Причини перехідних процесів

Перехідні процеси виникають при зміні електрорушійної сили в ланцюгу, напруги живлення, прикладеного до ланцюга, або при комутації елементів, що призводять до зміни її параметрів: опір, індуктивність або ємність.

Основні причини виникнення перехідних процесів:

• Комутації в електричному ланцюзі (включення та вимкнення джерел живлення, приймачів енергії);
• Коротке замикання ділянці ланцюга;
• Обриви в електричному ланцюзі;
• Зміни механічного навантаження на валу електродвигунів та ін;
• Вплив атмосферних розрядів;
• Вплив потужних магнітних полів;
• Коливання величини будь-якого параметра.

Фізична причина виникнення перехідних процесів

Фізичною причиною виникнення перехідних процесів в електричних ланцюгах є наявність у них запасеної енергії. Енергія запасається в індуктивностях та ємностях.

Відповідно до законів комутації енергія магнітного та електричного полів у цих елементах не може змінюватися стрибком. Через це в ланцюзі виникають перехідні процеси, які не можуть закінчитися миттєво.

Перехідний процес виникає через невідповідність величини запасеної енергії в магнітному полі котушки індуктивності та електричному полі ємності (конденсатора) з її значенням для нового стану електричного ланцюга.

Лекції з ТОЕ

• Історія електротехніки
• ТОЕ та електроніка
• Основні відомості
  • Основні визначення
  • Топологія ланцюга
  • Перетворення ланцюгів
  • Елементи електричного кола
  • Режими роботи
  • Постійний струм
  • Змінний струм
  • Постійний струм
  • Змінний струм
  • Потужність
  • Магнітне поле
  • Постійна МДС
  • Змінна МДС
  • Феромагнітні матеріали
  • Однофазний трансформатор
  • Трифазний трансформатор
  • Постійний струм
  • Змінний струм
  • Електропривід
  • Параметри
  • Рівняння
  • Схеми заміщення
  • Фільтри
  • Холостий хід
  • Коротке замикання
  • Характеристичний опір
  • Коефіцієнт розповсюдження
  • Передатна функція
  • Зворотні зв'язки
  • Загальні відомості
  • Класичний метод
  • Операторний метод
  • Інтеграл Дюамелю
  • Основна література
  • Додаткова література
  • Збірники завдань

  Причини виникнення та наслідки перехідних процесів

  З усього різноманіття причин порушення нормального режиму енергетичної системи та її підсистем найбільш поширеними перехідними процесами, що становлять перехідний режим, є:

  • 1) внутрішні перенапруги, які залежно від тривалості впливу на ізоляцію поділяються на стаціонарні, квазістаціонарні та комутаційні;
  • 2) вплив поштовхоподібного навантаження електроприймачів на роботу системи електропостачання;
  • 3) виникнення місцевої несиметрії;
  • 4) пуск, реверсування та самозапуск асинхронних двигунів (АТ);
  • 5) несинхронне включення синхронних двигунів (ЦД), асинхронний хід ЦД та генераторів;
  • 6) дію форсування збудження синхронних машин (СМ) за допомогою автоматичних регуляторів збудження (АРВ), а також їх збудження за допомогою пристроїв автоматичного гасіння поля (АГП);
  • 7) аперіодична нестійкість, саморозгойдування і самозбудження автономних генераторів у системах електропостачання;
  • 8) відключення та перемикання джерел живлення, автоматичне включення резерву (АВР);
  • 9) відключення та повторні включення короткозамкнутих ланцюгів, автоматичне повторне включення (АПВ);
  • 10) явище нестійкості (лавина) частоти в системі та автоматичне частотне розвантаження (АЛР);
  • 11) лавиноподібне зниження напруги;
  • 12) розподіл енергосистеми на частини;
  • 13) вплив електричного центру коливань (центру системи);
  • 14) атмосферно-кліматичні на елементи систем електропостачання;
  • 15) руйнування окремих елементів системи та його ізоляції, короткі замикання.

  Болес докладні обставини порушення нормального режиму енергетичної системи та її підсистем найбільш поширеними перехідними процесами і наслідки, що виникають при цьому, розглянуті нижче.

  Внутрішні перенапруги, які в залежності від тривалості впливу на ізоляцію поділяються на стаціонарні, квазістаціонарні і комутаційні.

  Стаціонарними перенапругами є тривалі підвищення напруги, що перевищують найбільші фазні напруги мережі. Вони можуть існувати в різних режимах роботи ЕЕС і підтримуватись у разі потреби для забезпечення необхідних рівнів напруги в різних точках при максимальному або мінімальному навантаженні. Подібні перенапруги можуть тривалий час спостерігатися у споживачів у режимі мінімального навантаження при недостатній пропускній здатності ЛЕП, а на боці живлення – у режимі передачі максимальної потужності.

  Квазистаціонарні Перенапруги виникають при несприятливих поєднаннях параметрів режиму та системи (у несиметричних режимах: при однофазних або двофазних КЗ на землю, розкид дії або відмові фаз вимикача) з тривалістю від декількох секунд до десятків хвилин, що обмежується часом дії релейного захисту або оперативним персоналом.

  Квазистаціонарні перенапруги поділяються на:

  • - режимні- короткочасні, які виникають при несиметричних КЗ на землю, і тривалі, що діють протягом часу замикання на землю в мережі із ізольованою нейтраллю, а також при збудженні та розгоні генератора у разі раптового скидання навантаження;
  • - резонансні — що виникають у разі наближення однієї із частот власних коливань окремих ділянок мережі до частоти вимушеної ЕРС. Наприклад: ЛЕП має низку власних коливань. При наближенні якоїсь із цих частот до частоти генератора ЕРС напруга на ЛЕП піднімається внаслідок «ємнісного ефекту»; у неповнофазних режимах ЛЕП з приєднаним до неї реактором або трансформатором із заземленою нейтраллю резонансний контур може утворити ємність між фазами лінії з індуктивністю реактора або трансформатора; при несиметричних КЗ лінії генератор без демпферних обмоток створює значні ЕРС вищих гармонік, які можуть порушити динамічні перенапруги внаслідок резонансу однією з цих гармонік;
  • - ферорезонансні - можуть розвиватися в контурах, що містять ємність та індуктивність з насиченим магнітопроводом (трансформатор, електрична машина, реактор), на вищих і нижчих гармоніках. У несиметричній схемі в неповнофазному режимі або при обриві дроту ферорезонанс на частоті 50 Гц може виникнути в контурі: трансформатор з насиченим магнітопроводом та ємність дротів.

  Комутаційні (внутрішні) перенапруги виникають також при включенні та вимкненні вимикачів. Дія комутаційних перенапруг на ізоляцію мережевих пристроїв, особливо в електричних мережах напругою 220 кВ і вище, порівняно з атмосферними перенапругами зазвичай супроводжується виникненням електричної дуги, яка підтримується і після проходження хвилі перенапруги.Електрична дуга призводить до короткого замикання, яке потребує відключення пошкодженої ділянки.

  Вплив поштовхоподібного навантаження електроприймачів на роботу системи електропостачання. Перехідні процеси, безупинно які у навантаженні електроприймачів, можуть надавати несприятливий вплив працювати інших споживачів СЕС, наприклад, поштовхи у навантаженні, що містить потужні електродвигуни дробилок і подрібнювачів, можуть призводити до коливань напруги у системі.

  Поштовховоподібні електричні навантаження, які називаються начерками, істотно впливають на функціонування систем електропостачання. В основному вони викликаються різко змінними навантаженнями на валах синхронних та асинхронних двигунів прокатних станів, параметрами режиму дугових плавильних печей.

  Поштовх (начерк) навантаження, позначаючись як на всій системі електропостачання, так і на лінії живлення, призводить до зниження напруги у вузлі навантаження і зміни фази і рівня напруги джерела живлення. Сумірне з потужністю системи поштовхоподібне навантаження викликає в енергосистемі також коливання частоти.

  Такі ж наслідки поштовхоподібного навантаження відбуваються і в агропромислових СЕС при живленні електроприймачів від автономних генераторів та генераторів порівнянної з подібними навантаженнями потужності.

  Виникнення місцевої несиметрії. Порушення симетрії одного з елементів трифазної мережі, наприклад, відключення однієї з фаз лінії електропередачі або пошкодження однієї з обмоток силового трансформатора призводить до поздовжньої несиметрії.

  Несиметричні навантаження та несиметричні короткі замикання представляють поперечну нссиммстрію.

  Можливі випадки одночасно виникаючих несиметрій, наприклад, обрив проводу повітряної лінії, що впав на землю, утворює однофазне коротке замикання (для мереж з глухозаземленою нейтраллю), приводячи до поздовжньої та поперечної несиметрії.

  Подібні несиметричні обтяжені та аварійні зміни параметрів системи викликають відповідні значні зміни параметрів режиму, що погіршує надійність та безпеку систем електропостачання.

  Пуск, реверсування та самозапуск асинхронних двигунів. До найпоширеніших перехідних процесів, що впливають на режими вузлів навантажень, відносяться процеси, що відбуваються при пуску електродвигунів. Потужні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором мають значні пускові струми, що перевищують номінальний струм в 5-7 разів. Одночасний пуск великої кількості електродвигунів, порівнянних за пусковою потужністю з потужністю ЕЕС, може істотно вплинути на її режим.

  Перехідні процеси, подібні до пуску електродвигунів, відбуваються і при реверсуванні, коли для зміни напрямку обертання АТ використовується перемикання двох фаз живлення.

  Для підвищення стійкості та надійності технологічного процесу та найбільш відповідальних електроустановок при короткочасних зниженнях або відключеннях напруги джерела живлення використовується самозапуск електродвигунів. При відключенні напруги живлення настає режим вибігу працюючих раніше електродвигунів, коли після відключення асинхронних двигунів від мережі струм в їх статорах зникне, але магнітний потік машин зберігається за рахунок зміни струму в замкнених обмотках ротора. Потім, після швидкого відновлення електропостачання, починається пуск цих АТ, що ще обертаються з деякою швидкістю під навантаженням. У цьому виникають обтяжені перехідні процеси.

  Несинхронне включення синхронних двигунів, асинхронний хід ЦД та генераторів. Більшість синхронних двигунів запускаються методом самосинхронізації СД спочатку розганяється як асинхронний двигун, потім, досягнувши підсинхронної частоти обертання (частоти обертання зі ковзанням до 10%), на його обмотку збудження подається напруга після двигуна, що обертається. входить у синхронізм.

  Ненормальним режимом синхронних двигунів є асинхронний хід, що з'являється внаслідок випадання СД з синхронізму.

  Асинхронні режими роботи виникають і в ЕЕС при великих відхиленнях частоти обертання роторів генераторів від синхронної частоти.

  Причинами появи асинхронного режиму може бути: зникнення струму збудження, порушення динамічної стійкості після різкого обурення, порушення стійкості сильно перевантаженої системи при слабкому обуренні.

  Виникнення асинхронного режиму призводить до різних порушень нормальної роботи систем електропостачання, коли з'являються періодичні зниження напруги, електродвигуни, що гальмують, і відключають магнітні пускачі в мережі напругою 0,4 кВ.Через зниження напруги та збільшення струму може порушуватися селективна робота релейного захисту, виникають коливання активної потужності, при яких з'являється знакозмінний момент на валу турбіни генератора, що призводить до додаткових механічних зусиль, можливе виникнення резонансних коливань, небезпечних для обладнання та синхронної роботи ЕЕС.

  Дія форсування збудження синхронних машин за допомогою автоматичних регуляторів збудження, а також їх збудження за допомогою пристроїв автоматичного гасіння поля. Пристрій форсування збудження синхронних машин [23] - генераторів, компенсаторів та двигунів найбільш просто реалізується шляхом шунтування регулювального опору R контактором КМ в ланцюзі обмотки збудження збудника LGE синхронної машини G при зниженні напруги на се затисках до 85 % від номінального напруження (рис. 1.3). При цьому струм у ланцюгу обмотки збудження збудника LGE та пропорційна йому напруга збудника зростають до найбільшого значення за експоненційним законом.

  Така схема ефективно працює при різкій посадці напруги, наприклад, при пе- віддаленому короткому замиканні, збільшуючи ЕРС генератора та напругу на його шинах. Підтримка напруги генератора дозволяє зберегти роботу споживачів. Після вимкнення пошкодженої ділянки релейним захистом відновлюється нормальний режим роботи, розмикається контакт контактора КМ та регулювальний реостат R знову виконує свою функцію плавного регулювання.

  Малюнок 1.3. Схема форсування збудження синхронної машини

  При раптовому пошкодженні синхронної машини необхідно швидко зменшити магнітне поле обмотки збудження ротора зниження аварійних наслідків.Для гасіння магнітного поля застосовують схеми замикання обмотки ротора на опір гасіння, включення в ланцюг обмотки ротора дугогасної решітки (ДГР) автомата і противключення збудника. У першому випадку обмотка ротора замикається на активний опір, а потім відключається від джерела живлення. Електромагнітна енергія, що міститься в обмотці збудження, виділяється в розрядному резисторі, викликаючи поступове згасання магнітного поля. Час гасіння становить кілька секунд. У потужних генераторах така тривалість гасіння поля може призвести до значних пошкоджень його обмоток, тому більшого поширення набули автомати гасіння поля з ДГР (рис. 1.4.) [23]. ДГР вмикається в ланцюг обмотки збудження ротора генератора G.

  Малюнок 1.4. Схема гасіння поля генератора автоматичним вимикачем із дугогасними решітками

  При аварійному пошкодженні у генераторі спрацьовує захист та відключає генератор від зовнішньої мережі. При вимиканні вимикача Q розмикаються дугогасні контакти у ДГР, дуга, що виникла, втягується в дугогасну решітку і розбивається на ряд послідовних коротких дуг. контактом, що відключається, дешунтується опір Rd у ланцюзі збудження збудника GE, що знижує його струм, зменшує напругу, що подається на обмотку ротора, зменшує струм у роторі GE та енергію магнітного поля генератора G. Час гасіння магнітного поля становить 0,5-1 с.

  Для синхронних машин із напівпровідниковим збудженням гасіння поля здійснюється шляхом інвертування режиму тиристорів.

  Аперіодична нестійкість, саморозгойдування та самозбудження автономних генераторів у СЕС. Режим автономної електричної системи, що встановився, може бути нестійким в результаті перехідних процесів з малими обуреннями, що призводять до прогресуючої зміни параметрів режиму, які на початку процесу відбуваються дуже повільно, виявляючись у вигляді мимовільної зміни, що називається сповзанням або плинністю параметрів нормального режиму. Умови виникнення подібної аперіодичної нестійкості можуть бути викликані зміною потужності первинного двигуна генератора, зміною активної або реактивної потужності підключеного навантаження, а також одночасною дією цих факторів. Це також може призвести до виникнення коливань, що встановилися або наростають, — саморозгойдування. Крім того, можливе мимовільне зростання струму та збільшення напруги генераторів, що споживають ємнісну реактивну потужність, - самозбудження.

  Для виникнення саморозгойдування характерні причини підвищення активного опору в ланцюгу, неправильного вибору параметрів автоматичних регуляторів швидкості або регуляторів збудження, які прямо або опосередковано реагують на зміну швидкості.

  У системі при збільшенні швидкості з'являється додатковий ротор, що прискорює крутний момент. Саморозгойдування особливо помітно проявляється при малих навантаженнях і великому збудженні генераторів і при помітному активному опорі в ланцюгу статора, яке тим більше, чим менше потужність генератора.

  Вимкнення та перемикання джерел живлення, автоматичне включення резерву. Автоматичне включення резервного живлення є ефективним заходом, що підвищує надійність електропостачання та дозволяє практично миттєво відновити електропостачання. Дія пристроїв АВР (рис.1.5) відбувається при зникненні напруги на ділянці, що резервується, викликаному будь-якою причиною, включаючи і коротке замикання. Час дії пристроїв АВР залежить від схеми електропостачання. З метою відновлення найпростішими засобами нормальної схеми електроустановки після аварійного відключення та дії пристрою автоматики застосовується поєднання пристроїв АВР та АПВ. Пристрої АВР діють при внутрішніх пошкодженнях джерела живлення, АПВ при інших пошкодженнях.

  Малюнок 1.5. Схема встановлення засобів АВР у СЕС

  Вимикання та повторне увімкнення короткозамкнених ланцюгів, автоматичне повторне увімкнення. Значна частина коротких замикань на повітряних лініях електропередач, викликаних перекриттям ізоляції, схльостуванням проводів та іншими причинами, при досить швидкому відключенні пошкоджень релейним захистом самоусувається. При цьому електрична дуга, що виникла в місці КЗ, гасне, не встигаючи спричинити суттєвих руйнувань, що перешкоджають зворотному включенню ПЛ під напругу. Число самоустраняющихся нестійких ушкоджень практично доходить до 50-90 %.

  Зазвичай при ліквідації аварійного порушення режиму оперативний персонал здійснює випробування повітряної лінії зворотним повторним включенням під напругу. ПЛ, де сталося нестійке ушкодження, при повторному включенні залишається у роботі. Тому повторні включення за нестійких пошкоджень є успішними.

  Для прискорення повторного включення ліній електропередачі та зменшення часу перерви електропостачання споживачів обов'язково застосування пристроїв автоматичного повторного включення (рис. 1.6) на всіх повітряних та змішаних кабельно-повітряних лініях напругою вище 1 кВ.АПВ відновлює нормальну схему мережі також у тих випадках, коли відключення вимикача відбувається внаслідок помилок персоналу або помилкової дії релейного захисту.

  Малюнок 1.6. Схема встановлення засобів АПВ у СЕС

  Як показує досвід експлуатації, успішність дії АПВ на ПЛ напругою 110-220 кВ досягає 75-80 %. Найбільш ефективним є застосування АПВ на лініях з одностороннім живленням, тому що в цих випадках кожна успішна дія АПВ відновлює живлення споживачів і запобігає аварійному відключенню. Застосування АПВ на повітряних та кабельно-повітряних лініях дозволяє відновити електропостачання у 60-90 % всіх аварійних вимкнень.

  Явище нестійкості (лавини) частоти у системі та автоматичне частотне розвантаження. Явище нестійкості (лавини) частоти може бути при несприятливому поєднанні параметрів режиму генераторів і споживачів навантаження. У цих випадках невелике початкове зниження частоти посилюється, і набуває лавиноподібного характеру. Причина цього явища полягає у зниженні потужності, що видається генераторами при зниженні частоти, а також за відсутності резерву генеруючої потужності.

  Зниження частоти до небезпечних меж практично запобігається, якщо зі зниженням частоти автоматично відключається деяка частина навантаження під впливом пристроїв АЧР. Роль АЧР особливо велика в енергетичних системах невеликої та середньої потужності з малим числом електричних станцій та слабо розвиненими електричними мережами.

  Зниження частоти викликає зменшення реактивної потужності у системі й те водночас збільшення споживання реактивної потужності навантаженням, що зумовлює зниження напруги у вузлах навантаження системи.При зниженні частоти до 43-45 Гц напруга може знизитися до критичного значення, у якому виникає лавина напруги. Лавини частоти та напруги викликають масове відключення споживачів від дії їх захисту та стимулюють порушення паралельної роботи електричних станцій. Ліквідація аварія та відновлення нормального режиму системи можуть тривати кілька годин.

  Лавиноподібне зниження напруги. Появі лавини напруги зазвичай передують режими недостатньо високого збудження генераторів або збільшення реактивних опорів зв'язку. Причиною лавини напруги є дефіцит реактивної потужності, коли реактивна потужність, що генерується, в системі менше тієї, яка відповідає необхідному рівню напруги.

  Розподіл енергосистеми на частини. Порушення режиму енергосистеми перевантаженнями окремих елементів з їх автоматичним відключенням та розподілом системи на частини призводить до так званого «розвалу системи». Розподіл системи або поділ енергосистеми на частини, що не синхронно працюють, застосовується для запобігання порушенням стійкості, ліквідації асинхронного режиму, запобігання лавині частоти, обмеження перевантаження електроустаткування. За рахунок поділу системи змінюється співвідношення потужностей приймальної та передавальної частин енергосистеми, яке зменшує вплив перехідних процесів, що обурюють, і проводиться в основному для припинення або локалізації асинхронного режиму.

  Вплив електричного центру коливань (центру системи). У кожній електричній системі (рис. 1.7) або мережі з двостороннім живленням (рис. 1.7 а) при певному режимі існує точка, звана електричним центром системи, де напруга виявляється мінімальною.Найбільша небезпека порушення параметрів режиму навантаження може бути у випадках, коли споживачі опиняються в електричному центрі системи або поблизу нього.

  Малюнок 1.7. Вплив електричного центру коливань

  Під час перехідних процесів, викликаних гойданнями генераторів або під час асинхронного ходу, при розбіжності векторів ЕРС генераторів на 180 ° (рис. 1.7 б) в електричному центрі системи напруга буде зменшуватися до нуля (рис. 1.7, в). Напруга в інших точках при цьому не дорівнюватиме нулю. Отже, споживачі, розташовані в електричному центрі, періодично потраплятимуть у режим, що дорівнює короткому замиканню, а пристрої релейного дистанційного захисту помилково спрацьовуватимуть, відключаючи непошкоджені ділянки електричної мережі.

  Атмосферно-кліматичні на елементи систем електропостачання. Головними причинами процесів ушкодження ПЛ та відкрито розташованого електрообладнання трансформаторних підстанцій є впливи наступних факторів: атмосферних та комутаційних перенапруг, змін температури навколишнього середовища, дії вітру, ожеледних утворень, вібрації та «танці» проводів, забруднення повітря.

  Атмосферні перенапруги при грозових явищах часто викликають пробої ізоляційних проміжків, перекриття ізоляції, інколи ж і її руйнація чи ушкодження. Перекриття ізоляції зазвичай супроводжується виникненням електричної дуги, яка підтримується після проходження хвилі перенапруги, при робочому напрузі. Утворення дуги призводить до короткого замикання, яке необхідно автоматично вимикати.

  Зміни температури повітря досягають інтервалу до 80 °С, крім того, провід ПЛ нагрівається робочим струмом і його температура на кілька градусів вище за температуру повітря. Зниження температури зменшує довжину дроту, що при фіксованих точках закріплення на опорах підвищує механічну напругу, підвищення температури проводів призводить до зниження їх механічної міцності. При підвищенні температури дроту подовжуються та збільшуються розміри стріли провисання, порушуються габарити ПЛ та ізоляційні відстані.

  Вплив вітру призводить до появи горизонтальної сили і додаткового механічного навантаження на дроти, троси і опори, збільшується натяг проводів і тросів, виникають зусилля згинальних опор. При сильних вітрах можливі випадки одночасної поломки ряду опор ПЛ.

  Процес ожеледиці виникає в результаті осадження на проводах крапель дощу і туману, снігу, паморозі та інших переохолоджених частинок. Ожеледні утворення (рис. 1.8) призводять до збільшення вертикального механічного навантаження на дроти, троси та опори. На окремих прольотах змінюються значення стріли провисання проводів, скорочуються ізоляційні відстані, відбувається зближення та схльостування проводів, можливе перекриття ізоляційних проміжків не тільки при перенапруженнях, а й за нормальної робочої напруги, виникають обриви проводів та поломки опор.

  Малюнок 1.8. Ожеледиця та снігові утворення на проводах ПЛ

  Практично постійно проводи ПЛ схильні до процесу впливу вібрації, що виражається в коливаннях проводів з частотою 5-50 Гц, довжиною хвилі 2-10 м з незначною амплітудою в 2-3 діаметри проводу.Вібрація викликає «втому» матеріалу проводів і провокує розриви окремих зволікань поблизу місць закріплення проводу із затискачем біля опор, сприяє ослабленню перерізу проводів, а іноді і їх обриву.

  При порівняно сильному вітрі та ожеледиці спостерігається «танець» проводів, що проявляється у вигляді їх коливань з малою частотою 0,2-0,4 Гц, великою довжиною хвилі порядку одного-двох прольотів і значною амплітудою 0,5-5 м. Як правило, «танець» проводів спостерігається при ожеледиці, що відкладається на проводах переважно з підвітряного боку, внаслідок чого змінюється форма проводу. При дії вітру на провід з одностороннім ожеледицею швидкість повітряного потоку у верхній частині збільшується, а тиск зменшується. В результаті виникає підйомна сила, що викликає «танець» дроту. Тривалість таких коливань, як правило, невелика, але іноді може тривати кілька діб. При «танці» проводів виникають великі механічні зусилля, що діють на дроти та опори, що часто викликають обриви проводів, а іноді й поломку опор. Через велику амплітуду коливань «танець» проводів періодично скорочує ізоляційні відстані, створюючи можливість перекриття при робочій напрузі, в деяких випадках дроти схльостуються. Процес «танці» проводів спостерігається порівняно рідко, але призводить до найважчих аварій на ПЛ.

  Небезпечне для роботи ПЛ та відкритих трансформаторних підстанцій забруднення повітря пов'язане з присутністю в ньому частинок золи, цементного пилу, солей та інших хімічних сполук. Осадження цих частинок на вологій поверхні ізоляції ПЛ та електроустановок призводить до появи провідних каналів та до ослаблення ізоляції з можливістю її перекриття при нормальній робочій напрузі.Наявність у повітрі морських солей може призвести до активного окислення алюмінієвих проводів та зниження їх механічної міцності.

  На ушкоджуваність опор ПЛ, крім атмосферно-кліматичних впливів, впливають процеси корозії, загнивання деревини та властивості ґрунту.

  Руйнування окремих елементів системи та їх ізоляції, короткі замикання. Експлуатація електроустановок неминуче супроводжується процесами зниження еластичності, міцності та руйнування внутрішньої та зовнішньої ізоляції струмопровідних частин та обмоток під впливом підвищеної температури та вологості, забруднень, механічних зусиль.

  Причинами руйнування ізоляції обмоток генераторів та електричних машин є вплив високих температур, відцентрових сил при обертанні роторів, підвищена вологість, наявність агресивного середовища, ударні механічні впливи, вібрація.

  Фактори, що сприяють зносу силових трансформаторів та маслонаповнених електроустановок, визначаються якістю олії, вмістом кисню та води, робочою температурою, забрудненнями, механічними впливами та вібрацією.

  Особливістю зовнішньої ізоляції є її здатність відновлювати свою електричну міцність після усунення причин пробою. Однак електрична міцність зовнішньої ізоляції залежить від атмосферних умов: тиску, температури та вологості повітря. Атмосферне повітря, що є основним діелектриком зовнішньої ізоляції, нс схильний до старіння, проте чутливий до ряду факторів, що погіршують його ізоляційні властивості. На електричну міцність ізоляторів зовнішньої установки впливають також забруднення їхньої поверхні та атмосферні опади. Пробою твердої та комбінованої ізоляції стає незворотним процесом, що призводить до виходу з ладу електроустаткування (мал.1.9).

  Малюнок 1.9. Пошкодження маломасляного вимикача

  Особливістю внутрішньої ізоляції електрообладнання є інтенсивніше погіршення електричних характеристик у процесі експлуатації. Внаслідок струмів навантаження та діелектричних втрат ізоляція нагрівається і при надмірному нагріванні може статися її тепловою пробією. Механічні дії небезпечні для внутрішньої ізоляції, оскільки в твердих діелектриках з'являються мікротріщини, в яких під впливом сильного електричного поля виникнуть часткові розряди. Дія часткових розрядів у газових включеннях мікротріщин руйнує ізоляцію, забруднюючи її продуктами розкладання.

  Рідка і газова внутрішня ізоляція мають властивість самовідновлюватися, але її характеристики погіршуються при обтяжених режимах.

  Механічні пошкодження електрообладнання та погіршення стану ізоляції наводять найважчому виду перехідних процесів – коротким замиканням.