Sikkerhetstiltak mot eksplosjon og brann i kraftanlegg (SEBK) er det offisielle navnet på et forskningsprosjekt hvor målet først og fremst er å få nye retningslinjer for utforming av transformatorrom.
Hensikten er å få en optimal sikkerhet mot eksplosjoner og brann med tanke på personvern, skadebegrensning og sikring av verdier. Prosjektet ble startet i 1999 etter initiativ fra Norconsult. Spesielt rettes søkelyset mot krafttransformatorer som inneholder mye brennbrar olje.
- Forsikringsselskapene er bekymret over at gjennomsnittsalderen for transformatorer i norske vannkraftanlegg er rundt 40 år og at den stadig øker. Vi har registrert en alvorlig transformatoreksplosjon hvert år de siste årene, opplyser Atle Wahl fra Gjensidige.
- Spesielt med dagens situasjon som domineres av det som skjer i spot-markedet, er det grunn til å være på vakt. Det betyr også større og raskere variasjoner i belastningen av transformatorene og kanskje også flere overbelastninger, forteller Wahl.
Elektriske feil
- Alvorlige ulykker i kraftstasjoner har nesten alltid en elektrisk feil som årsak, sier prosjektleder Ole E. Westberg i Norconsult. Han skal holde foredrag om prosjektet på Produksjonsteknisk konferanse 2002 i Stavanger i begynnelsen av mars.
- Fatale eksplosjoner er alltid en følge av elektriske feil i komponentene. Det er ikke blitt påvist alvorlige branner i kraftforsyningen som ikke har utspring fra en forutgående eksplosiv utvikling.
Ut fra dette stiller Westberg en rekke kritiske spørsmål:
* Er det mulig å kalkulere den gjenværende levetiden på oljefylte transformatorer med en troverdig nøyaktighet?
* Hvilken effekt har belastningsvariasjoner og last av og på for å beregne levetiden?
* Er det mulig eller nok å konstruere transformatorceller slik at de kan motstå de største trykk ved en eksplosjon?
Ut fra den forskning som er gjennomført, mener Westberg at ofte og store forandringer i lasten til en transformator har en betydelig innvirkning på eldingen av transformatoren. Det er svært vanskelig å anslå restlevetiden på en transformator.
Å fjerne oljen fra en transformator for å erstatte den med ny olje, kan bety totale forandringer på en brukt transformator.
En analyse av oljen behøver ikke å gi en korrekt informasjon om tilstanden i transformatoren, men trender i oljeanalysen kan gi viktig informasjon om tilstanden. Det er nødvendig at vedlikehold gjøres så optimalt som mulig.
- Når en lysbue oppstår i en transformator, utvikles gass som utbrer seg med lydens hastighet. De mest reaktive gassene er hydrogen og acytelen. Størrelsen på kortslutningsenergien indikerer energien i lysbuen. Brytertiden på høyspenningssiden er derfor en viktig faktor i utviklingen av en kjedereaksjon i en transformator, sier Westberg.
Ut fra disse forhold, mener han at det er svært viktig å ha feildetektorer som ikke bare har god kvalitet, men også vil fungere i en nødsituasjon.
Rovdrift
Ole A. Westberg mener at dagens kraftmarked utvilsomt fører til en rovdrift på transformatorene. Hyppige start og stopp i kraftverk medfører store belastninger på transformatorene.
- Det er utrolig at transformatorprodusentene forholder seg svært passive i prosjektet. Vi hadde håpet på litt mer åpenhet for å få tilgang til mer data om transformatorer, sier han.
I prosjektet har det også vært et nært samarbeid med Sintef Energiforskning som gjør undersøkelser på aldring i transformatorer. Arbeidet til Gexcon i Bergen med fullskalaforsøk på utvikling av eksplosjoner har vakt internasjonal oppmerksomhet.
Norsk kraftforsyning har rundt 3000 transformatorer med effekt som er større enn 10 MVA. Svært mange av disse er skreddersydd for sine formål. Derfor er det heller ikke lett å lage en reserveplan for transformatorene som er en svært vital komponent. Det kan ta et halvt år å produsere en ny transformator eller nesten like lang tid å reparere en havarert transformator.
Kostbart
Ikke bare er reparasjon eller anskaffelse av ny transformator dyrt, også avbrudd i produksjonen av elkraften kan bli kostbart. Kanskje fører også telerestriksjoner til at det tar ekstra lang tid å frakte en transformator inn eller ut.
- Blir vi kvitt oljen og papiret brukt til isolasjon i transformatoren, er vi kvitt mange problemer, sier Westberg. Tørre transformatorer er derfor et spennende produkt. Problemet med bruk av papir er at fibrene mister fasthet etter hvert. Forandringer i belastningen fører til større mekanisk påvirkning og kan til slutt føre til overslag og dermed oppstår lysbue. Da spaltes oljen i gass som utbrer seg med en slik kraft at transformatorveggen kan revne.
- Vi må bare erkjenne at en oljefylt transformator representerer en risiko, spesielt i fjellanlegg, påpeker Westberg.
Der kan det ved en eksplosjon oppstå trykk som er dødelig. Også en etterfølgende brann med utvikling av branngasser er et problem.
Problem i fjellanlegg
Svært mange fjellanlegg ble utformet ut fra økonomiske betingelser.
- Når det også er en adkomsttunnel med en lengde på opptil to kilometer, kan det bli problemer. Vi vet at røykdykkere ikke kan gå mer enn maksimalt 50 meter inn i et fjellanlegg, sier prosjektlederen.
Selv om det skulle finnes redningsrom, er det et spørsmål hvor lenge personer kan overleve i en slik situasjon inne i et fjellanlegg.
Et forprosjekt er i gang for å videreføre SEBK internasjonalt. - Vi håper på penger fra EU. Sammen med Norconsult stiller GexCon i Bergen, Sintef Energiforsning AS i Trondheim, Statkraft og ENEL Hydro fra Italia. Prosjektet som vil gå over fire år, vil trolig få en kostnadsramme på rundt 20 millioner kroner, sier Westberg.
SEBK-prosjektet støttes av mange store energiselskaper, industriselskaper, forsikringsselskaper og Norges forskningsråd (NFR).
Første del av utviklingsprosjektet, som nå er avsluttet, hadde en ramme på rundt fem millioner kroner. NFR deltok med rundt halvparten.
