Transformatorbrandbeskyttelsessystem – Årsager Typer & Krav

Årsager til transformerbrande

Transformatorer kan tænde på grund af flere kritiske problemer, herunder overophedning, alvorlige kortslutninger, fejl i isolerende olie og lynnedslag. Selvom transformerbrande er relativt sjældne, kan deres konsekvenser være forfærdelige. Som vist på figuren nedenfor, er en transformator, der er omspændt af ild, ofte irreparabel skadet inden for få minutter. Det er dog afgørende at adressere den potentielle indvirkning af sådanne brande på naboledd og strukturer, da passende nedsættelsesforanstaltninger kan begrænse kollateralbeskadigelse.

Brandrisici og beskyttelse for transformatorer

En ukontrolleret transformatorbrand kan forårsage omfattende skader og føre til lange, uplanlagte strømafbrydelser. For højrangerede krafttransformatorer med spændinger, der overstiger 123 kV, er det standardpraksis at installere dedikerede brandsikringssystemer. En almindelig løsning er fastmonterede vandsprøjtesystemer, som ofte refereres til som "oversvømmelse" eller "brandslukningsvand" systemer for transformatorer, som illustreret i figur 1.

Disse systemer er designet til hurtigt at slukke brande ved at dyrke transformatorerne med et kontrolleret, højt volumen vandsprøjte, der mindsker risikoen for, at branden spredes til naboledd eller strukturer, og minimere nedetid.

Transformerbrandsikringssystemer

Dette system aktiveres af flamedetektorer, hvis transformatoren er installeret udenfor, eller af røgdetektorer, hvis den er placeret inde.

Typer af transformerbrandsikringssystemer

Transformerbrandsikringssystemer kan inddeles i:

Vandbaserede og dissesystemer

• Komponenter: Brandslukningspumper, fastmonterede vandsprøjtesystemer/nozzler, ventilor, ventilkomponenter og rørledninger.

• Funktion: Hurtigt at slukke brande ved at dyrke transformatorerne med vand, ved hjælp af højttryk sprøjter eller fine disser til at køle overflader og kvæle flammer.

Branddetektionssystemer

• Komponenter: Branddetektorer (termiske, røg- eller flamedsensorer), kontrolpaneler og kabler.

• Funktion: Opdage brandhazards tidligt og udløse slukningsanordninger eller alarme for at minimere reaktions tid.
  

Nedsættelsesovervejelser

Brandslukning kan være mindre kritisk, hvis:

• Transformatoren er placeret fjernt fra strukturer og andet udstyr.

• Brændende olie kan effektivt indhegnes (fx via brandsikre barrierer eller afløbsanordninger).

I de fleste tilfælde er det imidlertid nødvendigt at beskytte anlægsstrukturer, naboudstyr og personale, hvilket kræver brandslukningsforanstaltninger.

Alternative løsninger

Brug af mindre brændbare isoleringsflydende (fx højkogepunktolie eller syntetiske estere) kan reducere brandrisici og kan muligvis eliminere behovet for aktive slukningsanordninger, hvilket gør dem til en levedygtig alternativ i nogle installationer.

Krav til transformerbrandsikring

Følgende er de fundamentale principper for transformerbrandsikring:

Nye anlæg med mineraloliefyldte transformatorer

• Nye installationer med store mineraloliefyldte transformatorer, der er placeret nær anlægsstrukturer eller andet udstyr, skal inkludere aktive brandslukningsanordninger for at beskytte strukturer, naboudstyr og miljøet.

• Desuden kræver de korrekt designede indhegningsanordninger (fx oliebeholdningsdike) for at forhindre miljøforurening fra udspillet olie.

• For nye anlæg – og hvor praktisk i eksisterende anlæg – bør mineraloliefyldte transformatorer placeres væk fra bygninger, andet udstyr og farvande for at minimere brand- og miljørisici. I sådanne tilfælde kan aktive brandslukninger være unødvendige, hvis separationsafstande og andre risikonedsættelsesforanstaltninger er tilstrækkelige.
  

Eksisterende anlæg

• Funktionelle brandslukningsanordninger i drift skal fortsat beskytte anlægsstrukturer og udstyr, men skal periodisk gennemgås for tilstrækkelighed og overholdelse af gældende regler og standarder.

• Inaktive eller defekte brandslukningsanordninger skal vurderes for overholdelse af moderne standarder og genoprettes til drift, hvor det er påkrævet.

• Eksisterende anlæg uden brandslukningsanordninger skal installere dem, hvor det er nødvendigt for at beskytte kritiske strukturer eller udstyr, som fastsat ved risikovurderinger.

Transformer vedligeholdelse og vurdering

• Transformatorer kræver periodiske tilstandsbedømmelser i tilføjelse til rutinerede inspektioner, tester og vedligeholdelse. Enheder med lave tilstandsindikatorer bør prioriteres til rehabilitering eller erstatning for at reducere fejlrisici.

Brandindhegningsstrukturer

• Brandmure eller barrierer bør installeres mellem nabotransformatorer, mellem transformatorer og anlægsstrukturer, mellem enefasede enheder, eller mellem transformatorer og andet udstyr, hvor det er muligt. Disse barrierer begrænser brand- og eksplosionsudbredelse, hvilket minimaliserer kollateralbeskadigelse.

Systemdrift og overholdelse

• Brandslukningsanordninger skal regelmæssigt driftestilles, vedligeholdes og testes for at sikre pålidelighed under nødsituationer.

• Olieindhegnings- og olie-vand adskillelsesanordninger (fx spillberme, afskæringsbeholdere) skal overholde alle relevante miljølove, -regler og branchestandarder for at forhindre forurening.

Adgang og offentlig sikkerhed

• Adgang til transformatorområder skal begrænses til autoriseret personale. Der skal træffes foranstaltninger for fysisk at begrænse offentlighedens nærhed til transformatorer, hvilket reducerer risikoen for skade eller ulovlig indblanding.

• Alle brandsikrings- og indhegningsforanstaltninger skal være i overensstemmelse med gældende miljølove for at forhindre regulativ non-compliance og økologisk skade.

Ved at overholde disse principper kan anlæg effektivt nedsætte brandrisici, beskytte infrastrukturen, sikre personale og minimere miljøpåvirkningen fra transformatorhændelser.