Как было отмечено ранее, по результатам двух осмотров трансформатора по месту его монтажа было выявлено несоответствие организации вентиляции помещения РУ-10/0,4 кВ, где расположены силовые трансформаторы ТСДЛ-4000/10-У3, требованиям завода-изготовителя, которое заключается в неправильном расположении вентиляционных отверстий в помещении и их недостаточном размере. Вследствие данного обстоятельства трансформаторы могли нагреваться свыше допустимой температуры. Так, в акте осмотра исправного трансформатора ТСДЛ-4000/10-У3 представителем завода-изготовителя отмечен нагрев магнитопровода до 148,8 ℃. Согласно паспортным данным изоляция трансформатора имеет класс нагревостойкости F. В соответствии с ГОСТ максимальная рабочая температура изоляции данного класса при номинальной нагрузке и других условиях не должна превышать 155℃.
Стоит отметить, что помещение РУ-10/0,4 кВ имеет значительный объем (1070 м3) и оснащено принудительной приточной и вытяжной вентиляцией, тогда как согласно инструкции по эксплуатации трансформаторов ТСДЛ-4000/10-У3 принудительная вентиляция применяется в небольших, либо плохо вентилируемых подстанциях, со среднегодовой температурой выше +20℃, либо в случае частых перегрузок трансформатора. Кроме того, исследуемые трансформаторы оснащены системой принудительного обдува с помощью вентиляторов, расположенных под трансформаторами. При осмотре трансформатора экспертом система обдува была проверена и находилась в исправном состоянии. Превышения температуры в помещении сверх допустимой нормы эксплуатации трансформатора (+40℃) не зафиксировано.
Характер повреждения магнитопровода и корпусной изоляции обмотки НН фазы B, указывает на наличие температур, кратно превосходящих допустимые, для класса изоляции F, что не может быть объяснено неправильной организацией системы вентиляции, поскольку система воздушного охлаждения не в состоянии обеспечить снижение температуры на сотни градусов. На отсутствие прямой связи повреждения трансформатора с неправильной организацией системы вентиляции также указывает локальный характер повреждения (пострадала только фаза B, две другие фазы не имеют признаков повреждений). Таким образом, версию повреждения трансформатора вследствие недостаточного охлаждения следует признать маловероятной.
Известно, что причиной возникновения сильных местных нагревов магнитопровода («пожар» стали) является местное замыкание пластин стали, что приводит к образованию короткозамкнутых контуров. Причинами замыкания пластин магнитопровода могут являться наличие каких-либо посторонних металлических или токопроводящих частиц, замыкающих в данном месте пластины стали, повреждение изоляции стяжных шпилек, создающее короткозамкнутый контур, касание какой-либо металлической части и стержня в двух точках, местное повреждение изоляции пластин стали, неправильное заземление, создающее короткозамкнутый контур, разрушение или отсутствие изолирующих прокладок в стыках стыкового магнитопровода.
При интерпретации результатов хроматографического анализа масла маслонаполненных трансформаторов при определенной концентрации растворенных газов в пробах может быть диагностирован «термический дефект высокой температуры >700℃», который в том числе может являться следствием наличия циркулирующих токов в сердечнике, и других повреждений магнитопровода. Таким образом, «пожар» стали, может сопровождаться температурами, превышающими 700℃. Поскольку физика данного процесса одинакова для масляных и сухих трансформаторов, указанные температуры также справедливы и для сухих трансформаторов.
Необходимо отметить, что в протоколе приемо-сдаточных испытаний трансформатора измерение сопротивления стяжных шпилек отсутствует. При этом согласно п. 1.8.16 ПУЭ при приемо-сдаточных испытаниях силовых трансформаторов «измерение сопротивления изоляции доступных стяжных шпилек, бандажей, полубандажей ярем и прессующих колец относительно активной стали и электростатических экранов, относительно обмоток и магнитопровода производится в случае осмотра активной части».
Замер сопротивления изоляции стяжных шпилек, выполненный в ходе осмотра трансформатора представителем завода изготовителя, показал неисправность изоляции у трех шпилек из четырех, что не противоречит версии возникновения местных замыканий пластин стали в магнитопроводе.
Нарушение изоляции стяжных шпилек в процессе эксплуатации может являться следствием ослабления их затяжки. Разболчивание и свободное колебание крепежных деталей может приводить к ослаблению прессовки магнитопровода, колебанию отстающих крайних листов стали в стержнях или ярмах, ослаблению прессовки стыков, что в свою очередь является причиной повышенной вибрации магнитопровода, которая может приводить к механическому нарушению межлистовой изоляции или изоляции шпилек и возникновению короткозамкнутых контуров в магнитопроводе. Возможность ослабления стяжных шпилек подтверждается п. 1.6 Акта визуального осмотра от второго трансформатора ТСДЛ-4000/10-У3, эксплуатируемого в том же производственном помещении, представителем завода-изготовителя в ходе которого выявлено, что «нижняя правая шпилька со стороны ВН трансформатора была не затянута, и гайка свободно вращалась».