حرائق المحولات تعد من أخطر الحوادث التي يمكن أن تحدث في محطات التحويل، وذلك لأسباب عدة تشمل انهيار العازلية في ملفات المحولات أو في كابلات الجهد العالي أو في علب النهاية أو البوشينغات (المنافذ العازلة) للمحول. السبب الرئيسي للحريق هو وجود مادة قابلة للاشتعال مثل زيت المحولات، بالتوازي مع ارتفاع كبير في الحرارة أو حدوث قوس كهربائي. تكلفة حرائق المحولات تتعدى تكلفة المحولة نفسها، حيث تصل إلى 2-3 أضعاف التكلفة، إضافة إلى خسائر انقطاع التغذية عن المستهلكين. بناءً على ذلك، تعمل شركات الكهرباء على الحد من نشوب الحرائق كخطوة أولى، وفي حال وقوعها، تعمل على تقليل الأضرار.
الأسباب والعوامل المؤدية للحريق:
- انهيار العزل الكهربائي: قد يحدث هذا في ملفات المحول، الكابلات، أو المنافذ العازلة (بوشينغات)، ما يؤدي إلى تسرب التيار وحدوث شرارات كهربائية أو قوس كهربائي، مما يؤدي إلى اندلاع النيران.
- زيت المحولات: الزيت المستخدم في تبريد وعزل المحولات هو مادة قابلة للاشتعال، وعند حدوث قوس كهربائي أو ارتفاع مفرط في الحرارة، يمكن أن يشتعل هذا الزيت.
- الحرارة المرتفعة: الارتفاع الكبير في درجة الحرارة قد يسبب تلفًا في العزل الكهربائي أو انصهار أجزاء من المحولة، ما يؤدي إلى نشوب حريق.
الغازات الناتجة عن الحريق:
عند احتراق زيوت المحولات ومواد العزل السليلوزية، تنتج الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. هذه الغازات تكون سامة وتزيد من خطورة الحريق في الأماكن المغلقة. الغازات الساخنة الناتجة عن الحريق قد تسبب اختناقاً أو حروقاً في الجهاز التنفسي إذا لم يتم التعامل معها بشكل سريع وفعال.
تأثير الدخان:
الدخان الناتج عن الحرائق يحتوي على جزيئات صلبة وبخار ماء مكثف، ويمكن أن يتسبب في ضعف الرؤية وتلف الجهاز التنفسي، ما يعوق عملية الهروب من مكان الحريق. كما أن جزيئات الدخان يمكن أن تسبب أضرارًا صحية خطيرة مثل التهاب الرئتين وتهيج العينين.
الحرارة الناتجة من النار:
الحرارة الناتجة من الحريق يمكن أن تؤدي إلى حروق شديدة إذا تم الاتصال المباشر باللهب أو الأجسام الساخنة. كما أن التعرض لدرجات حرارة مرتفعة لفترة طويلة قد يؤدي إلى الجفاف والإرهاق وفشل في الدورة الدموية، وقد يؤدي التعرض المستمر لمستويات عالية من الحرارة إلى الصدمة الحرارية أو حتى الوفاة.
فقدان الأوكسجين:
النار تستهلك الأكسجين الموجود في الهواء، مما يؤدي إلى نقص نسبته بشكل كبير في البيئة المحيطة. عندما تنخفض نسبة الأوكسجين في الهواء إلى أقل من 21%، يبدأ تأثيره على الجسم. عند نسبة 14-10%، يمكن أن يحدث ضعف في أداء العضلات، وعند نسبة 10-6% يمكن أن يحدث فقدان التركيز والتعب، وإذا انخفضت النسبة إلى أقل من ذلك، قد يؤدي إلى فقدان الوعي والموت.
تصنيفات الحرائق وفقًا لجمعية NFPA:
- الفئة A: تشمل الحرائق في المواد العادية القابلة للاشتعال مثل الورق والخشب، ويتم إطفاؤها بالماء.
- الفئة B: تتعلق بالحرائق التي تحدث في السوائل القابلة للاشتعال مثل الزيوت، ويتم استخدام رذاذ الماء أو الرغوة لإطفائها عبر إبعاد الأكسجين عن الوقود.
- الفئة C: تشمل الحرائق التي تحدث في المعدات الكهربائية، ويتم إطفاؤها باستخدام مساحيق أو ثاني أكسيد الكربون أو الرغوة.
طرق إطفاء حرائق المحولات:
- استخدام الماء وحده ليس فعالًا في إطفاء الحرائق التي تحدث داخل المحولات بسبب الزيت المشتعل، حيث يطفو الزيت على سطح الماء ويستمر الحريق. إضافة رغوة مع الماء هو الحل الأكثر فعالية لإطفاء هذه الحرائق، حيث تعمل الرغوة على إبعاد الأوكسجين عن سطح الزيت المشتعل وبالتالي تقليل انتشار الحريق.
- إزالة الأوكسجين: يعتبر تقليل نسبة الأوكسجين في الهواء وسيلة فعالة جدًا للحد من الحرائق. عندما تنخفض نسبة الأوكسجين إلى أقل من 16%، يصبح احتمال استمرار الحريق ضعيفًا.
استخدام الغازات لإطفاء الحريق:
يمكن استخدام الغازات البديلة مثل ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين لإطفاء حرائق المحولات عبر تقليل نسبة الأوكسجين أو تبريد الزيت في المحول. ثاني أكسيد الكربون فعال للغاية، لكنه قد يسبب اختناقاً للبشر إذا تم ضخه قبل إجلاء جميع الأفراد. النيتروجين أكثر أمانًا لأنه أخف من الهواء، ويستخدم في بعض أنظمة الإطفاء لتبريد الزيت وتقليل احتمال اشتعال النيران عبر خفض تركيز الأوكسجين.
أنظمة إطفاء الحريق:
بعض الأنظمة الحديثة تعتمد على النيتروجين لإخماد الحرائق في المحولات، حيث يعمل النيتروجين على تبريد الزيت داخل خزان المحول ويعزل اللهب عن الهواء المحيط، مما يساعد على إطفاء النار بسرعة ومنع انتشارها.
