سیستم حفاظت از آتش در ترانسفورماتورها – دلایل، انواع و الزامات

دلایل آتش‌سوزی ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورها ممکن است به دلیل چندین مشکل حیاتی، از جمله گرم شدن بیش از حد، کوتاه‌مدارهای شدید، خرابی‌های در روغن عایق و ضربات برق زنده آتش بخورند. با این حال، آتش‌سوزی ترانسفورماتورها نسبتاً نادر است، اما پیامدهای آن می‌تواند ویرانگر باشد. همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است، یک ترانسفورماتور که در آتش گرفته است، معمولاً در دقایق معدودی به طور غیرقابل جبرانی تخریب می‌شود. با این حال، اهمیت بالایی دارد که تأثیرات بالقوه چنین آتش‌سوزی‌هایی بر تجهیزات و سازه‌های مجاور مورد بررسی قرار گیرد، چرا که اقدامات مناسب ضدآتش می‌تواند خسارات جانبی را محدود کند.

ریسک‌های آتش‌سوزی و محافظت از ترانسفورماتورها

آتش‌سوزی ترانسفورماتوری بدون کنترل می‌تواند خسارات گسترده‌ای ایجاد کرده و منجر به قطع برق‌های طولانی مدت و غیرمنتظره شود. برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت بالا با ولتاژ بیش از ۱۲۳ کیلوولت، نصب سیستم‌های محافظت از آتش اختصاصی به عنوان یک عمل رایج است. یک راه‌حل رایج سیستم‌های پاشش آب ثابت است که غالباً به عنوان سیستم‌های "پاشش" یا "آب آتش‌نشانی" ترانسفورماتور شناخته می‌شوند، همان‌طور که در شکل ۱ نشان داده شده است.

این سیستم‌ها طراحی شده‌اند تا با پاشش آب با حجم بالا و کنترل‌شده روی ترانسفورماتور، آتش را به سرعت خاموش کرده و خطر انتشار آتش به تجهیزات یا سازه‌های مجاور را کاهش داده و دوره‌های بی‌کاری را به حداقل برسانند.

سیستم‌های محافظت از آتش ترانسفورماتورها

این سیستم در صورت نصب ترانسفورماتور در فضای باز توسط تشخیص‌دهندگان شعله فعال می‌شود یا در صورت نصب در داخل ساختمان توسط تشخیص‌دهندگان دود فعال می‌شود.

نوع‌های سیستم‌های محافظت از آتش ترانسفورماتورها

سیستم‌های محافظت از آتش ترانسفورماتورها می‌توانند به دو دسته تقسیم شوند:

سیستم‌های آبی و میستی

• اجزاء: پمپ‌های آتش‌نشانی، سیستم‌های پاشش آب ثابت/نوزل‌ها، شیرها، اجزای شیرها و لوله‌ها.

• کارکرد: آتش را به سرعت با پاشش آب روی ترانسفورماتور خاموش کرده و با استفاده از پاشش‌های فشار بالا یا میست‌های ریز برای خنک کردن سطوح و خفه کردن شعله‌ها عمل می‌کنند.

سیستم‌های تشخیص آتش

• اجزاء: تشخیص‌دهندگان آتش (سنسورهای حرارتی، دود یا شعله)، پنل‌های کنترل و کابل‌ها.

• کارکرد: خطرات آتش را در مرحله اولیه تشخیص می‌دهند و سیستم‌های خاموش‌کننده یا هشدار را فعال کرده تا زمان واکنش را به حداقل برسانند.
  

اعتبارسنجی ملاحظات

کنترل آتش ممکن است کمتر حیاتی باشد اگر:

• ترانسفورماتور از سازه‌ها و تجهیزات دیگر در مکانی دور قرار گرفته باشد.

• روغن در حال سوختن به طور مؤثر می‌تواند تحت کنترل قرار گیرد (به عنوان مثال، از طریق موانع مقاوم در برابر آتش یا سیستم‌های تصريف).

با این حال، در بیشتر موارد، محافظت از سازه‌های کارخانه، تجهیزات مجاور و کارکنان نیازمند اقدامات کنترل آتش است.

راه‌حل‌های جایگزین

استفاده از مایعات عایق با تابیدگی کمتر (به عنوان مثال، روغن‌های با نقطه تابیدگی بالا یا استرهای مصنوعی) می‌تواند خطرات آتش را کاهش دهد و ممکن است نیاز به سیستم‌های خاموش‌کننده فعال را حذف کند، که آن‌ها را به یک گزینه قابل قبول در برخی نصب‌ها می‌کند.

ضروریات محافظت از آتش ترانسفورماتورها

در زیر اصول بنیادی محافظت از آتش ترانسفورماتورها آورده شده است:

ساختمان‌های جدید با ترانسفورماتورهای پر از روغن معدنی

• نصب‌های جدید که شامل ترانسفورماتورهای بزرگ پر از روغن معدنی در نزدیکی سازه‌های کارخانه یا تجهیزات دیگر هستند باید سیستم‌های خاموش‌کننده فعال آتش را برای حفاظت از سازه، تجهیزات مجاور و محیط زیست داشته باشند.

• علاوه بر این، آن‌ها نیاز به سیستم‌های محتوای صحیح (به عنوان مثال، دیک‌های حبس روغن) دارند تا آلودگی محیط زیست از روغن ریخته شده را جلوگیری کنند.

• برای ساختمان‌های جدید - و در صورت امکان در ساختمان‌های موجود - ترانسفورماتورهای پر از روغن معدنی باید در فاصله‌ای از ساختمان‌ها، تجهیزات دیگر و رودخانه‌ها نصب شوند تا خطرات آتش و محیط زیست را به حداقل برسانند. در چنین مواردی، اگر فواصل جداکننده و سایر اقدامات کاهش ریسک کافی باشند، خاموش‌کننده فعال آتش ممکن است غیر ضروری باشد.
  

ساختمان‌های موجود

• سیستم‌های خاموش‌کننده فعال آتش که در حال عملیات هستند باید به حفاظت از سازه‌ها و تجهیزات ادامه دهند اما باید به طور متناوب برای کافی بودن و انطباق با کدها و استانداردهای فعلی بررسی شوند.

• سیستم‌های خاموش‌کننده فعال آتش غیرفعال یا غیرعملی باید برای انطباق با استانداردهای مدرن بررسی شوند و در صورت نیاز به وضعیت عملیاتی بازگردانده شوند.

• ساختمان‌های موجود بدون سیستم‌های خاموش‌کننده فعال آتش باید در صورت لزوم آن‌ها را نصب کنند تا سازه‌ها یا تجهیزات مهم را حفظ کنند، همان‌طور که توسط ارزیابی‌های ریسک تعیین شده است.

نگهداری و ارزیابی ترانسفورماتورها

• ترانسفورماتورها نیاز به ارزیابی‌های دوره‌ای شرایط دارند علاوه بر بازرسی‌ها، آزمون‌ها و نگهداری معمول. واحد‌هایی با شاخص‌های شرایط پایین باید برای ترمیم یا جایگزینی برای کاهش خطرات خرابی اولویت داده شوند.

ساختارهای محتوای آتش

• دیوارهای یا موانع آتش باید بین ترانسفورماتورهای مجاور، بین ترانسفورماتورها و سازه‌های کارخانه، بین واحد‌های یک‌فازی یا بین ترانسفورماتورها و تجهیزات دیگر در صورت امکان نصب شوند. این موانع انتشار آتش و انفجار را محدود می‌کنند و خسارات جانبی را به حداقل می‌رسانند.

عملیات سیستم و انطباق

• سیستم‌های خاموش‌کننده آتش باید به طور منظم عملیاتی، نگهداری و آزمون شوند تا قابلیت اطمینان آن‌ها در مواقع اضطراری تضمین شود.

• ساختارهای حبس روغن و جداسازی روغن-آب (به عنوان مثال، دیواره‌های جلوگیری از ریختن، مخازن میان‌گیر) باید با تمام قوانین، مقررات و استانداردهای صنعتی مربوط به محیط زیست انطباق داشته باشند تا آلودگی را جلوگیری کنند.

دسترسی و ایمنی عمومی

• دسترسی به مناطق ترانسفورماتورها باید تنها به کارکنان مجاز محدود شود. اقداماتی باید گرفته شود تا فاصله عموم از ترانسفورماتورها به طور فیزیکی محدود شود، خطر آسیب یا تداخل غیرمجاز را کاهش داده شود.

• تمام اقدامات محافظت و حبس آتش باید با قوانین محیط زیست مرتبط انطباق داشته باشند تا عدم انطباق نظارتی و آسیب زیست‌محیطی جلوگیری شود.

با رعایت این اصول، تسهیلات می‌توانند به طور موثر ریسک‌های آتش را کاهش داده، زیرساخت‌ها را محافظت کرده، کارکنان را ایمن نگه دارند و تأثیرات زیست‌محیطی ناشی از حوادث ترانسفورماتورها را به حداقل برسانند.