변압기의 화재확산 방지를 위한 부싱 방화구조체 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Bushings Fire Prevent Structure to Prevent Fire Spread of Transformer)

서지정보

· 발행기관 : 한국화재소방학회
· 수록지 정보 : 한국화재소방학회 논문지 / 31권 / 5호 / 53 ~ 62페이지
· 저자명 : 김도현, 조남욱, 윤충호, 박필용, 박근성

초록

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐각사용처의특성을고려하여전력공급이이루어지고있으며변압기는본체, 권선, 절연유, 부싱등의구조로결합되어있다. 변전소에서발생하는 변압기화재는가구와 상업시설등에전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상유지물질과 기계적 화염차단장치를적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제부싱및프렌지규격을 적용하여제작된 변압기모형에부싱방화구조체를설치하여실규모화재실험을수행하였다. 초기화염으로부터3초내에정확한위치와높이에부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.

영어초록

Electric power which is the energy source of economy and industries requires long distance transportation due to regionaldifference between its production and consumption, and it is supplied through the multi-loop transmission and distributionsystem. Prior to its actual use, electric power flows through several transformations by voltage transformers in substationsdepending on the characteristics of each usage, and a transformer has the structure consisting of the main body, winding wire,insulating oil and bushings. A transformer fire that breaks out in substations entails the primary damage that interrupts thepower supply to houses and commercial facilities and causes various safety accidents as well as the secondary economic losses.
It is considered that causes of such fire include the leak of insulating oil resulting from the destruction of bottom part ofbushings, and the chain reaction of fire due to insulating oil that reaches its ignition point within 1 second. The smoke detectorand automatic fire extinguishing system are established in order to minimize fire damage, but a difficulty in securing goldentime for extinguishing fire due to delay in the operation of detector and release of gas from the extinguishing system hasbecome a problem. Accordingly, this study was carried out according to needs of active mechanism to prevent the spread offire and block the leak of insulating oil, in accordance with the importance of securing golden time in extinguishing a firein its early stage. A bushings fireproof structure was developed by applying the high temperature shape retention materials,which are expanded by flame, and mechanical flame cutoff devices. The bushings fireproof structure was installed on thetransformer model produced by applying the actual standards of bushings and flange, and the full scale fire test was carriedout. It was confirmed that the bushings fireproof structure operated at accurate position and height within 3 seconds from theflame initiation. It is considered that it could block the spread of flame effectively in the event of actual transformer fire.

참고자료

· 없음