Опасности электрических трансформаторных коробок: объяснение рисков безопасности

Непосредственные риски воздействия трансформаторной коробки

Поза электрических трансформаторных коробок опасные для жизни опасности, включая поражение электрическим током, ожоги от дуговой вспышки и взрывные отказы. . Эти коммунальные установки имеют напряжение в диапазоне от 7200 до 35 000 вольт, а коммерческие трансформаторы иногда превышают 100 000 вольт. По данным Международного фонда электробезопасности, в США ежегодно происходит около 300 смертей, связанных с электричеством. , при этом инциденты, связанные с трансформаторами, являются причиной значительной части смертельных случаев среди работников коммунальных предприятий.

Основные опасности связаны с прямым контактом, близостью и неисправностью оборудования. Даже приближение на несколько футов к поврежденному трансформатору может привести к поражению электрическим током из-за тока заземления или вспышки дуги, температура которой достигает 35 000°F — в четыре раза выше, чем на поверхности Солнца.

Опасность поражения электрическим током и поражения электрическим током

Самой серьезной опасностью от трансформаторных коробок является прямое поражение электрическим током. Эти устройства снижают подачу высоковольтной электроэнергии от линий электропередач до уровня, пригодного для использования в домах и на предприятиях, создавая множество точек смертельного электрического воздействия.

Сценарии контактного напряжения

• Прикосновение к поврежденному или корродированному корпусу трансформатора может привести к замыканию электрической цепи. токи силой всего 0,1 ампер (100 миллиампер) смертельны.
• Скопление воды вокруг трансформаторов, установленных на подушках, создает токопроводящие пути, увеличивая риск поражения электрическим током во время сырой погоды.
• Повреждения подземных кабелей могут привести к подаче напряжения в почву вокруг трансформаторов на расстоянии до 20 футов.
• Дети, забирающиеся на трансформаторные коробки или рядом с ними, подвергаются повышенному риску из-за меньшей массы тела, требующей меньшего тока для серьезных травм.

Потенциал шага и прикосновения

Когда происходит неисправность трансформатора, электричество может распространяться по земле градиентным образом. Потенциал шага возникает, когда кто-то стоит, расставив ноги, в этом электрическом поле — разница напряжений между ногами может вызвать протекание тока через тело. Управление по охране труда (OSHA) сообщает, что произошли потенциальные травмы. до 35 футов от поврежденного оборудования .

Риски взрыва и пожара

Трансформаторы содержат тысячи галлонов изолирующего минерального масла, которое действует как охлаждающая жидкость и электрический изолятор. Когда это масло перегревается или загрязняется, могут произойти катастрофические неисправности.

В 2021 году в результате взрыва трансформатора в Ист-Виллидж в Нью-Йорке разлетелись обломки. более 100 футов в воздух , вызвав эвакуацию и вызвав многочисленные пожары в зданиях. По оценкам Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), отказы трансформаторов происходят со скоростью 1-2% в год. по всей электрической сети, при этом более старые блоки имеют значительно более высокий уровень отказов.

Загрязнение ПХД в старых устройствах

Трансформаторы, изготовленные до 1979 года, могут содержать полихлорированные бифенилы (ПХБ) — токсичные соединения, классифицируемые как вероятные канцерогены для человека. Когда эти трансформаторы выходят из строя, масло, загрязненное ПХБ, может распространиться по окружающей среде. Агентство по охране окружающей среды требует специальных процедур обращения, но по оценкам, по состоянию на 2020 год в эксплуатации оставалось 280 000 трансформаторов, содержащих ПХБ. .

Воздействие электромагнитного поля

Трансформаторы генерируют электромагнитные поля (ЭМП) как побочный продукт преобразования электроэнергии. Хотя ЭМП промышленной частоты (50–60 Гц) обычно считаются малоопасными при типичных уровнях воздействия, близость к трансформаторам высокой мощности может привести к тому, что напряженность поля превысит рекомендуемые нормы.

Измеренные уровни ЭДС возле трансформаторов

• На поверхности трансформатора: 300-500 миллигаусс (мГ)
• На расстоянии 3 футов: 50–150 мг.
• На расстоянии 10 футов: 5–20 мг.
• Фоновые бытовые уровни: 0,5-4 мг.

Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения рекомендует ограничить постоянное воздействие на население 2000 мг для полей 60 Гц , хотя некоторые исследования показывают, что хроническое воздействие выше 4 мг может коррелировать с повышенным риском детской лейкемии. Исследование 2019 года, опубликованное в журнале Environmental Health Perspectives, показало, что дети, живущие в пределах 50 метров от трансформаторов, В 1,4 раза выше риск развития острого лимфобластного лейкоза по сравнению с теми, кто живет дальше.

Физические опасности и проблемы безопасности

Помимо электрических опасностей, трансформаторные установки представляют собой механические риски и риски для безопасности, которые затрагивают как работников коммунальных предприятий, так и население в целом.

Структурные опасности

1. Поломка тяжелого оборудования: Большие трансформаторы весят 5 000–400 000 фунтов; сбои при монтаже или коррозия могут привести к обрушению
2. Острые края и выступающие компоненты: Поврежденные корпуса создают опасность порезов
3. Горячие поверхности: Во время пиковой нагрузки внешняя температура может превышать 150°F, что может привести к серьезным ожогам.
4. Неадекватные барьеры: Поврежденное или отсутствующее ограждение обеспечивает несанкционированный доступ.

Вандализм и вмешательство

Министерство внутренней безопасности определяет трансформаторные подстанции как критически важную инфраструктуру, уязвимую для физических атак. В период с 2011 по 2022 год Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения задокументировала более 160 инцидентов физической безопасности на электроустановках , включая вандализм в отношении трансформаторов, кражу меди и преднамеренный саботаж. Эти инциденты создают зоны непосредственной опасности с проводами под напряжением, разлитым маслом и нестабильным оборудованием.

Предупреждающие признаки неисправности трансформатора

Распознавание ранних признаков неисправности трансформатора может предотвратить серьезные травмы и обеспечить своевременное уведомление коммунальных предприятий.

• Жужжание или жужжание звучит громче, чем обычно: Указывает на незакрепленные компоненты или электрическую дугу.
• Видимые утечки или скопления масла: Масляные пятна вокруг основания указывают на неисправность уплотнения и повышенный риск возгорания.
• Запах гари или дым: Четкая индикация перегрева или активного пожара внутри изоляции.
• Искрение или искрение видны через вентиляционные отверстия: Риск немедленного отказа, требующий эвакуации
• Выпуклый или деформированный корпус: Указывает на повышение внутреннего давления перед взрывом.
• Ржавчина, коррозия или физическое повреждение: Нарушает электрическую изоляцию и целостность заземления.
• Мигающий свет или перепады напряжения: Может указывать на перегрузку трансформатора или внутренние неисправности.

Если наблюдаются какие-либо из этих признаков, соблюдайте дистанцию не менее 30 футов и немедленно свяжитесь с коммунальной компанией. . Ни при каких обстоятельствах не пытайтесь осматривать трансформаторную коробку или прикасаться к ней.

Основные правила техники безопасности

Соблюдение установленных протоколов безопасности значительно снижает риск травм и смертельных случаев, связанных с трансформатором.

Для широкой публики

• Поддерживать минимальный зазор 10 футов от всех трансформаторных установок в нормальных условиях
• Никогда не взбирайтесь, не прислоняйтесь и не открывайте корпуса трансформаторов.
• Подстригайте растительность, чтобы предотвратить контакт с трансформаторами; вызвать коммунальную службу для удаления деревьев возле оборудования
• Не храните материалы, не паркуйте транспортные средства и не размещайте конструкции ближе 10 футов к устройствам, установленным на подставке.
• Объясните детям, что трансформаторные коробки не являются оборудованием для игровых площадок; установить их как запретные зоны
• Предположим, что во время наводнений все частично погруженные в воду трансформаторы находятся под напряжением и чрезвычайно опасны.

Перед раскопками или строительством

Позвоните по номеру 811 (в США) или в местную службу «Позвоните, прежде чем копать». по крайней мере за 48-72 часа до начала любых раскопок . Подземные трансформаторы и соответствующие кабели часто закапываются на глубину 18–36 дюймов. В 2022 году Common Ground Alliance сообщил более 360 000 повреждений подземных коммуникаций , в результате забастовок на линиях электропередачи погибли 23 человека и сотни получили ранения.

Экстренное реагирование

Если кого-то ударило током от трансформатора:

1. Не прикасайтесь к жертве — вы станете частью электрической цепи
2. Немедленно позвоните 911 и сообщите об этом коммунальной компании.
3. Если пострадавший все еще прикасается к оборудованию, в случае крайней необходимости используйте непроводящий предмет (сухой деревянный столб), чтобы разделить его.
4. Если подходить после разделения безопасно, начните СЛР, ожидая экстренной помощи.
5. Передвигайтесь небольшими шажками или прыгайте на одной ноге, если вам необходимо пройти через зону, находящуюся под напряжением, чтобы предотвратить потенциальную травму при ходьбе.

Нормативные стандарты и обязанности коммунальных предприятий

Электроэнергетические предприятия работают в соответствии со строгими правилами безопасности, призванными свести к минимуму опасности, связанные с трансформаторами.

Статья 450 Национального электротехнического кодекса (NEC) устанавливает требования к установке, включая минимальные расстояния 12 футов для верхних трансформаторов и 3 фута для блоков, монтируемых на подставке. . Стандарт OSHA 1910.269 регулирует безопасность работников коммунальных предприятий, предписывает использовать средства индивидуальной защиты, рассчитанные на опасность вспышки дуги, и требует проверки напряжения перед любым контактом с оборудованием.

Коммунальные предприятия должны проводить регулярные проверки технического состояния, при этом Институт инженеров по электротехнике и электронике рекомендует тепловизионное сканирование каждые 1-3 года и анализ масла ежегодно обнаружить развивающиеся неисправности. Однако стареющая инфраструктура создает постоянные проблемы: Американское общество инженеров-строителей оценивает электрическую сеть США на категорию D, с 70% линий электропередачи и трансформаторов старше 25 лет. , их типичный расчетный срок службы.

Владельцы недвижимости несут особую ответственность, если трансформаторы расположены на их земле. В то время как коммунальные предприятия владеют и обслуживают оборудование, владельцы недвижимости должны обеспечить доступ для обслуживающего персонала, избегать несанкционированных модификаций прилегающих территорий и незамедлительно сообщать о любых наблюдаемых отклонениях.