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| Rubrik | Einsatz | zurück | ||
| Thema | Brände in Umspannwerken | 30 Beiträge | ||
| Autor | Axel8 P.8, Neuss am Rhein / Nordrhein-Westfalen | 768464 | ||
| Datum | 25.07.2013 13:59 MSG-Nr: [ 768464 ] | 7306 x gelesen | ||
Wir haben in einem Joint-Venture mit kalifornischen Wissenschaftlern ein System zur Abschaltung von PV-Anlagen durch die Feuerwehr entwickelt, das demnächst auf den Markt kommt. Während der Entwicklung tauchten naturgemäss Fragen auf, wie denn bestimmte Einsatzszenarien bewältigt werden können. Wenn z.B. die Module selbst brennen oder Lichtbögen vorhanden sind. Beim Thema Lichtbögen war dann der Bogen schnell zu den Transformatoren hergestellt. Es gelang dann sogar, diese unbrennbar auszulegen. Das Patent ist inzwischen angemeldet. Im Rahmen der Patenrecherche fiel mir damals eine Studie in englischer Sprache, die von zwei Mitarbeitern des Bundesamt für Strahlenschutz veröffentlicht war, in die Hände. Bevor jetzt alle über die armen Verfasser herfallen: ich habe heute morgen bereits die Autoren angeschrieben, ob es auch etwas in deutscher Sprache gibt, und werde dann das, was ich in Erfahrung bringe oder erhalte, hier weiterreichen. Versprochen. Kein Transformator ist 100% effizient. Alle haben Verluste, z.B. durch den Widerstand der Leiter (Widerstandsverluste) sowie andere elektrische Verluste, hysterese Verluste genannt. Diese Verluste resultieren in der Erzeugung von Wärme, die entfernt werden muss, damit der Transformator nicht überhitzt und ausfällt. Die meisten Transformatoren haben Öl als Kühlflüssigkeit. Dieses Trafo-Öl unterstützt die Kühlung des Transformators und bildet auch einen Teil der elektrischen Isolation zwischen internen Elementen. Das funktioniert mit Öl gefüllten Tanks und Radiatoren, durch die das Öl zur natürlichen Konvektion zirkuliert. Leider können Transformatoren aus verschiedenen Gründen durch Fehlfunktionen ausfallen. Oft verursachen interne Lichtbögen schwere Überhitzungen und führen zu Brand oder Explosion. Ohne jetzt hier die Gründe auszuführen soll erwähnt werden, dass in jüngster Zeit immer stärker erforscht wird, wie es in den Ölkreisläufen zur Bildung von Wasserdampf kommen kann. Dieser führt irgendwann zu Kupfersulfat, das die Lichtbögen auslöst. Bei einem Umspannwerk dürfte ein Transformator bis zu 20.000 Liter Trafo-Öl haben. Bei unentdeckter Fehlfunktion im Inneren des Trafos baut sich irgendwann so viel Druck auf, dass das Transformatorgehäuse platzt und das heiße Transformatorenöl ausgeworfen wird. Mit dem Verlust des elektrisch isolierenden Öls kommt es zu Lichtbögen, das Öl wird entzündet und es kommt zum Brand. Je nach Fehlerquelle explodiert der Trafo sogar. Der Flammpunkt der noch am häufigsten verwendeten Trafoöle liegt relativ niedrig bei 140 ° C. Dies ist die Temperatur, bei welcher sich aus Öl Dämpfe entwickeln, die sich dann bei Flammen oder auch Funken entzünden. Der Zündpunkt liegt meist bei etwa 338° C, also die Temperatur, oberhalb derer sich das Öl selbst entzündet und brennt beziehungsweise sogar explodiert. So viel als Einleitung; und jetzt kommen wir zu der zitierten Studie von H.P. Berg und N. Fritze vom Bundesamt für Strahlenschutz in Salzgitter. Ein Zitat aus ihrer Arbeit beschreibt Ursachen, Häufigkeit und mögliche Folgen: "Ein breites Spektrum an Gründen wie Konstruktionsfehler, Überspannung, Blitzschlag, Bauschäden, schnelle, unerwartete Verschlechterung der Isolation, Sabotage und sogar Wartungsfehler können zu Bränden und Explosionen von Transformatoren führen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Folgen solcher Ereignisse schwerwiegend sein können. Insbesondere kann ein Brand eines ölgekühlten Transformators, der mehrere tausend Liter brennbares isolierenden Öl enthält zu schweren Schäden an kraftwerknahen strukturellen Komponenten wie Betonwänden führen und diese beschädigen oder elektrische Komponenten wie Transformatoren in der Nähe, Schaltanlagen und Überstromschutzeinrichtungen führen (US Innenministerium 2005). Ein einjähriges Forschungsprojekt führte zur Entdeckung von 730 Transformator-Explosionen ausschließlich in den USA. Viele Experten erwarten, dass sich die Anzahl der Ausfälle pro Jahr in der nahen Zukunft deutlich erhöhen wird auf 2%. Darüber hinaus wird die kürzere Lebensdauer der neuen Transformatoren deutlich oberhalb dieser Erhöhung nach 2010 ansteigen. Da rund 115.000 große Transformatoren in den USA im Betrieb sind und rund 400.000 weltweit, ist die Anzahl der betroffenen Transformatoren hoch ". Basierend auf diesen Studien durch Berg und Fritze, kann man schließen, dass weltweit jedes Jahr 8.000 Transformatorenbrände auftreten - mit erheblichen Auswirkungen und Schäden. Die Studie heißt Reliability of main transformers und ich habe unten den Link gesetzt. Auf dieser Grundlage haben die Verfasser eine weitere Studie bezogen auf die Auswirkungen in Kernkraftwerken verfasst. Die habe ich auch verlinkt. Anzumerken ist, dass ich die Ausführungen von Berg/Fritze eben mal schnell aus dem Englischen übersetzt habe und nicht für wissenschaftliche Exaktheit garantiere. Da wurde quasi die Mittagspause genutzt, bin eh auf Diät ;) Es lohnt sich in jedem Fall, die Studie zu lesen. Ich kann hier leider nict alles übersetzen. Aber vielleicht bekommen wir noch etwas in Deutsch, wenn nicht findet sich vielleicht mal jemand. Vor dem Hintergrund der bekannten Ursachen von Trafobränden ist die These, dass die Zunahme der Einspeisung von EEG zu Trafobränden führt absurd. Wir sollten uns alle hüten, jedes Schadensereignis zu politisieren, oder wie Bruno Labbadia einst sagte "hochsterilisieren". The reliability of main transformers Risk and consequences of transformer explosions and fires in nuclear power plants Freundliche Grüße aus Neuss Axel Pawlowsky | ||||
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