หม้อแปลงระเบิดได้อย่างไร!!

หม้อแปลงระเบิดได้อย่างไร

ทำไมหม้อแปลงถึงระเบิด?

หากเกิดการลัดวงจร (short-circuit) ขึ้นภายในหม้อแปลงไฟฟ้า   จะเกิดจากการอาร์คขนาดใหญ่ขึ้นภายในหม้อแปลงไฟฟ้า โดยอาร์คขนาดใหญ่ดังกล่าวจะทำให้น้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้าเกิดเป็นไอแก๊ส และจะสร้างความดันสูงที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และรวดเร็ว ที่เรียกว่า Dynamic Pressure Peak

โดย Dynamic Pressure Peak จะเคลื่อนตัวเร็วมากถึง 1.2 km ต่อ วินาที   ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวนี้เกิดขึ้นเพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้น!

Dynamic Pressure Peak จะเคลื่อนตัวจากจุดที่เกิดการอาร์คไปยังผนังด้านใดด้านหนึ่งภายในของหม้อแปลงไฟฟ้า และมีการสะท้อนกลับไปยังผนังข้างเคียงที่ใกล้เคียงด้านใดด้านหนึ่ง ซึ่งกระบวนการนี้จะทำให้เกิดคลื่นความดันสูง (waves of pressure peak)

เมื่อการเคลื่อนตัวของคลื่นความดันสูงดังกล่าวกระทบผนัง และมีการสะท้อนกลับไปกลับมาภายในหม้อแปลงไฟฟ้าระยะหนึ่งแล้ว จะทำให้เกิดความดันคงที่ ที่เรียกว่า static pressure   โดยความดันคงที่ดังกล่าวจะมีปริมาณเท่ากันหมดทุกภาคส่วนภายในหม้อแปลงไฟฟ้าภายในเวลารวดเร็วเพียง 50-100 มิลลิวินาทีเท่านั้นหลังจากเกิด การอาร์ค นี่คือสาเหตุที่ทำให้หม้อแปลงแตก และระเบิด!

อีกสิ่งหนึ่งคือ ข้อจำกัดของป้องกันในระบบไฟฟ้า

1. Pressure Relief Valve (PRV)

PRV ถูกออกแบบในการป้องกันความดันที่เกิดขึ้นภายในหม้อแปลงไฟฟ้า แต่อย่างไรก็ตาม PRV เหมาะกับการป้องกันความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆที่เกิดจาก high impedance fault เช่นโหลดที่มากขึ้น อุณหภูมิที่มากขึ้น   ในขณะที่ การระเบิดที่เกิดจาก arc ขนาดใหญ่จะเป็น low impedance fault มีความดันที่สูง และมีความเร็วสูงมาก (มี Dynamic Pressure Peak)   โดยมากแล้วหม้อแปลงที่ระเบิดก็จะมี PRV ติดตั้งอยู่   แต่ PRV ไม่สามารถทำงานได้ทันท่วงที ณ ขณะที่มี Dynamic Pressure Peak

2. Buchholz และ Rapid Pressure Relay

อุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าไม่ได้ถูกออกแบบให้ตอบสนองการเกิด Dynamic Pressure Peak

SERGI ผู้ผลิตระบบป้องกันการระเบิดของหม้อแปลงไฟฟ้าจากประเทศฝรั่งเศส ได้ทดสอบระบบป้องกันการระเบิดในหม้อแปลงไฟฟ้ามากกว่า 62 ครั้ง และพบว่า Buchholz Relay ไม่สามารถทำการตรวจจับแก๊ส และน้ำมันที่เคลื่อนที่จากการระเบิดหรือการแปรเปลี่ยนของความดันได้ทันเวลา

3. Circuit Breaker trip time

เทคโนโลยีที่ดีที่สุดของ Circuit breaker ในการปลดวงจรถูกออกแบบไว้สูงสุดที่ 50 milliseconds เท่านั้น ซึ่งถือว่ายาวนานเกินไปที่จะป้องกันการระเบิดเนื่องจากว่า การเกิด arc ขนาดใหญ่หลังจากมีการ short circuit นั้นใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที และเร็วกกว่าที่ circuit breaker จะทำการปลดวงจร

วิธีที่จะทำให้หม้อแปลงไม่ระเบิด พนังของหม้อแปลงไม่แตกออก และเกิดประกายไฟคือ การกำจัดความดันที่สูง (Dynamic Pressure Peak) ช่วงการลัดวงจร

SERGI ได้อธิบายการระเบิด และวิธีป้องกันไว้ตามรายละเอียดด้านล่าง