الدرس السابق:ما هى 61850 IEC؟
نظم الوقاية من الحريق فى محطات التحويل الكهربائية
الغرض من نظام الإطفاء هو حماية العاملين والمعدات والأجهزة من الحريق . وكما نعلم فإنه لكي يحدث الإشتعال
فلابد من توافر المادة القابلة للاشتعال والحرارة والأكسجين (مثلث الحريق الشكل أعلاه) ، وذلك في مكان واحد وزمان واحد ولإطفاء الحريق نحتاج لكسر ضلع واحد على الأقل من أضلاع هذا المثلث.
و نظام الوقاية من الحريق الذي نحن بصدده يتضمن النظام الثابت ولا نقصد أنظمة الوقاية المحمولة (الطفايات).
1. مصادر الخطورة فى المحطات
حدوث حريق بالمحطة غالبا يكون بسبب من الأسباب التالية:
- الكابلات هي مصدر الخطورة الأساسي في المحطات الكهربية حيث يمثل مزيج من المواد القابلة للاشتعال ومصدر للشرارة ، حدوث خطأ في أحد الكابلات يمكن أن يسبب درجة كافية لاشعال العازل واحداث حريق.
- ومن مصادر الخطورة أيضا الأجهزة المعزولة بالزيت كالمحول أو قاطع الدائرة في قابلية الزيت للاشتعال عند حدوث خطأ كهربائي داخل الجهاز ، كما يعتبر تسرب الماء داخل الأجهزة أو حدوث خطأ في الجسم العازل من أسباب حدوث الشرارة وحدوث الحريق.
- ومن مصادر الخطورة في بعض المحطات الكهربية مولدات الديزل وضاغط الهواء لما تحتويه من مواد قابلة للاشتعال مع الشرارة.
1.1. نظرية الإطفاء
تعتمد فكرة نظرية إطفاء الحريق بمحطات المحولات على إفساد نسبة الأكسجين عند بدء الاشتعال وذلك :
1- باستخدام مادة مخمدة ، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون ، أو بخار الماء ( أو رذاذ المياه )، مما يقلل نسبة الأكسجين عن الحد اللازم لاستمرار الاشتعال ( حوالي 10 % ) وكذلك يسبب إزاحة الأكسجين عن الجسم المحترق . بسبب اختلاف كثافة المادة المخمدة والهواء مما يؤدى إلى توقف الاشتعال.
2- أحكام إغلاق جميع الفتحات والأبواب في الغرفة التي بها الحريق ، بحيث لا يسمح بدخول الهواء إليها ، وغالبا تترك فتحات صغيرة علوية لخروج الهواء.
2.مكونات نظام الإطفاءالثابت:
نظام الإطفاء عبارة عن نظام يركب فى المواقع المراد حمايتها ويعمل تلقائيا. ويتكون من واحد أو أكثر من الأنظمة التالية:
- أنظمة المرشات المائية
- أنظمة ثاني أكسيد الكربون
- أنظمة الهالون وبدائله.
ولكل واحد منها مميزاته وعيوبه.
ويتكون كل نظام إطفاء من:
- عنصر الإطفاء
- صمام التحكم
- نظام التوزيع
- أجهزة الكشف والتحكم
- صمامات الرش (sprinklers valves) أو صمامات الغمر (deluge valves).
- بالإضافة إلى مواسير قادرة على إيصال عنصر الإطفاء (ماء/ CO2) بالشكل المطلوب والكمية المطلوبة إلى مكان الحريق كما فى الشكل التالي.
عنصر الإطفاء :
يمكن أن يكون هذا العنصر ماء مخزن فى خزان للمياه أو من أي مصدر طبيعى للماء . ويستخدم في بعض المحطات نظام ثاني أكسيد الكربون .
 |
| مكونات نظام الاطفاء الثابت |
صمام التحكم :
صمامات التحكم النموذجية هي صمامات الرش (sprinklers valves) ( أو صمامات الغمر ) Deluge valves .
نظام التوزيع :
يتكون من مواسير ومنافذ قادرة على إيصال عنصر الإطفاء بالشكل المطلوب والكمية المطلوبة إلى مكان الحريق.
أجهزة التحكم و الكشف عن الحريق :
هي عبارة عن أجهزة كهروميكانيكية مجهزة بحساسات (sensors) قادرة على اكتشاف الحريق في مراحل مبكرة جداً ، أي فى بداياته وإرسال إشارات إلى أجهزة الإنذار والتحكم في تشغيل نظام الإطفاء.
2.1. آلية الإطفاء
يتم إطفاء الحريق أما يدويا ( طفايات) أو آليا ، وسوف نتحدث في هذا الجزء عن إطفاء الحريق آليا ، حيث تعتمد الفكرة الأساسية على تركيب رؤوس مكتشفة للارتفاع في درجة الحرارة المحيطة بالمحول ، وعند وصولها إلى الحد الخطر تبدأ في إعطاء إشارة بوجود حريق ، كما تعمل في نفس الوقت على إطلاق الوسط الذي سيتم إطفاء الحريق به ، ويختلف هذا الوسط على حسب نوع تركيب المحول ، هل هو داخل المبنى أو خارجه.
فإذا كان المحول مركبا داخل المبنى يتم استخدام غاز ثاني أكسيد الكربون وهو يمتاز بأنه غاز خامل لا يساعد على الاشتعال ، ولا يشتعل وأثقل من الهواء ، كما يمكن استخدام الهالون ، وهو غاز لا يساعد على التآكل وغير موصل ، يقوم إذا ما تواجد بتركيز يبلغ حجمه 5% بإطفاء الحريق بواسطة تفاعل كيماوى ، حيث يتفاعل مع ناتج الاحتراق المسئول من انتشار اللهب بسرعة ، كما ينهى التفاعل المتسلسل للاحتراق ، ويتميز غاز الهالون بأنه أسرع فى إطفاء الحريق من غاز ثاني أكسيد الكربون .
أما إذا كان المحول مركبا خارج المبنى أو في حجرات غير مقفلة من جميع الجوانب ، فإنه يتم استخدام مياه مدفوعة تحت ضغط ، وغالبا تكون مثل الرذاذ ، فيؤدى استخدامها إلى خفض درجة ح ا ررة المحول المشتعل عن درجة حرارة اشتعاله ، نتيجة مشاركة واقتسام المياه للحرارة المتولدة عن الحريق
3. أنواع أنظمة إطفاء الحريق
3.1 الماء تحت ضغط الهواء
في محطات المحولات نستخدم هذا النظام الشائع لحماية المواقع التي بها محولات مملوءة بالزيت ، فى هذا النظام يستخدم كمية كبيرة من الماء المخزن في خزانات خاصة تحت ضغط لإطفاء الحريق وهذا الماء يدفع إلى الاا Sprinklers بمساعدة الهواء المضغوط . أيضا يستخدم الهواء المضغوط للكشف عن الحرائق وللتحكم في خروج الماء إلى المكان الذي به الحريق .
من مميزات هذا النظام أنه من السهل إعادته إلى الخدمة بسرعة بعد إطفاء الحريق أويضا رخص ثمن المادة المستخدمة في الإطفاء وهى (الماء).
ومن عيوب هذا النظام تعرض الخزان للصدأ . وفى حالة عدم إخماد الحريق واستنفاذ كمية الماء الموجودة في الخزان فإن الهواء المندفع من النظام يساعد على زيادة الحريق .
3.2 نظام ثاني أكسيد الكربون
نظام مكافحة الحريق باستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون ذو تأثير فعال في إطفاء الحرائق دون ترك آثار ضارة بالمعدات الموجودة . يتميز غاز ثاني أكسيد الكربون أنه لا يشتعل ولا يساعد على الإشتعال ، وأنه أثقل من الهواء بحوالي مرة ونصف ، فيتراكم على سطح المواد المشتعلة مانعا وصول أكسجين الهواء لمصدر النار. وحيث أن درجة حرارة غاز CO2 منخفضة جدا ، وبالتالى فإنه يعمل على تبريد المادة المشتعلة.
كمية الغاز المستخدمة لإطفاء الحريق تعتمد على حجم المكان أو الحجرة الموجود بها المحول ، فيحتاج كل متر مكعب إلى 2 كجم من غاز ثاني أكسيد الكربون.
ويخزن ثاني أكسيد الكربون في اسطوانات مضغوطة كما فى الشكل التالي ، وتستخدم اسطوانة صغيرة من ثاني أكسيد الكربون لنتحكم في تمرير ثاني أكسيد الكربون من الاسطوانات الكبيرة .
من عيوب هذا النظام في حالة حدوث تسريب للغاز داخل الحجرة فيمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث اختناق للأفراد.
 |
| اسطوانات ثانى أكسيد الكربون |
ملحوظة:
عند تفريغ غاز CO2 يجب أن تغلق جميع الأبواب و الشبابيك ولكن تترك فتحات في أعلى الحجرة لخروج الهواء كما يجب تشغيل إنذار صوتى (يعمل أتوماتيكيا عند حدوث الحريق) لتنبيه العاملين بحدوث حريق .
يلاحظ أنه يوجد تأخير زمنى ( من 1 - 24 ثانية) من لحظة تشغيل الإنذار ، وحتى انطلاق الغاز لكي يمكن إخلاء المكان من الأشخاص وغلق الأبواب . وبعد انتهاء إطفاء الحريق يجب مراعاة عدم دخول غرفة المحولات قبل عمل التهوية الكافية.
3.3 نظام الماء تحت ضغط ثاني إكسيد الكربون
هذا النظام يشبه نظام الماء تحت ضغط الهواء ولكن تم استبدل الهواء المضغوط بثاني أكسيد الكربون لدفع الماء من الخزان خلال المواسير إلى الرشاشات الرزازيه . وغاز ثاني أكسيد الكربون المستخدم يخزن في اسطوانتين أو أكثر , ويستخدم نظامان للكشف عن الحريق ، ولكي يمر الغاز من الاسطوانة الكبيرة ويخرج الماء لابد من أن يعمل كلا من نظامي الكشف معا وفى حالة عدم شعور أحدهما بالحريق فلن يعمل النظام .
من مميزات هذا النظام عدم صدأ الخزان , وإذا لم تتم عملية الإطفاء بعد انتهاء كمية الماء فإن الغاز الذي يخرج بعد الماء لا يزيد من الإشتعال كما في حالة الهواء .
لكن من عيوب هذا النظام أنه في حالة عدم وجود اسطوانات احتياطية أو استبدال الاسطوانات الفارغة بسرعة بعد عملية التشغيل سوف يكون المكان المراد حمايته بدون حماية بالإضافة إلى أن غاز ثاني أكسيد الكربون غالى الثمن .
3.4 نظام الإطفاء برشاشات الماء لحماية المحول
توضع الرشاشات حول المحول كما في الشكل أسفله وهذه الرشاشات مثبتة على مجموعة من المواسير تحيط بالمحول الأمر الذي يجعل الماء الخارج منها ويغمر المحول من جميع الجوانب وعندما يشعر الحساس بحرارة الحريق فإن مفتاح الضغط يرسل إشا رة ليعمل جهاز الإنذار بغرفة التحكم . وفي نفس الوقت يتم فتح صمام التحكم عن بعد آليا خلال ثواني ويبدأ في إطفاء الحريق .
وبما أن الماء أهم عامل مؤثر في عملية الحريق لذلك فإن الماء لابد أن يكون مجهزا طوال الوقت بالكمية المناسبة وبالضغط المناسب . لذلك لا نستطيع أن نضع نظام وقاية الحريق على مصدر المياه التابع لمرفق مياه المدينة ، ولكن يجب وجود خزان مياه كبير مملوء بالماء ومزود بضاغط هواء (يصل ضغط الهواء من 10 - 15 بار داخل خزان المياه) وذلك من أجل أن يخرج الماء على شكل غمامة فيساهم أيضا فى خنق الحريق.
وفي هذا الفيديوا سنشاهد تجربة لكيفية عمل هذا النضام