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變壓器故障引起火災探討

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fire409 發表於 2008-5-18 17:10:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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( i: J9 F' R8 r[前言]
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變壓器在輸配電系統中一直擔負著電力轉換與聯絡的重要工作,從發電廠的發電機組輸出到用戶端,必須藉由各種升壓與降壓變壓器,才能將電力順利送達用戶家中,變壓器的故障雖然較少,一旦發生故障要花上長時間來修復,且造成非常大的損失,但變壓器內部絕緣材料劣化,因而造成爆炸起火事件仍時有所聞,目前使用最多的變壓器仍是油浸式變壓器,以下就實際火災案例來探討。! f. l# Y+ ^% Y1 M8 V
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[火災案例]' h. I) M" ^: ?3 n  g
〈一〉時間:96年6月21日。# B: b1 o1 d% y* v2 o
〈二〉地點:○○市○○路3段○○巷○○號。& i' g+ d9 o  z' W# P. O
〈三〉財物損失:新台幣150萬元。
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4 `; T3 s& V# W; n7 q' Z[案件概況]" C2 p& }% u0 x! ^) j# M
〈一〉現場為以鋼骨烤漆板搭建東、西方向較長建築,建築物東段建築寬度較窄、中段及西段建築較寬;建築物使用情形分為3段,東段建築物2樓為空屋,1樓再由中間以木板分隔兩部分、東邊承租給林先生作為加工使用,西邊部分及建築物中段為屋主禮品公司倉庫、辦公室,2樓作為住宅使用,最西側承租給黃姓食品業者當倉庫使用。 〈二〉該建築物當天各家使用情形,林先生表示平常工作時間為凌晨2點至下午4點,當天4點以後就無人在場;黃先生表示該公司會計5點半下班離開時亦無人在場,而屋主是最後離開禮品倉庫的,各家均表示離開時無異狀並已關掉電源。三家商家所使用電源均由屋主禮品倉庫內辦公室外牆變壓器供應。6 W2 l+ k( m7 ^: [3 |4 K
〈三〉現場共設置3具變壓器,原先變壓器是設置在戶外,後來因擴建而變成在倉庫內,而且現場堆放大量包裝紙箱等易燃物,當變壓器發生爆炸著火時,燃燒絕緣油(燃點約140℃)並波及附近可燃物,引起激烈的火災造成嚴重損失。4 C" B/ b4 |* M, u; O
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[變壓器原理]0 B. f; t* F$ E7 r! a
1885年製造完成歷史上首具實用性變壓器以來,迄今已有116年歷史。近數十年來,由於科技突飛猛進,各種電機、電子裝置應運而生,為提升效率或針對各種裝置之特種目的而設計出各式各樣的變壓器,雖然外觀及結構上有各種變化,但其基本原理卻是一致;利用電、磁能量轉換的原理,將二組線圈繞於共同之鐵心磁路而成為變壓器,當其中一組線圈接於交流電源時,另一組線圈上因電磁感應作用而產生另一種電壓的交流電,二組線圈上之電壓與所繞線圈匝數成正比例,連結於電源側的線圈通常稱為一次線圈,接於負載側的線圈則稱為二次線圈,若二次側線圈電壓高於一次側,稱為升壓變壓器;反之,二次側電壓變低時,稱為降壓變壓器,由於變壓器係利用電、磁能量轉換的原理,因此,變壓器內部絕緣材料關係著整個變壓器的壽命。1 Q( F' L% A/ O% n- F: S2 U# r

; ]0 P6 s9 j* |[變壓器的運轉與事故]
4 }% B( H4 I4 ?) N, d近年來由於工業突飛猛進,電力需求大增,導致電力變壓器大量使用,相對使電力變壓器故障與異常次數增加,平常變壓器在運轉中絕緣材料會逐漸劣化,絕緣材料劣化均會造成絕緣油的過熱而分解出可燃性氣體,如氫氣(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)等,其中,油浸式電力變壓器因電弧放電、部分放電、開關突波、雷擊突波、絕緣不良、過載與過熱等引起變壓器絕緣劣化與分解,電弧所產生之能量會引起電氣的破壞;快速突生的溫度和壓力具有足夠的力量破壞變壓器上蓋及本體容器,當變壓器爆炸著火時,大量燃燒絕緣油(燃點約140℃)會波及附近可燃物,引起激烈的火災造成嚴重損失,因此,變壓器業者也由傳統的礦物性油浸式變壓器開始,接著開發了高燃燒點的矽油變壓器、H種乾式變壓器,進而樹脂模鑄型變壓器以提升安全性。) k6 @6 c6 o! K" Z

! @! z! e. c, z3 b# [/ y[結論與建議]
1 B6 L5 n, H1 v4 L7 N% o變壓器應設於配電室、控制室、變電室等被區隔之場所,應禁止電氣作業有關人員以外之人員進入者,變壓器周圍不可存有易(可)燃物,否則,當變壓器爆炸著火時,大量燃燒絕緣油(燃點約140℃)會波及附近可燃物,引起激烈的火災造成嚴重損失。
! j5 l  t  e# j; s) G變壓器是電力系統中最重要的設備,有良好的保養與檢查不但可以早期發現變壓器的異常情況,且可防範事故於未然,加上電氣設備的設計、施工、保養應由專業人員來負責,萬一發生事故亦可將災害控制到最低程度。
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" L2 _0 s" o* r8 s' W圖1:消防人員於現場佈線射水搶救火勢。
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圖2:變壓器上蓋遭壓力力量破壞。
張致華 發表於 2008-5-18 22:36:41 | 顯示全部樓層

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由案件狀況來看這此事件,可以確定一點:通風不良,導致變壓器溫度升溫,進而產生絕緣油已超過其耐溫度/ g+ N3 a& K8 R% ^- Y6 A
變壓器運作時,絕緣油不只是保護變壓器內部絕緣之用,其本身之還有一項特點,就是降溫* z5 G  ?5 H& ]3 O  O
由絕緣油為導,傳導外殼藉此散溫,以確保變壓器之安全 1 S" ^+ B; t- V* z( l  ~9 f- k3 w
同樣是密閉式空間,各位學長可由路邊各式變壓器中發現,,都會有通風或散熱設備
* `' {. \; w! v0 ]% e7 k3 T; [就是避免因高溫而產生爆炸現象,有的路段變壓器外殼上方,還會加裝免電力風扇 ) l$ Z5 R* z% _- o- Y! w
各項電器設備的發展,都是為了你我生活更加方便,但往往很多為節省空間及裝潢美觀5 C$ i1 R6 W+ q# N3 d
讓電氣設備隱藏,這樣很容易導致通風不良造成散熱困難,也間接埋藏不定時炸彈,不得不慎
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