変圧器防火保護の包括ガイド：原因、タイプ、要件
変圧器防火保護システムの基本要件
変圧器火災の原因
過度の過熱、極めて深刻な短絡、油中故障、落雷が変圧器火災の原因となります。
変圧器火災は稀ですが、その影響は甚大です。火災に巻き込まれた変圧器はほぼ即座に破壊されますが（下図参照）、隣接機器や構造物への火災の影響は軽減可能であり、そのための対策を講じる必要があります。
延焼を防止しない火災は多大な損害を与え、長期間の予定外停電を招きます。
定格電力が大きく電圧が123kV以上の変圧器には、通常防火保護システムを設け、固定式水噴霧システムを使用します。これは一般に変圧器「デルージュ」または「消火用水」システムと呼ばれます（図1参照）。
図1 – 変圧器防火保護システム
このシステムは、変圧器が屋外設置の場合は炎検知器、屋内設置の場合は煙検知器によって作動します。
変圧器防火保護システムのタイプ
変圧器の防火保護システムは以下に分類されます：
- 水系およびミストシステム：消火ポンプ、固定式水噴霧システム/ノズル、弁、弁部品、配管
- 火災検知システム：火災検知器、制御盤、ケーブル
消火要件は、変圧器が構造物や他の機器から離れた場所に設置されている場合、または燃焼油を封じ込められる場合に緩和されることがあります。
プラント構造物と隣接機器の保護、および要員への危険低減の観点から、ほとんどの場合で消火設備が必要とされます。
一部のケースでは、難燃性絶縁油の使用により消火設備の必要性が軽減される可能性があり、代替案として検討すべきです。
一般的な実務では、業界標準と保険要件により、約1,900リットル以上の可燃性油を含む変圧器で、建物や他の機器からの許容される分離/遮蔽が確保できない場合、消火設備と防火壁（図2）が要求されます。
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図2 – 防火壁
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変圧器防火保護の要件
要約すると、基本原則は以下の通りです：
- プラント構造物や他の機器の近くに大型鉱油入り変圧器を設置する新設施設では、構造物と隣接機器を保護するアクティブな変圧器消火システムと、環境を保護する適切に設計された封じ込めシステムを含めるべきです。
- 新設施設では、また既存プラントで正当化される場合、鉱油入り変圧器をプラント、他の機器、水路から離れた場所に設置することで火災と環境リスクを低減することを真剣に検討すべきです。この場合、他の考慮事項が許せばアクティブな消火設備は不要かもしれません。
- 既存の機能する消火システムは、プラント構造物と他の機器の保護のために継続使用すべきですが、現行の規格と標準への適合性と妥当性を見直すべきです。
- 非稼働の消火システムは、妥当性と現行規格・標準への適合性を見直し、稼働状態に復旧すべきです。
- 消火システムを既存施設に追加すべきです（現在存在しない場合）およびプラント構造物や他の機器を保護するために必要な場合。
- 変圧器は、定期点検、試験、メンテナンスに加えて定期的な状態評価を受けるべきです。状態指数が低い変圧器は、修繕または交換の計画を立てるべきです。
- 隣接変圧器間、変圧器とプラント構造物間、単相変圧器間、または変圧器と他の機器間に、実現可能かつ適切な場合は防火壁を追加し、火災と爆発を封じ込め、付随的損害を軽減すべきです。
- 消火システムは適切に運用、維持管理、試験されなければなりません。
- 封じ込めおよび油水分離構造物は、適用されるすべての法律、規制、標準に準拠しなければなりません。
- 変圧器へのアクセスは、当該区域で公式な業務を持つ者のみに制限すべきです。一般人の変圧器への接近は制限すべきです。
- 適用される環境法令を遵守しなければなりません。
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変圧器防火安全実践ガイド
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著者紹介：Manuel Bolotinha
- 電気工学学士（エネルギー・電力システム専攻）（1974年 - リスボン工科大学/リスボン大学）
- 電気・コンピュータ工学修士（2017年 - リスボン新大学科学技術学部）
- 変電所・電力システム上級コンサルタント、専門講師
産業技術