大型変圧器は電力網において極めて重要な役割を果たし、電気エネルギーの効率的な伝送と分配を促進します。ただし、高出力で動作し、可燃性の断熱材が使用されているため、防火が最も重要です。大手電源変圧器サプライヤーとして、当社はこれらの要件の重要な性質を理解しており、最高の防火基準を満たす製品を提供することに尽力しています。
1. 大型変圧器の火災 - 危険なコンポーネント
大型の電源変圧器には通常、火災の危険性のあるコンポーネントがいくつか含まれています。その中で最も重要なものは絶縁油です。鉱油は変圧器の絶縁および冷却媒体として一般的に使用されます。優れた電気絶縁特性を備えており、変圧器の動作中に発生する熱を効果的に放散できます。ただし、鉱油は引火性があり、引火点は通常 130 °C ～ 160 °C です。変圧器に短絡などの内部故障が発生すると、温度が急激に上昇し、絶縁油が発火する可能性があります。
もう 1 つの火災が発生しやすいコンポーネントは巻線です。巻線は銅またはアルミニウムの導体でできており、紙やワニスなどの材料で絶縁されています。過負荷、接続不良、絶縁破壊による過熱により、絶縁材が発火することがあります。さらに、積層鋼板で作られている変圧器のコアも熱を発生する可能性があります。コア自体は可燃性ではありませんが、過剰な熱が周囲の可燃性コンポーネントに伝わる可能性があります。
2. 国際および国内の防火基準
大型電源変圧器の安全性を確保するために、さまざまな国際規格および国内規格が制定されています。たとえば、国際電気標準会議 (IEC) は、変圧器の火災保護に関連する一連の規格を開発しました。 IEC 60076 - 14 は、火災の影響を防止および軽減するための変圧器の設計および設置に関する要件を指定しています。
米国では、全米防火協会 (NFPA) が NFPA 850 を発行しています。これは、発電所、変電所、高電圧直流変換所の防火に関するガイドラインを提供しています。これらの規格は、変圧器の位置、耐火エンクロージャ、消火システムなどの側面をカバーしています。
3. 防火のための設計要件
3.1 場所とレイアウト
大型電源変圧器の設置場所は、防火上非常に重要です。変圧器は可燃物や構造物から離れた換気の良い場所に設置する必要があります。建物、特に占有率の高い建物や価値の高い建物から十分な距離を置いて配置する必要があります。たとえば、火災の延焼を防ぐために、変圧器と近くの建物の間には最低でも数メートルの空間が必要となる場合があります。
変電所のレイアウトも重要です。 1 つの変圧器で発生した火災が他の変圧器に延焼するのを防ぐために、複数の変圧器の間に適切なスペースを設ける必要があります。防火性をさらに高めるために、変圧器の間に耐火バリアを設置できます。
3.2 耐火エンクロージャ
耐火エンクロージャを使用すると、変圧器から周囲の環境に火災が広がるリスクを大幅に軽減できます。これらのエンクロージャは通常、コンクリートやスチールなどの耐火性の高い材料で作られています。燃えている絶縁油の放出を防ぎ、炎や煙の広がりを制限します。
エンクロージャの設計では、爆発性ガスの蓄積を防ぐための換気も考慮する必要があります。換気開口部は、外部の火源の侵入を防ぎながらガスの放出を可能にする方法で設計する必要があります。
3.3 断熱材
防火には適切な断熱材を選択することが不可欠です。従来の鉱物油に加えて、より優れた防火特性を備えた代替絶縁流体がますます使用されています。たとえば、シリコーンベースのオイルなどの高引火点オイルは、鉱物油よりも引火点がはるかに高いため、発火の危険性が低くなります。
一部の変圧器では、エポキシ樹脂を含浸させた紙などの固体絶縁材料も使用できます。これらの材料は優れた電気絶縁特性を備えており、従来の紙絶縁体よりも可燃性が低くなります。
4. 消火システム
4.1 水ベースのシステム
水ベースの消火システムは、大型の変圧器に一般的に使用されます。表面を冷却して消火するために、変圧器の上にスプリンクラー システムを設置できます。広いエリアを迅速にカバーできる大洪水スプリンクラー システムは、変圧器の火災保護によく使用されます。
水ミストシステムも別のオプションです。微細な水滴を使用して変圧器を冷却し、火災を抑制します。ウォーターミスト システムには、従来のスプリンクラー システムよりも使用する水の量が少ないという利点があり、変圧器や周囲の機器への水による損傷の可能性が軽減されます。
4.2 フォームベースのシステム
泡による消火システムも変圧器火災に効果的です。泡は燃焼中の油を覆い、酸素が燃料に到達するのを防ぎ、消火することができます。これらのシステムは、大規模な変圧器火災に特に適しています。
4.3 ガスベースのシステム
場合によっては、二酸化炭素 (CO₂) や清浄剤などのガスベースの消火システムを使用できます。 CO₂ システムは、保護エリア内の酸素を置換して火災を窒息させることによって機能します。ただし、CO₂ は有害なガスであるため、これらのシステムを使用する場合は適切な安全対策を講じる必要があります。 FM-200 などのクリーン剤は環境に優しく、残留物を残さずに素早く消火できます。
5. 監視および検出システム
5.1 温度監視
大型電力変圧器の潜在的な火災の危険を検出するには、継続的な温度監視が不可欠です。熱電対または測温抵抗体 (RTD) を、巻線やオイルなどの変圧器内の重要なポイントに取り付けることができます。温度が事前に設定された制限を超えると、アラームがトリガーされ、適時のメンテナンスまたは変圧器のシャットダウンが可能になります。
5.2 ガス検知
高温条件下で断熱材やオイルが分解すると、水素、メタン、エチレンなどのガスが発生することがあります。ガス検出システムは、変圧器油または周囲の大気中のこれらのガスの濃度を監視できます。ガス濃度の増加は内部障害を示している可能性があり、すぐに対処しないと火災につながる可能性があります。
5.3 煙の検知
火災の初期の兆候を検出するために、変圧器の筐体またはその周囲に煙感知器を設置できます。煙が検知されると消火システムが作動し、適切な緊急措置を講じることができます。
6. サプライヤーとしての取り組み
大手電源変圧器サプライヤーとして、当社は防火要件を満たし、それを超えることに専念しています。当社では、変圧器の火災安全性を確保するために、最新の設計技術と高品質の材料を使用しています。当社の製品は国際規格および国内規格に準拠するように設計されており、防火機能を向上させるための研究開発に継続的に投資しています。
当社は、以下を含む幅広い大型電源トランスを提供しています。AC電源変圧器、ユニット変電所変圧器、 そして高圧電源変圧器。これらの変圧器はそれぞれ、絶縁材料の選択から消火システムの設計に至るまで、防火を念頭に置いて設計されています。
大型電源変圧器の市場に参入しており、防火について懸念がある場合は、詳細な議論のために当社までお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の特定の要件に基づいてカスタマイズされたソリューションを提供できます。私たちは、電力システムの安全で信頼性の高い運用を保証するために、お客様と協力できることを楽しみにしています。
参考文献
- 国際電気標準会議 (IEC)。 IEC 60076 - 14: 電源変圧器 - パート 14: 火災の影響を防止および軽減するための変圧器の要件。
- 全国防火協会 (NFPA)。 NFPA 850: 発電所、変電所、および高電圧直流変換所の防火に関する推奨慣行。