Trafo Söndürme Sistemi: Trafo Tipine ve Konumuna Göre Doğru Çözüm

Trafo söndürme sistemi, güç ve dağıtım transformatörlerinde çıkabilecek yangını algılayıp söndürmek ya da daha yangın başlamadan patlama riskini azaltmak için kurulan sistemlerin ortak adıdır. Bir trafo arızası yalnızca ekipmanın kaybı demek değildir; tesisin enerjisinin günlerce kesilmesi, çevredeki yapılara yangın sıçraması ve yağın yayılmasıyla oluşan çevresel hasar da işin içindedir. Doğru çözüm, trafonun yağlı mı kuru mu olduğuna, açık alanda mı, bina içinde mi yoksa bir trafo köşkünde mi bulunduğuna göre değişir.

Bu sayfada trafo tiplerinin risk profillerini, su sisi (deluge / water spray) sistemlerini, azot enjeksiyonu ile önleyici korumayı ve kapalı trafo odalarında kullanılan gazlı çözümleri karşılaştırmalı olarak ele alıyoruz.

Trafolar Neden Yanar?

Yağlı trafolar

Yağlı trafolarda sargılar, hem yalıtım hem de soğutma görevi gören mineral yağ veya ester esaslı yağ içinde bulunur. Büyük güç trafolarında bu yağın miktarı çok yüksek olabilir. Riskin kaynağı, iç arızalardır:

• İç ark ve sargı arızası: Yalıtım zayıfladığında oluşan ark, yağı aniden buharlaştırır ve parçalar. Açığa çıkan gazlar tank içinde hızla basınç oluşturur.
• Tank yırtılması: Basınç tahliye cihazının kapasitesini aşan ani basınç artışı tankı veya buşing bölgesini yırtabilir. Sıcak yağ ve yanıcı gazlar havayla buluştuğunda büyük bir yangın başlar.
• Buşing arızaları: Trafo yangınlarının önemli bir kısmı buşinglerden başlar; kırılan buşingten yağ dışarı sızar.
• Kademe değiştirici, aşırı yük ve soğutma arızaları: Uzun süreli aşırı ısınma yalıtımı yaşlandırır ve arıza olasılığını artırır.

Yanan yağ, trafo çevresine yayılarak bir havuz yangınına dönüşebilir. Bu yüzden yağ toplama çukuru, alev tutucu çakıl tabakası ve yangın duvarları da korumanın parçasıdır.

Mineral yağın yerine yanma noktası çok daha yüksek olan ester esaslı yağların kullanılması yangın riskini azaltan bir tercihtir; ancak iç arıza kaynaklı basınç riskini tamamen ortadan kaldırmaz.

Kuru tip trafolar

Dökme reçine gibi kuru tip trafolarda yalıtım sıvısı bulunmaz; bu nedenle büyük bir yağ yangını riski yoktur ve bina içinde tercih edilirler. Buna rağmen sargı yüzeylerinde kirlenme, nem, aşırı ısınma veya bağlantı noktalarındaki gevşeklik nedeniyle yangın çıkabilir. Kuru trafolarda asıl risk çoğu zaman trafonun kendisinden çok, aynı odadaki orta gerilim hücreleri, kablo bağlantıları ve alçak gerilim panolarıdır.

Su Sisi (Deluge / Water Spray) Sistemleri

Açık alandaki büyük yağlı trafolar için en yaygın çözüm, trafonun tüm yüzeylerini ince su damlacıklarıyla kaplayan su sisi sistemidir. Tasarımı genellikle NFPA 15 esas alınarak yapılır.

Nasıl çalışır?

Trafonun etrafına, üstüne ve buşing, konservatör, radyatör gibi kritik bölgelerine yönelen açık uçlu nozullar yerleştirilir. Nozullar, normalde kuru olan bir boru ağına bağlıdır. Algılama sistemi yangını tespit ettiğinde baskın (deluge) vanası açılır ve suyun tüm nozullardan aynı anda boşalmasını sağlar. Su;

• trafo yüzeylerini ve yanan yağı soğutur,
• buharlaşarak alev çevresindeki oksijeni azaltır,
• yanan yağın yüzeyinde emülsiyon oluşturarak yanmayı zayıflatır,
• komşu trafolara ve yapılara ısı yayılımını sınırlar.

Algılama seçenekleri

Açık alanda duman dedektörleri güvenilir çalışmadığı için genellikle trafo çevresine döşenmiş pilot sprinkler hattı (basınçlı hava veya su içeren, ampullü başlıklarla donatılmış küçük bir boru ağı), lineer ısı algılama kablosu veya alev dedektörleri kullanılır. Algılama sinyali trafo koruma rölelerinden gelen bilgilerle birlikte değerlendirilebilir.

Tasarımda dikkat edilenler

• Uygulama yoğunluğu, trafonun tüm yüzeyleri ve yağın yayılabileceği zemin alanı için hesaplanır.
• Nozullar, enerjili iletkenlere ve buşinglere karşı elektriksel güvenlik mesafeleri korunarak yerleştirilir.
• Boru ağı ve nozullar dış ortam koşullarına, korozyona ve donmaya karşı uygun seçilir.
• Yeterli su debisi ve basıncı için yangın pompası ve su deposu kapasitesi birlikte planlanır. Pompa tarafı için yangın pompası ve pompa dairesi kurulumu sayfamıza bakabilirsiniz.
• Deşarj edilen su ve yağ karışımının drenajı ve çevreye yayılmasının önlenmesi planlanır.

Baskın sistemler ve diğer sulu çözümler hakkında daha fazla bilgi için otomatik sprinkler ve yangın söndürme sistemleri sayfamızı inceleyebilirsiniz.

Azot Enjeksiyonu: Drain & Stir Yöntemi

Su sisi yangını söndürür; azot enjeksiyon sistemleri ise yağlı trafolarda iç arızanın yangına ve patlamaya dönüşmesini önlemeyi amaçlar. Yöntem “boşalt ve karıştır” (drain and stir) olarak bilinir.

Çalışma adımları

1. Arızanın tespiti: Sistem, trafonun kendi koruma elemanlarından gelen sinyalleri birlikte değerlendirir: Buchholz rölesi, basınç tahliye cihazı, diferansiyel koruma ve kesicilerin açma bilgisi, yangın dedektörleri. Yanlış çalışmayı önlemek için birden fazla koşulun aynı anda gerçekleşmesi aranır; trafonun enerjisinin kesilmiş olması temel şarttır.
2. Konservatörün izolasyonu: Konservatör ile tank arasındaki hat bir vana ile kapatılır; böylece konservatördeki yağın tanka akarak yangını beslemesi önlenir.
3. Yağın kısmi tahliyesi (drain): Tankın üst kısmındaki yağ seviyesi, bir tahliye vanası aracılığıyla belirlenen miktar kadar düşürülür. Bu işlem tank içindeki basıncı azaltır ve üst bölgede yağın bulunmadığı bir boşluk oluşturur.
4. Azot enjeksiyonu (stir): Tankın alt kısmından basınçlı azot verilir. Yükselen azot kabarcıkları yağı karıştırır; sıcak üst tabaka soğuk alt tabakayla karışarak yanma noktasının altına iner. Aynı zamanda üst boşluk azotla dolduğu için oksijen dışarıda kalır.

Bu yöntem genellikle büyük güç trafolarında, özellikle trafo değerinin ve enerji kesintisinin maliyetinin yüksek olduğu tesislerde tercih edilir. Tek başına kullanılabileceği gibi, dış yüzeyleri koruyan su sisi sistemiyle birlikte de uygulanabilir. Azot enjeksiyonu, tankın yırtılmasıyla başlayan dış yangına karşı sınırlı etkilidir; bu yüzden risk analizinde iki senaryo ayrı ayrı değerlendirilmelidir.

Gazlı Çözümler: Kapalı Trafo Odaları ve Merkezler

Bina içindeki trafo odalarında, orta gerilim hücrelerinin bulunduğu kapalı trafo merkezlerinde ve prefabrik köşklerde su kullanmak genellikle istenmez. Bu mahallerde hacimsel gazlı söndürme uygun bir seçenektir. Kullanılan ajanlar mahallin büyüklüğüne ve insan bulunma durumuna göre seçilir: FM200, Novec 1230, inert gazlar ya da insansız ve sızdırmazlığı iyi mahallerde CO2. Gaz türlerinin karşılaştırması için gazlı söndürme sistemi seçim rehberimize göz atabilirsiniz.

Kapalı trafo odalarında gazlı çözüm tasarlanırken şu noktalar kritik önem taşır:

• Havalandırma panjurları ve menfezleri deşarj anında kapatılmalı, aksi halde gaz hızla kaybolur.
• Kablo kanalları ve trafo altındaki boşluklar hacme dahil edilmeli, geçişler yalıtılmalıdır.
• Aşırı basınç tahliyesi hesaplanmalıdır.
• Deşarjdan önce ilgili hücrelerin enerjisi kesilmeli, bakım personeli için kilitleme ve uyarı önlemleri alınmalıdır.

Trafo köşkü ve kompakt merkezler

Prefabrik köşklerde hacim küçük ve bölmeler ayrı olduğu için, bölme bazlı aerosol jeneratörleri veya küçük modüler gazlı sistemler tercih edilebilir. Orta ve alçak gerilim hücrelerinin içi için ise algılama tüplü sistemler, yangını kaynağında yakalayan tamamlayıcı bir katmandır. Bu konuyu pano içi söndürme sistemi sayfamızda ayrıntılı anlattık.

Pasif Önlemler: Aktif Sistemin Tamamlayıcısı

Yağlı trafolarda söndürme sistemi, pasif önlemlerle birlikte düşünüldüğünde anlam kazanır:

• Yağ toplama çukuru: Tanktan sızan veya taşan yağın çevreye yayılmasını engeller; üzerindeki çakıl tabakası yanan yağın alevini boğmaya yardımcı olur.
• Yangın duvarları: Yan yana duran trafolar arasında veya trafo ile bina arasında ısı ve alev geçişini sınırlar.
• Güvenli mesafeler: Trafonun binalara, yanıcı depolara ve kaçış yollarına uzaklığı yangının yayılma riskini doğrudan etkiler.
• Yangına dayanıklı ayırım: Bina içindeki trafo odalarının duvar, döşeme ve kapıları yönetmelikte istenen yangın dayanımına sahip olmalıdır.
• Kablo geçişlerinin yalıtımı: Trafo odasından çıkan kablo geçişleri yangın durdurucu malzemelerle kapatılarak yangının kablolar üzerinden yayılması önlenir.

Aktif sistemler bu önlemlerin yerini tutmaz; pasif önlemler de tek başına söndürme sağlamaz. İkisinin birlikte ele alınması, Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik ve ilgili standartların beklentileriyle de uyumludur.

Çözümlerin Karşılaştırması

Doğru Seçim İçin Değerlendirme

Bir trafo söndürme sistemi projelendirilirken trafonun gücü ve yağ miktarı, konumu, komşu yapılara ve diğer trafolara mesafesi, su kaynağının yeterliliği, iklim koşulları, işletmenin enerji sürekliliğine bağımlılığı ve sigorta şirketinin beklentileri birlikte ele alınır. Pratikte en güvenli yaklaşım çoğu zaman tek bir çözüm değil, katmanlı bir korumadır: pasif önlemler, erken algılama ve trafo tipine uygun aktif söndürme.

Konuya giriş niteliğindeki trafo söndürme sistemi nasıl olmalıdır yazımız da karar sürecinizde yardımcı olabilir. Tesisinizdeki trafolar için uygun trafo söndürme sistemi çözümünü birlikte belirlemek üzere keşif ve projelendirme talebinizle Cenksan’a ulaşabilirsiniz.

Sık Sorulan Sorular