Сегмент рынка
Товары
События
В ТЗ № 1-2018 был представлен краткий обзор активных систем обеспечения пожарной безопасности трансформаторного оборудования в соответствии с рекомендациями СИГРЭ. Тема пожарной защиты силовых трансформаторов и периферийного оборудования в соответствии с «Руководством по обеспечению пожарной безопасности трансформаторов» Международного совета по большим системам высокого напряжения (СИГРЭ) может быть интересна читателям журнала в разрезе обеспечения пассивных методов безопасности.
Активная и пассивная защита направлены на уменьшение ущерба во время возникновении аварийной пожарной ситуации. Первый тип защиты – автоматизированные системы, которые реально установить в уже созданном распределительном устройстве и которые представляют интерес для эксплуатации оперативным персоналом. Пассивная защита – это комплекс рекомендаций, основанных на расчетах и статистических данных, который применяется до ввода объекта в эксплуатацию и представляет интерес скорее для проектировщиков.
В Руководстве СИГРЭ (далее мы будем его называть просто Руководство) выделяются три основных направления обеспечения пассивной безопасности:
Соблюдение рекомендованных расстояний является очень эффективным и, конечно же, наиболее экономичным способом минимизации урона от возгорания трансформатора. Однако данное направление выглядит приемлемым при условии, что территория подстанции достаточно обширна и позволяет расположить силовое оборудование на рекомендованном расстоянии друг от друга.
Рисунок 1.1. Статистические данные о приводимых в различных нормативных документах разделительных расстояний в зависимости от объемов трансформаторного масла. Количество рекомендаций в нормативной базе. Все здания и сооружения
Руководство опирается на различные зарубежные специализированные стандарты и не дает однозначных рекомендаций по определению номинальных противопожарных расстояний. Так в нем приведены расстояния между трансформаторами и другими сооружениями энергообъекта, как состоящими из негорючих материалов так и, например, емкостями с горючими жидкостями. Расстояния меняются в зависимости от типа, количества и характеристик объектов, и в рамках рекомендаций представлены в отчете CEATI №T023700-3022 «Трансформаторные подстанции и трансформаторы – Пожарная защита и профилактика». Статистика использования разделительных расстояний в зависимости от объема трансформаторного масла, приводимая в различных нормативных документах, представлена ниже.
Рисунок 1.2. Статистические данные о приводимых в различных нормативных документах разделительных расстояний в зависимости от объемов трансформаторного масла. Количество рекомендаций в нормативной базе. Негорючие здания и сооружения
В отчете приводятся рекомендации по выбору расстояний в зависимости от теплового потока, который рассчитывается исходя из характеристик потенциально наиболее возможного очага возгорания. Отчет содержит исчерпывающую информацию о расчете теплового потока при различных размерах очага возгорания. Также в документе с помощью графических диаграмм тепловой поток можно определить как функцию размера очага возгорания и расстояния до него.
Рисунок 1.3. Статистические данные о приводимых в различных нормативных документах разделительных расстояний в зависимости от объемов трансформаторного масла. Количество рекомендаций в нормативной базе. Другие резервуары и емкости
В Руководстве используется информация по обеспечению безопасных расстояний между трансформаторами и другими объектами из двух широко распространённых международных стандартов: IEC 61936, стандарта Международной Электротехнической Комиссии по устройству электроустановок свыше 1 кВ, и рекомендации FM Global – коммерческой организации, мирового лидера в вопросах определения рисков и страхования. Данные представлены в статье в виде таблиц, показывающих зависимость расстояния между трансформаторами и различными объектами в зависимости от объема и типа используемой изоляции (таблицы 1 и 2). Согласно данным таблицам, рекомендуемое расстояние может быть значительно сокращено в случаях, когда в трансформаторе в качестве изоляции используется менее огнеопасная синтетическая диэлектрическая жидкость класса K согласно стандарту IEC 61100/61039, а не повсеместно распространенное минеральное масло.
Существенное сокращение расстояния между трансформатором и другими объектами может быть достигнуто при использовании дополнительных защитных мер, таких как увеличение механической прочности резервуара, применении устройств сброса давления в баке трансформатора и дополнительной токовой защиты.
В Руководстве, помимо данных о расстоянии между трансформаторами и другими объектами (зданиями и сооружениями), приводится также информация о выборе безопасных расстояний в соответствии с нормами FM Global между соседними трансформаторами (таблица 3).
Помимо информации из вышеперечисленных стандартов в Руководстве также приведены требования британской Energy Networks Association в стандарте ENA DOC 18-2008. Требования данных норм представлены в таблице 4, и они несколько отличаются от требований IEC и FM Global.
Разделение пожароопасных объектов соответствующими расстояниями приемлемо на этапе проектирования подстанций и распределительных устройств. Однако даже при проектировании возможно возникновение ситуации, когда выделенной территории не хватает для разнесения пожароопасных объектов на безопасные расстояния. В этом случае, а также если требуется повысить уровень безопасности уже существующих распределительных устройств, применяют огнезащитные барьеры и стены.
Таблица 1. Рекомендации IEC 61936-1 2002 по обеспечению безопасных расстояний между трансформаторами и другими объектами
Тип трансформатора | Объем жидкости | Допустимое расстояние до других трансформаторов или негорючих строительных поверхностей, м | Допустимое расстояние до горючих строительных поверхностей, м | |
Трансформаторы с масляной изоляцией | >1 000 < 2 000 | 3 | 7,6 | |
>2 000 < 20 000 | 5 | 10 | ||
>20 000 < 45 000 | 10 | 20 | ||
>45 000 | 15,2 | 30,5 | ||
Синтетическая диэлектрическая жидкость класса K без улучшенных защитных характеристик | ≥1 000 < 3 800 | 1,5 | 7,6 | |
≥3 800 | 4,6 | 15,2 | ||
Синтетическая диэлектрическая жидкость класса K с улучшенными защитными характеристиками | Допустимое расстояние до строительных поверхностей и других трансформаторов | |||
|
Таблица 2 Стандарт FM Global по обеспечению безопасных расстояний между трансформаторами и другими объектами
Изоляция | Трансформатор, утвержденный FM Global или эквивалентный | Объем жидкости | Расстояние по горизонтали, м Сопротивление огню в течение 2 часов |
Расстояние по горизонтали, м Горючие стены Нет |
Расстояние по горизонтали, м Горючие стены Есть |
Расстояние по вертикали, м |
Синтетическая диэлектрическая жидкость класса K | Да | н/д | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 1,5 |
Нет | < 38,000 | 1,5 | 1,5 | 7,6 | 7,6 | |
>38,000 | 4,6 | 4,6 | 15,2 | 15,2 | ||
Минеральное масло | н/д | < 1900 | 1,5 | 4,6 | 7,6 | 7,6 |
От 1,900 до 19,000 | 4,6 | 7,6 | 15,2 | 15,2 | ||
> 19,000 | 7,6 | 15,2 | 30,5 | 30,5 |
Таблица 3 FM Global по обеспечению безопасных расстояний между трансформаторами
Изоляция | Трансформатор, утвержденный FM Global или эквивалентный | Объем жидкости | Расстояние по горизонтали, м |
Синтетическая диэлектрическая жидкость класса K | Да | н/д | 0,9 |
Нет | < 38,000 | 1,5 | |
>38,000 | 7,6 | ||
Минеральное масло | н/д | < 1900 | 1,5 |
От 1,900 до 19,000 | 7,6 | ||
> 19,000 | 15,2 |
Таблица 4 ENA Document 18.-2008 по обеспечению безопасных расстояний между трансформаторами и другими сооружениями
Объем трансфоматорного масла, л | Минимальное расстояние до другого трансформатора или негорючей стены, м | Минимальное расстояние до горючей стены, м |
1 000 < 2 000 | 3 | 7,5 |
2 001 < 20000 | 5 | 10 |
20 001 < 45 000 | 10 | 20 |
45 001 < 60 000 | 15 | 30 |
>60 000 | 23 | 30 |
В Руководстве рассматриваются несколько подходов к установке противопожарных барьеров. Нормативные документы, использующие метод расчета теплового потока утверждают, что при возникновении пожара в трансформаторе при тепловом потоке больше 5 кВ/м2 начинается разрушение фарфоровых втулок и изоляторов соседних трансформаторов. В случае превышения значения теплового потока 5 кВ/м2 рекомендуется установка огнезащитных барьеров. Однако большинство рекомендаций исходят из времени сопротивления защитных барьеров огню. Так в упомянутом выше стандарте FM Global нормируется время сопротивления огню – 2 часа. Документ NGTS 3.1.3 «Ограничение пожарных рисков на подстанциях» устанавливает время сопротивления огню в 4 часа. Как правило, пожарные барьеры строятся из железобетонных конструкций или выкладываются из огнеупорных блоков, поддерживаемых железобетонными опорами. При использовании альтернативных материалов для построения барьеров к ним предъявляется минимальное требование по огнестойкости – 2 часа. Большинство стандартов предусматривает установку таких барьеров на расстоянии 1 м от потенциального источника возгорания высотой на 1 м выше, чем самая высокая часть трансформатора (не считая шинных мостов).
Далее приводятся различные варианты сочетания размеров барьера и его размещения относительно зданий и сооружений по версии стандарта FM Global. В случае размещения огнезащитного экрана между двумя трансформаторами такое сооружение должно выходить по горизонтали не менее чем на 600 мм, а по вертикали не менее чем на 300 мм за пределы любого компонента трансформатора, который может быть источником возгорания в результате электрической неисправности (включая трансформаторный бак с маслом).
В распространении пожара большую роль играет ветер, и объекты, находящиеся с подветренной стороны могут подвергнуться воздействию открытого огня. Стандарт FM Global определяет опасную зону и устанавливает минимально безопасное расстояние между трансформатором и другим объектом с подветренной стороны в 4,6 м для трансформаторов с объемом масла менее 19 000 л и 7,6 м для трансформаторов с большим объемом масла (рис. 2).
Зона распространения огня с подветренной стороны трансформатора в ходе пожара
Если барьер ниже, чем верхняя граница распространения пожара, то у зданий и сооружений в зоне возможного воздействия огня рекомендуется делать крышу из негорючих материалов (рис. 3).
Рисунок 3 Меры защиты сооружений в зоне воздействия огня в случае низкого огнезащитного барьера
Если барьер выше, чем верхняя граница распространения пожара, то для зданий и сооружений в зоне воздействия огня допускается делать крышу из обычных материалов.
В Руководстве особо отмечается, что в случае размещения здания в зоне вероятного поражения пожаром и невозможности возведения защитных барьеров, необходимо, чтобы стены, потенциально подвергающиеся риску воздействия огня, были выполнены из негорючих материалов (рис. 4).
Выполнение стен сооружений в зоне возможного воздействия огня
Роль пассивных средств в обеспечении пожарной безопасности трансформаторного оборудования весьма велика. Это – важнейшая часть общего комплекса мероприятий, позволяющая защитить жизнь и здоровье людей и сберечь дорогостоящее оборудование.
Поделиться:
О проекте / Контакты / Политика конфиденциальности и защиты информации