1. 개요
가. 절연유봉입 변압기의 화재 및 폭발 위험성
1) 1차 위험
- 열적, 전기적 열화
- 심한 전압변동(voltage surge)
- 변압기 애자 표면의 오염
2) 2차 위험
- 아크
- 절연유 유출
3) 외부위험
- 낙뢰
- 외부화재
나. 절연유봉입 변압기 화재 및 폭발 대칙
1) 변압기는 외부낙뢰나 인근 화재 등에 의해 손상 및 파손 될 우려가 있으며, 호재시 생산 등에 심각한 지장 초래
2) 이러한 변압기 방호에 가장 적합한 설비는 물분무 소화설비이다.
2. 변압기 화재 매카니즘
1) 변압기 내부 또는 인근 3상 단란 - 변압기 내 국부적인 아크 발생 - 아크 전류생성 - 아크에너지 발생 - 분해가스발생
내부압력 상승 - 취약부분 파손 - 분해가스 누출 후 초기 화재발생
2) 초기화재는 분무에 의한 분무화재(spray fire)로 시작-
시간경과에 따라 변압기 상부에 미연소된 절연유가 고이게 되어 상부 pool fire 발생-
화재가 진행됨에 따라 상부 절연유가 바닥으로 흐르면서 흐름화재(cascade fire) 발생 -
바다가에 고인 연료에 의한 pool fire 발생
3. 물분무 소화설비 옥외변압기 방호매카니즘
1) 표면냉각
- 인화점이 50도씨 이상인 액체 위험물은 물의 주수로 냉각효과를 얻을 수 있다.
- 따라서, 물분무에 의해 변압기 금속부의 온도를 낮춘다
2) 증기질식
- 물분부 입자가 증발하면서 열을 흡수하고 수증기로 체적이 팽장하면서 산소농도를 저하시킨다.
- 1mole 당 9,72 kcal 열을 흡수한다.
3) 희석
- 인화성 액체가 수용성인 경우 주수된 물이 절연유와 혼합되어 희석시킨다.
4) 코팅
- 물분무에 의해 변압기 표면에 얇은 물의 보호막이 형성되어 연소를 제어한다.
4. 물분무 소화설비 설치기준
1) 방수량 및 수원
- 국내기준
방수량 : 10 lpm/m^2
수원 : 10 * 20min * S (S:바닥부분을 제외한 변압기의 표면적)
- NFPA 기준
방수량 : 10.2 10 lpm/m^2
수원 : 10 .2* 60min * S (S:변압기의 전체 표면적)
2) 방사압력
- 국내 : 0.35MPa으로만 제도
- NFPA : 0.14-0.35MPa(20-50psi)
- 보통 옥외에서 속도를 유지하기 위해서는 20pis(0.14MPa)이상의 압력이 필요하다.
- 압력이 50psi(0.35MPa)이상이면 고압이 되며, 물입자가 너무 작아져서 기류에 의해 날아가 버리거나 침투 이전에
증발되어 버린다.
3) 화재의 감지
- 정온식 감지선형 감지기 선정 (추운 곳)
- 건식방식 또는 습식방식의 스프링클러 헤드를 이용한 감지 (춥지 않은 곳. 영하로 안 내려 가는 곳)
5. 물분무설비의 배관 시공방법 및 유지관리방법
1) 옥외 변압기에 대한 물분무설비 설치
- 변압기 주위에 배관 및 서포트를 설치하여 물분무 헤드를 접속시킨다.
- 수리계산을 통해 배관을 설치한다.
- 전기 절연을 위해 전기기기와 물분무 헤드사이에는 화재안전기준에 의한 거리 이상 이격시킨다.(제10조 제2항)
2) 유지관리방법
- 부식방지
- 유지보수를 위한 전기적 안전조치 및 공간
6. 결론
국내 소방시설의 설치구성의 건축물에 대한 기준으로 되어 있어서 옥외 변압기에 대한 물분무 소화설비가 설치되어 있지
않는 경우가 많다.
사업장의 안전과 생산차질의 방지를 위해 위험에 노출된 장소에 설치된 옥외 변압기에는 물분무 소화설비를 설치하는 것이
필요하다.)
