Annotation:
According to statistical data, more than one-third of all fires in Russia (39.25 % in 2024) are caused by failures, incorrect assembly, or unskilled operation of electrical installations.
Such fires, as a rule, lead to significant material loss and fatalities (working personnel) at industrial enterprises. Ignitions and fires in dry power voltage transformers, feeding process equipment, impose a specific hazard (including direct and indirect damage). Therefore, recently, the interest of power engineers and transformer manufacturers in the assessment of the fire hazard of such products has increased. Well-known standard methods do not provide a solution to this problem.
The study proposes a method of probabilistic assessment of ignition of dry power voltage transformers designed for operation at industrial enterprises, considering the reliability indices of their specific structural components and protective shutdown devices in use at the supposed operation facility. Basic values of probabilistic indices and the most specific emergency modes in dry power voltage transformers are provided. As a result of the investigation, a probabilistic model of the interconnection of events facilitating the ignition of a transformer has been developed. The data obtained as a result of the studies and the proposed method can be used to determine fire hazard at an enterprise and substantiate the sufficiency of fire prevention measures implemented during the production of dry power voltage transformers and used in design solutions, considering the area of their operation
References:
1. ГОСТ 1983—2015. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200136398 (дата обращения: 01.05.2025).
GOST 1983—2015. Voltage transformers. General specifications. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200136398 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
2. ГОСТ 12.1.004—91. Пожарная безопасность. Общие требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST 12.1.004—91. Fire safety. General requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
3. ГОСТ Р МЭК 60695-1-1—2003. Испытания на пожарную опасность. Часть 1-1. Руководство по оценке пожарной опасности электротехнических изделий. Основные положения. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200031630?ysclid=md5zkqniox440847888 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST R MEK 60695-1-1—2003. Fire hazard testing. Part 1-1. Guidance for assessing the fire hazard of electrotechnical products. General guidelines. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200031630?ysclid=md5zkqniox440847888 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
4. ГОСТ 28779—90. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения воспламеняемости под воздействием источника зажигания. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200011992?ysclid=md6037isze298631887 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST 28779—90. Solid electrical insulating materials. Test methods for determination of flammability when exposed to an igniting source. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200011992?ysclid=md6037isze298631887 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
5. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г. Техническая диагностика, повреждаемость и ресурсы силовых и измерительных трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 2007. 319 с.
Khrennikov A.Yu., Goldshteyn V.G. Technical diagnostics, damageability, and service life of power and measuring transformers. Мoscow: Energoatomizdat, 2007. 319 p. (In Russ.).
6. Поворознюк А.А., Белов А.В. Исследование межвитковых замыканий в обмотках однофазного трансформатора // Актуальные проблемы в энергетике АПК: материалы 8-й междунар. науч.-практ. конф. Саратов, 2017. С. 205–210.
Povoroznyuk A.A., Belov A.V. Investigating interturn circuits in windings of a single-phase transformer. Aktualnye problemy v energetike APK: materialy 8-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Current problems of agribusiness energy: proceedings of the 8th international scientific and practical conference). Saratov, 2017. рр. 205–210. (In Russ.).
7. Ивойлов Е.В., Слободян С.М. Неоднозначность последствий межвиткового замыкания в индуктивности // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2014. Т. 1. № 1. С. 218–220.
Ivoylov E.V., Slobodyan S.M. Ambiguity consequences in the inductance of closing turns. Alternativnye istochniki energii v transportno-tekhnologicheskom komplekse: problemy i perspektivy ratsionalnogo ispolzovaniya = Alternative energy sources in the transport-technological complex problems and prospects of rational use of. 2014. Vol. 1. № 1. pp. 218–220. (In Russ.).
8. Liu J., Zhang A.H. Transformer Simulation and Evaluation of Power Winding Short-circuit Dynamic Stability. Transformer. 2012. Vol. 49. № 6. pp. 14–25.
9. Костюков А.В. Обеспечение безопасных условий эксплуатации силовых трансформаторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 6. С. 346–354. DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-346-354
Kostyukov А.V. Ensuring safe operating conditions of power transformers. Izvestiya Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Proceedings of the Tula state university. Technical sciences. 2021. Iss. 6. pp. 346–354. (In Russ.). DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-346-354
10. Оразов А.В., Абдыкадырова О.С., Тораева Э.Н. Повышение температурных режимов трансформатора и его современная диагностика // Инновационный потенциал развития науки в современном мире: технологии, инновации, достижения: сб. науч. ст. по материалам 5-й Междунар. науч.-практ. конф. Уфа, 2021. С. 62–65.
Orazov A.V., Abdykadyrova O.S., Toraeva E.N. Increasing temperature modes of a transformer and its modern diagnostics. Innovatsionnyy potentsial razvitiya nauki v sovremennom mire: tekhnologii, innovatsii, dostizheniya: sb. nauch. st. po materialam 5-y Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Innovative Potential for the Development of Science in the Modern World: Technologies, Innovations, Achievements: volume of scientific articles based on proceedings of the 5th International Scientific and Practical Conference). Ufa, 2021. рр. 62–65. (In Russ.).
11. Tian M., Yang X., Yuan D. Short-circuit reactances of a controllable reactor of multi-parallel branch type's influence on its branch reactances and currents. Diangong Jishu Xuebau. 2014. Vol. 29. № 7. pp. 237–243.
12. ГОСТ Р 52719—2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200050072 (дата обращения: 01.05.2025).
GOST R 52719—2007. Power transformers. General specifications. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200050072 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
13. Боков Г.В., Афонин В.В., Симанкин В.И. Вероятностная оценка пожарной безопасности выпрямительных агрегатов // Пожарная безопасность. 2016. № 2. С. 108–112.
Bokov G.V., Afonin V.V., Simankin V.I. Probabilistic assessment of fire safety of the rectifier units. Pozharnaya Bezopasnost = Fire Safety. 2016. № 2. рр. 108–112. (In Russ.).
14. СТО ДИВГ-058—2017. Расчет токов коротких замыканий и замыканий на землю в распределительных сетях. Методические указания. URL: https://en-res.ru/wp-content/uploads/2021/06/sto-058-2017.pdf (дата обращения: 01.05.2025).
STO DIVG-058—2017. Calculating short circuit currents and earth faults in distribution grids. Methodological recommendations. Available at: https://en-res.ru/wp-content/uploads/2021/06/sto-058-2017.pdf (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
15. Экспериментальное исследование нагрева трансформатора ТСЛ-40 / Л.В. Владимиров, А.Я. Бигун, А.О. Шепелев, В.А. Ткаченко // Актуальные вопросы энергетики. 2020. № 2. С. 58–65. DOI: 10.25206/2686-6935-2020-2-1-58-65
Vladimirov L.V., Bigun A.Ya., Shepelev A.O., Tkachenko V.A. Experimental study of heating TSL-40 transformer. Aktualnye voprosy energetiki = Current energy issues. 2020. № 2. рр. 58–65. DOI: 10.25206/2686-6935-2020-2-1-58-65
16. ГОСТ 8865—93. Оценка нагревостойкости и классификация. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200004978?ysclid=md5xpg8xw261892089 (дата обращения: 01.05.2025).
GOST 8865—93. Electrical insulation systems. Thermal evaluation and classification. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200004978?ysclid=md5xpg8xw261892089 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
GOST 1983—2015. Voltage transformers. General specifications. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200136398 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
2. ГОСТ 12.1.004—91. Пожарная безопасность. Общие требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST 12.1.004—91. Fire safety. General requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
3. ГОСТ Р МЭК 60695-1-1—2003. Испытания на пожарную опасность. Часть 1-1. Руководство по оценке пожарной опасности электротехнических изделий. Основные положения. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200031630?ysclid=md5zkqniox440847888 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST R MEK 60695-1-1—2003. Fire hazard testing. Part 1-1. Guidance for assessing the fire hazard of electrotechnical products. General guidelines. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200031630?ysclid=md5zkqniox440847888 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
4. ГОСТ 28779—90. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения воспламеняемости под воздействием источника зажигания. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200011992?ysclid=md6037isze298631887 (дата обращения: 13.05.2025).
GOST 28779—90. Solid electrical insulating materials. Test methods for determination of flammability when exposed to an igniting source. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200011992?ysclid=md6037isze298631887 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
5. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г. Техническая диагностика, повреждаемость и ресурсы силовых и измерительных трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 2007. 319 с.
Khrennikov A.Yu., Goldshteyn V.G. Technical diagnostics, damageability, and service life of power and measuring transformers. Мoscow: Energoatomizdat, 2007. 319 p. (In Russ.).
6. Поворознюк А.А., Белов А.В. Исследование межвитковых замыканий в обмотках однофазного трансформатора // Актуальные проблемы в энергетике АПК: материалы 8-й междунар. науч.-практ. конф. Саратов, 2017. С. 205–210.
Povoroznyuk A.A., Belov A.V. Investigating interturn circuits in windings of a single-phase transformer. Aktualnye problemy v energetike APK: materialy 8-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Current problems of agribusiness energy: proceedings of the 8th international scientific and practical conference). Saratov, 2017. рр. 205–210. (In Russ.).
7. Ивойлов Е.В., Слободян С.М. Неоднозначность последствий межвиткового замыкания в индуктивности // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2014. Т. 1. № 1. С. 218–220.
Ivoylov E.V., Slobodyan S.M. Ambiguity consequences in the inductance of closing turns. Alternativnye istochniki energii v transportno-tekhnologicheskom komplekse: problemy i perspektivy ratsionalnogo ispolzovaniya = Alternative energy sources in the transport-technological complex problems and prospects of rational use of. 2014. Vol. 1. № 1. pp. 218–220. (In Russ.).
8. Liu J., Zhang A.H. Transformer Simulation and Evaluation of Power Winding Short-circuit Dynamic Stability. Transformer. 2012. Vol. 49. № 6. pp. 14–25.
9. Костюков А.В. Обеспечение безопасных условий эксплуатации силовых трансформаторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 6. С. 346–354. DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-346-354
Kostyukov А.V. Ensuring safe operating conditions of power transformers. Izvestiya Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Proceedings of the Tula state university. Technical sciences. 2021. Iss. 6. pp. 346–354. (In Russ.). DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-346-354
10. Оразов А.В., Абдыкадырова О.С., Тораева Э.Н. Повышение температурных режимов трансформатора и его современная диагностика // Инновационный потенциал развития науки в современном мире: технологии, инновации, достижения: сб. науч. ст. по материалам 5-й Междунар. науч.-практ. конф. Уфа, 2021. С. 62–65.
Orazov A.V., Abdykadyrova O.S., Toraeva E.N. Increasing temperature modes of a transformer and its modern diagnostics. Innovatsionnyy potentsial razvitiya nauki v sovremennom mire: tekhnologii, innovatsii, dostizheniya: sb. nauch. st. po materialam 5-y Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Innovative Potential for the Development of Science in the Modern World: Technologies, Innovations, Achievements: volume of scientific articles based on proceedings of the 5th International Scientific and Practical Conference). Ufa, 2021. рр. 62–65. (In Russ.).
11. Tian M., Yang X., Yuan D. Short-circuit reactances of a controllable reactor of multi-parallel branch type's influence on its branch reactances and currents. Diangong Jishu Xuebau. 2014. Vol. 29. № 7. pp. 237–243.
12. ГОСТ Р 52719—2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200050072 (дата обращения: 01.05.2025).
GOST R 52719—2007. Power transformers. General specifications. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200050072 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
13. Боков Г.В., Афонин В.В., Симанкин В.И. Вероятностная оценка пожарной безопасности выпрямительных агрегатов // Пожарная безопасность. 2016. № 2. С. 108–112.
Bokov G.V., Afonin V.V., Simankin V.I. Probabilistic assessment of fire safety of the rectifier units. Pozharnaya Bezopasnost = Fire Safety. 2016. № 2. рр. 108–112. (In Russ.).
14. СТО ДИВГ-058—2017. Расчет токов коротких замыканий и замыканий на землю в распределительных сетях. Методические указания. URL: https://en-res.ru/wp-content/uploads/2021/06/sto-058-2017.pdf (дата обращения: 01.05.2025).
STO DIVG-058—2017. Calculating short circuit currents and earth faults in distribution grids. Methodological recommendations. Available at: https://en-res.ru/wp-content/uploads/2021/06/sto-058-2017.pdf (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).
15. Экспериментальное исследование нагрева трансформатора ТСЛ-40 / Л.В. Владимиров, А.Я. Бигун, А.О. Шепелев, В.А. Ткаченко // Актуальные вопросы энергетики. 2020. № 2. С. 58–65. DOI: 10.25206/2686-6935-2020-2-1-58-65
Vladimirov L.V., Bigun A.Ya., Shepelev A.O., Tkachenko V.A. Experimental study of heating TSL-40 transformer. Aktualnye voprosy energetiki = Current energy issues. 2020. № 2. рр. 58–65. DOI: 10.25206/2686-6935-2020-2-1-58-65
16. ГОСТ 8865—93. Оценка нагревостойкости и классификация. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200004978?ysclid=md5xpg8xw261892089 (дата обращения: 01.05.2025).
GOST 8865—93. Electrical insulation systems. Thermal evaluation and classification. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200004978?ysclid=md5xpg8xw261892089 (accessed: May 1, 2025). (In Russ.).