変圧器火災保護システム – 原因、種類および要件
トランスフォーマーの火災の原因
トランスフォーマーは、過熱、重大なショートサーキット、絶縁油の故障、および落雷などのいくつかの重要な問題により発火することがあります。トランスフォーマーの火災は比較的稀ですが、その結果は壊滅的なものになることがあります。以下の図に示すように、火災に包まれたトランスフォーマーは数分で修復不能な損傷を受けることが多いです。しかし、このような火災が周辺設備や構造物に及ぼす可能性のある影響に対処することは重要であり、適切な緩和策により二次被害を制限することができます。
トランスフォーマーの火災リスクと保護
制御されないトランスフォーマーの火災は広範囲な損傷を引き起こし、長期かつ予定外の停電につながることがあります。123 kVを超える高電圧のトランスフォーマーには、専用の火災保護システムを設置することが標準的な慣行となっています。一般的な解決策の一つは、固定式の水噴霧システムで、これはトランスフォーマーの「洪水」または「防火水」システムと呼ばれることもあります（図1参照）。
これらのシステムは、制御された大量の水噴霧によってトランスフォーマーに水を散布することで迅速に火災を抑制するよう設計されており、火災が周辺設備や構造物に広がるリスクを軽減し、ダウンタイムを最小限に抑えます。
トランスフォーマー火災保護システム
このシステムは、屋外に設置されている場合はフレームディテクター、室内に設置されている場合はスモークディテクターによって起動されます。
トランスフォーマー火災保護システムの種類
トランスフォーマー火災保護システムは以下の通りに分類できます：
水系システムとミストシステム
構成要素：消防ポンプ、固定式水噴霧システム/ノズル、バルブ、バルブ部品、配管。
機能：高圧の噴霧または微細ミストを利用してトランスフォーマーに水を散布し、表面を冷却して炎を消火します。
火災検知システム
構成要素：火災検知器（温度センサー、煙センサー、またはフレームセンサー）、制御パネル、ケーブル。
機能：早期に火災ハザードを検出し、抑制システムまたはアラームをトリガーして応答時間を最小限に抑えます。
緩和策の考慮事項
以下の場合、火災抑制はそれほど重要ではないかもしれません：
しかし、多くの場合、プラントの構造、周辺設備、および従業員を保護するために火災抑制措置が必要となります。
代替ソリューション
引火点が高い油や合成エステルなどの引火性の低い絶縁流体を使用することで、火災リスクを低減し、アクティブな抑制システムの必要性を排除することが可能です。これにより、一部の設置においては代替手段として有効です。
トランスフォーマー火災保護の要件
以下は、トランスフォーマー火災保護の基本原則です：
鉱物油充填トランスフォーマーを備えた新規施設
大規模な鉱物油充填トランスフォーマーを設置する新規施設では、特にプラント構造や他の設備に近接している場合には、アクティブな火災抑制システムを導入して構造物、周辺設備、環境を保護する必要があります。
また、適切に設計された制約システム（例えば、オイル保持堤防）を設置して、流出した油による環境汚染を防止する必要があります。
新規施設および既存のプラントにおいて可能な限り、鉱物油充填トランスフォーマーは建物、他の設備、および水路から離れた場所に配置し、火災および環境リスクを最小限に抑えるべきです。このような場合、十分な距離と他のリスク緩和策があれば、アクティブな火災抑制は不要となる場合があります。
既存の施設
稼働中の火災抑制システムは、プラント構造および設備を継続的に保護する必要がありますが、定期的に適合性と現在の規格・基準への準拠を確認する必要があります。
非稼働または機能していない火災抑制システムは、現代の基準との適合性を評価し、必要に応じて稼働状態に回復させる必要があります。
火災抑制システムを持たない既存の施設では、リスク評価に基づいて必要な箇所に設置し、重要な構造物や設備を保護する必要があります。
トランスフォーマーのメンテナンスと評価
火災制約構造
システムの運転と適合性
アクセスと公共の安全
これらの原則に従うことで、施設は火災リスクを効果的に軽減し、インフラを保護し、従業員を守り、トランスフォーマーの事故による環境への影響を最小限に抑えることができます。
