- Термическое воздействие: Температура фронта пламени на расстоянии 5 метров мгновенно превысила 1000 °C. Рабочие получили глубокие термические ожоги III–IV степени практически 100% поверхности тела. Обычная спецодежда мгновенно воспламенилась, синтетические элементы расплавились на коже, произошел мгновенный ожог верхних дыхательных путей раскаленными газами. Оба работника погибли на месте происшествия от необратимого термического шока.
- Осколочные поражения: Высокоскоростные осколки твердого фарфора изолятора нанесли множественные проникающие ранения корпуса и головы.
- Разрушение инфраструктуры: Огненный вал уничтожил соседние шинные мосты, трансформаторы тока и кабели релейной защиты, полностью обесточив тяговый участок железной дороги более чем на 12 часов.
Грубейшие нарушения:
- Приближение персонала к силовому трансформатору при явных признаках внутреннего повреждения (ненормальный гул, дым, течь масла из ввода под напряжением).
- Попытка визуального обследования дефекта на месте вместо немедленного аварийного отключения оборудования с главного щита управления.
- Несрабатывание или задержка срабатывания дифференциальной и газовой защит из-за некорректных уставок времени отключения головного выключателя 110 кВ.
- Нахождение в пределах маслоприемной чаши работающего высоковольтного аппарата без защитных термостойких костюмов (комплектов для защиты от термических рисков электрической дуги).
Как выжить (инструкция при нештатной работе трансформаторов и маслонаполненного оборудования):
- Любой треск или дым — мгновенный отход: При обнаружении вибрации, нехарактерного щелканья внутри бака, выброса масла через дыхательный клапан или дымления вводов персонал обязан немедленно развернуться и покинуть зону ОРУ на расстояние не менее 30–40 метров.
- Отключение только дистанционно: Запрещено производить любые локальные манипуляции возле аппарата. Снятие напряжения выполняется только дистанционно с щита управления отключением головных выключателей со стороны высшего и низшего напряжений.
- Осмотр только после вывода в ремонт: Приближение к трансформатору разрешается исключительно после:
- Полного снятия напряжения со всех сторон;
- Визуального разрыва цепи разъединителями;
- Включения заземляющих ножей и проверки отсутствия напряжения;
- Анализа срабатывания газового реле (проба газа на горючесть).
- Средства защиты от дуги: На территории ОРУ и ЗРУ нахождение допускается строго в застегнутых термостойких костюмах из арамидных волокон (типа Номекс), термостойких подшлемниках, касках с защитными щитками и диэлектрических перчатках/ботах. Этот комплект не спасет от прямого взрыва 30 тонн масла в упор, но защитит от смертельных вторичных термических вспышек на дистанции.