Chữa cháy trạm biến áp

Khi xảy ra cháy tại trạm biến áp thì thiệt hại luôn là nặng nề. Thậm chí thiệt hại do cháy máy biến áp còn gấp nhiều lần chi phí thay thế máy biến áp do gây mất điện cho khách hàng.

Do đó chiến lược phòng tránh là:

1. Giảm thiểu nguy cơ xảy ra cháy máy biến áp.

2. Bảo vệ các nạn nhân, con người và phần còn lại của trạm biến áp có khả năng bị thiệt hại do đám cháy.

3. Duy trì việc cấp điện trong đám cháy, hoặc nếu không thể thì khôi phục việc cấp điện trở lại nhanh nhất sau khi đám cháy.

4. Tránh ô nhiễm môi trường.

Chất sản sinh trong đám cháy và ảnh hưởng của chúng đến sự sống và độ an toàn

Chất sản sinh trong quá trình cháy gồm bốn loại:

1. Khí ga gây cháy.

2. Khói.

3. Nhiệt từ đám cháy

4. Thiếu hụt oxy.

Ngoài các chất sản sinh ra trong quá trình cháy còn có nguy cơ từ sự cố tràn dầu và ô nhiễm bởi các sản phẩm sử dụng chữa cháy như foam chữa cháy, nước bị ô nhiễm ...

1. Khí ga cháy

Dầu biến thế và vật liệu cách điện cellulose khi cháy sẽ sinh ra carbon dioxide, carbon monoxide nếu thiếu không khí. Các khí độc toxic và chất gây ăn mòn cũng sinh ra khi lớp cách điện cáp bị cháy.  Đây là mối quan tâm hàng đầu khi lắp đặt máy biến áp trong nhà. Nhiệt và  khí ga độc là nguyên nhân chính gây tử vong trong vụ cháy.

2. Khói

Khói bao gồm các hạt rắn rất mịn và hơi nước ngưng tụ. Điều này đặc biệt khi đám cháy xảy ra trong nhà hoặc khu vực kín. Khói thoát ra từ đám cháy máy biến áp gây hại cho hệ hô hấp, giảm tầm nhìn và do đó làm giảm khả năng thoát khỏi đám cháy.

3. Nhiệt từ đám cháy

Nhiệt từ ngọn lửa gây mất nước và kiệt sức và ảnh hưởng đến phổi, giảm huyết áp và suy tuần hoàn máu. Lửa gây bỏng với nạn nhân tiếp xúc trực tiếp, hoặc qua bức xạ nhiệt.

Nhiệt tỏa ra gây sốc vật lý và có thể tử vong. Bức xạ nhiệt lớn gây tử vong lập tức.

4. Thiếu oxy

Mức độ oxy trong không khí bình thường là 21% và giảm xuống dưới 15% thì khả năng vận động cơ bắp giảm, từ 14 - 10% thì gây mệt mỏi và khả năng phán đoán kém. Nếu oxy giảm xuống còn khoảng 10-6% sẽ gây ngất và trạng thái vô thức xảy ra.

Phân loại đám cháy và chất chữa cháy

Phân loại đám cháy theo Hiệp hội Chữa cháy Quốc gia Mỹ (National Fire Protection Association - NFPA):

Class A - Cháy do vật liệu dễ cháy thông thường (cháy sau khi đốt). Chữa cháy bằng nước.

Class B - Cháy do chất lỏng dễ cháy. Chữa cháy bằng hạt hơi nước, phun phủ kín hoặc tạo màng sương ngăn cách oxy khỏi nhiên liệu cháy.

Class C - Cháy thiết bị điện. Chữa cháy bằng chất không dẫn điện (bột chữa cháy, carbon dioxide, foam chữa cháy hoặc phun nước ở khoảng cách an toàn).

Phân loại chống cháy

Phân loai khả năng chống cháy của cấu trúc máy biến áp và vật liệu xây dựng trạm được ký hiệu bằng chữ và số. Các quốc gia khác nhau thì có phương pháp đánh mã và thử nghiệm khác nhau, nhưng đều sử dụng chung phân loại REI.

Kiểu phân loại này dựa trên phương pháp thử nghiệm ngọn lửa gây cháy theo số phút và đánh giá ba yếu tố::

R - Kết cấu an toàn - Khả năng duy trì sự ổn định và chịu lực.

E - Integrity - Giữ nguyên khả năng dẫn điện đồng nhất khi tiếp xúc ngọn lựa và khí ga nóng.

I - Cách nhiệt - Khả năng duy trì một nhiệt độ trên bề mặt dưới nhiệt độ gây cháy.

REI 120/60/60 nghĩa kết cấu giữ nguyên 120 phút trong đám cháy. Độ dẫn điện và cách nhiệt giữ nguyên 60 phút trong đám cháy.

Phương pháp chữa cháy (Tam giác lửa)

Tam giác lửa trình bày hình ảnh dễ nhớ về phương pháp chữa cháy.

Làm giảm nhiệt độ

Ngọn lửa được dập tắt khi loại bỏ nguồn nhiệt gây cháy và nhiên liệu gây cháy bị làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm cháy. Nước được dùng rất hiệu quả để làm mát đám cháy và bảo vệ khu vực lân cận không bị làm nóng đến điểm gây cháy.

Nước không hiệu quả để chữa cháy đám cháy máy biến áp, vì rất khó để phun nước và bên trong bình máy biến áp và dầu biến áp sẽ nổi lên trên mặt nước và tiếp tục gây cháy. Đây là lí do nước cũng không được sử dụng cho đám cháy xăng dầu. Trong khi đó bọt chữa cháy lại rất hiệu quả vì nó loại trừ việc tiếp xúc oxy với nhiên liệu cháy trên bề mặt.

Làm giảm hoặc loảng nồng độ khí oxy

Loại bỏ khí oxy là phương pháp rất hiệu quả để dập tắt đám cháy. Nồng độ khí oxy giảm nhe cũng làm giảm rõ rệt cường độ đám cháy và khi nồng độ khí oxy giảm dưới 16% thì hầu như không xảy ra nguy cơ cháy.

Có nhiều loại khí được dùng để pha loãng nồng độ khí oxy và được sử dụng cho chữa cháy trạm biến áp. Khí thường được sử dụng bao gồm carbon dioxide (CO 2), halon và nitơ. (Halon hiện nay không được sử dụng vì không thân thiện với môi trường). Nhược điểm của những loại khí này là gây ngạt cho con người, nên việc phun khí dập lửa chỉ được thực hiện khi đã sơn tán hết con người. CO2 nặng hơn không khí nên thường được dùng cho chữa cháy trong tòa nhà và những khu vực mà vòi phun chữa cháy bố trí cao hơn khu vực có thể cháy.

Nitơ (Nitrogen) nhẹ hơn không khí và sử dụng chữa cháy cho đám cháy mặt phía trên và có thể chứa trong bình, hoặc thùng máy biến thế. Một số nhà sản xuất hệ thống chữa cháy biến áp sử dụng nitơ bơm vào bình dầu máy biến áp để chữa cháy đám cháy từ bề mặt dầu.  Nitơ được trộn và làm lạnh trong thùng dầu máy biến áp và phun ra không khí trên bề mặt dầu và dập tắt đám cháy.

Bọt foam chữa cháy và hơi nước áp lực cao cũng được sử dụng làm loãng mật độ oxy.

Foam chữa cháy dùng rất hiệu quả với đám cháy trong bồn dầu, nhưng ít hiệu quả với đám cháy dầu khi dầu được dàn trải trên bề mặt đứng và bọt foam rất khó vào bên trong thùng máy biến áp. Hơi nước hoặc nước phun sương áp lực cao có tác dụng tốt hơn trong việc pha loãng nống độ oxy cũng như làm mát.

Loại bỏ nhiên liệu gây cháy

Loại bỏ nhiên liệu gây cháy rất hiệu quả nhưng thường không thực hiện được. Một số thiết bị cho phép loại bỏ nhiên liệu gây cháy như dầu máy biến áp bằng cách trang bị van tháo dầu điều khiển được từ xa. Dầu tháo ra được chứa vào các thùng dầu / nước riêng biệt hoặc vào khu vực đổ sỏi đá nghiền, tránh gây nguy hiểm cho cho các khu vực khác. 

Xem máy biến áp như nguồn gây cháy

 Máy biến áp có thể cháy bất kỳlúc nào. Máy biến áp công suất lớn thì càng chứa nhiều dầu, nguy cơ với máy biến áp càng lớn khi sử dụng nhiều dầu và phải tối thiểu hóa việc sử dụng này khi thiết kế trạm biến áp. 

Cách hiệu quả nhất là thiết kế rào cản ngăn lửa chống cháy, phun nước làm nguội và chứa dầu trong bình máy biến thế, cách ly khỏi nguồn khí oxy và giữ nhiệt độ dưới điểm gây cháy.