Где и когда произошло:
Казахстан, Карагандинская область, г. Жезказган, понизительная подстанция ПС 110/10 кВ № 17 ТОО «Жезказганская распределительная электросетевая компания» (ЖРЭК). Закрытое распределительное устройство (ЗРУ-10 кВ), комплектное распределительное устройство ячейки КРУ серии К-59 с вакуумным выключателем. Декабрь 2021 года, дневная смена, 11:20.
Что произошло (хроника ЧП):
Электромонтер по ремонту и монтажу кабельных линий 4-го разряда (31 год) и мастер смены выполняли вывод в плановый текущий ремонт ячейки секционного выключателя. После перевода вакуумного выключателя в ремонтное положение выкатная тележка была извлечена из корпуса шкафа КРУ на инвентарный столик.
Внутри отсека остались автоматические защитные шторки, которые под действием пружин перекрывают доступ к неподвижным высоковольтным контактам (губкам), находящимся под напряжением 10 000 Вольт от смежной неотключенной секции шин. Из-за деформации направляющей кулисы левая шторка опустилась не полностью, оставив щель шириной около 40 мм.
Мастер отлучился на щит управления для сверки бланка переключений. Электромонтер, не проверив отсутствие напряжения указателем высокого напряжения (УВН) и не вывесив плакат «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ», решил заглянуть за шторку для визуальной оценки состояния изоляторов. Освещение коридора ЗРУ было тусклым, и рабочий достал из кармана металлическую слесарную измерительную рулетку с гибким стальным полотном.
Просунув кончик рулетки в зазор шторки, чтобы замерить расстояние до опорной конструкции, он приблизил заземленное через его руки стальное полотно к верхней фазе «В» на критическое расстояние менее 30 мм. Воздушный промежуток был мгновенно пробит, возникло трехфазное дуговое короткое замыкание.
Механика аварии:
- Электрический пробой воздушного диэлектрика: Пробивное напряжение сухого воздуха составляет около 3 кВ на 1 мм зазора. При амплитудном напряжении фазы свыше 8 кВ внесение металлического проводника вызвало резкое искажение электростатического поля. Ионизация воздуха сформировала проводящий плазменный шнур.
- Термодинамика электрической дуги (Arc Flash): Мощность короткого замыкания на шинах 10 кВ подстанции достигла 250 МВА при токе КЗ свыше 14 кА. Температура в плазменном канале дуги подскочила до 12 000–15 000 °C (вдвое выше температуры поверхности Солнца).
- Взрывное расширение воздуха (Arc Blast): Воздух внутри замкнутого шкафа КРУ объемом всего 1,5 м³ за миллисекунды нагрелся до тысяч градусов. Взрывной скачок давления превысил 4–5 атмосфер ($400\text{–}500\text{ кПа}$).
- Фазовый переход металлов (паровой взрыв меди): Медные шины сечением 80×10 мм и стальное полотно рулетки мгновенно перешли из твердого состояния в пар. При испарении медь увеличивается в объеме приблизительно в 67 000 раз, создавая избыточное давление подобно объемному детонационному заряду.
- Срыв клапанов и разрушение корпуса: Избыточное давление сорвало защитные верхние разгрузочные клапаны сброса давления шкафа, а лицевую панель и выкатную тележку выбросило в коридор обслуживания. Наружу вырвался направленный факел раскаленной ионизированной плазмы и капель жидкого расплава меди.
Последствия:
Электромонтер стоял прямо напротив открытого проема шкафа КРУ на расстоянии вытянутой руки.
- Тотальный термический шок: Прямое радиационное и конвективное тепловое излучение вызвало мгновенное воспламенение хлопчатобумажного подшлемника и обычной куртки (рабочий находился без термостойкого защитного комплекта). Тотальные термические ожоги III–IV степени 95% поверхности тела с обугливанием мягких тканей лица, груди и верхних конечностей.
- Баротравма и кинетический удар: Взрывная волна силой более 4 атмосфер выбила рабочего из ячейки и отбросила на противоположную стену коридора ЗРУ (удар спиной и затылком о железобетон, перелом свода черепа и закрытая травма грудной клетки).
- Мгновенная гибель: Смерть наступила на месте происшествия от сочетанного действия взрывной баротравмы, термического разрушения дыхательных путей и обширного обугливания тканей.
- Авария на энергообъекте: Отходящая ячейка полностью выгорела, автоматическая газовая дуговая защита разгрузила вводный выключатель, обесточив насосную станцию и жилой массив города на 4,5 часа.
Грубейшие нарушения:
- Проведение любых манипуляций и измерений внутри электроустановки металлической рулеткой, складным метром или линейкой.
- Приближение инструмента и частей тела к токоведущим частям, находящимся под напряжением 10 кВ, на расстояние менее допустимого (менее 0,6 метра по ПУЭ/ПТБ).
- Выполнение работ без проверки отсутствия напряжения указателем УВН и без установки переносного защитного заземления (ПЗ) на отключенные шины.
- Нарушение принципа надзора: выполнение работ членом бригады в отсутствие производителя работ (мастера).
- Работа в электроустановках выше 1000 В без применения сертифицированного термостойкого костюма (комплекта от электрической дуги) и защитного щитка с огнестойким подшлемником.
Как выжить (инструкция по электробезопасности в распределительных устройствах 6–10 кВ):
- Золотое правило электробезопасности — «Отключи, проверь, заземли»:
- Отключить коммутационный аппарат и создать видимый разрыв цепи;
- Запереть привод на механический замок и вывесить запрещающий плакат;
- Проверить отсутствие напряжения поверенным указателем напряжения (УВН), предварительно проверенным на заведомо работающей установке;
- Наложить защитное заземление (ПЗ) или включить стационарные заземляющие ножи. Только после этого зона считается безопасной для прикосновения.
- Абсолютный запрет металлического инструмента: В действующих электроустановках категорически запрещено использовать металлические рулетки, металлические линейки, штангенциркули и незащищенный слесарный инструмент. Любые замеры вблизи шин производятся только изолирующими диэлектрическими штангами или непроводящими лазерными дальномерами с безопасного расстояния.
- Комплект от электродуги — броня энергетика: Вход в ЗРУ и любые переключения в КРУ выполняются исключительно в застегнутом термостойком костюме (хлопок с огнестойкой пропиткой типа «Номекс» плотностью не менее 400 г/м²), защитной каске с поликарбонатным экраном, стойким к дуге, термостойком подшлемнике и диэлектрических перчатках поверх термостойких перчаток. Комплект отсекает тепловой импульс и оставляет человеку шанс выжить при дуговой вспышке.
- Защитные шторки ячейки — не трогать: Если шторки автоматического закрытия контактов КРУ не захлопнулись до конца, запрещено поднимать их руками, заглядывать внутрь с фонариком или просовывать предметы. Исправление дефекта кулисы выполняется только после полного снятия напряжения с секции шин ЗРУ и заземления всей секции.