Vraag naar brandtesten voor transformatoren stijgt
In de huidige energietransitie spelen transformatoren een belangrijke rol. De hoge voltages die worden opgewekt door bijvoorbeeld windmolens moeten omgezet worden naar veel lagere voltages zodat de opgewekte elektriciteit veilig via het reguliere stroomnet gedistribueerd kan worden. De brandveiligheid van deze transformatoren is een belangrijk thema en daarom moeten ze aan strenge Europese normen voldoen.
In het laboratorium van Efectis Nederland worden al vele jaren op verzoek van transformatorproducenten brandtesten op zogeheten “dry-type” transformatoren uitgevoerd. Efectis is een zogeheten notified body om deze testen te mogen uitvoeren volgens de ISO 17025-norm. In samenwerking met Kema worden de testen onder accreditatie uitgevoerd. Kema neemt het testrapport van Efectis integraal op in het KEMA-keur voor de betreffende transformator.
Bijdrage materiaal aan brand
Bij Efectis worden dry-type transformers getest. Dit zijn transformatoren zonder olie. Efectis is, samen met een Italiaans testlaboratorium, de enige in Europa die deze testen op brandaspecten kan uitvoeren.
“Tijdens de brandtesten stellen we de transformator bloot aan twee hittebronnen om te onderzoeken wat de bijdrage van de in de transformator gebruikte materialen is aan de brand. Die bijdrage moet binnen bepaalde grenswaarden blijven, wil de transformator de test met positief resultaat doorstaan”, zegt Alberto Gonzalez, Projectleider Materiaalgedrag bij Efectis.
De brandtest neemt een uur in beslag. “Dat is gemeten vanaf het moment dat we de transformator blootstellen aan de twee hittebronnen. Dat zijn een branderbak met daarin zuivere ethanol en een elektrisch stralingspaneel. De hoeveelheid ethanol wordt bepaald aan de hand van de dimensies van de te testen transformator. Die hoeveelheid zorgt ervoor dat het vuur van de branderbak ongeveer 20 minuten brandt. Het elektrische stralingspaneel van 800 x 500 mm heeft een vermogen van 24 kW en een regelbare voeding. Daarmee houden we de gemiddelde temperatuur van het paneel op 750°C. Dit stralingspaneel wordt na 40 minuten uitgeschakeld”, zo legt Gonzalez de testfase uit.
Vier testcriteria
Tijdens de brandtest wordt 60 minuten lang de rookgastemperatuur in de schoorsteen van de testopstelling gemonitord. De transformatortemperaturen worden met thermokoppels op zes verschillende posities gemeten.
“Om de test succesvol te doorlopen, zijn vier criteria waaraan moet worden voldaan”, zegt Gonzalez. “Gedurende de hele test mag de rookgastemperatuur niet meer dan 420 Kelvin uitstijgen boven de omgevingstemperatuur. Als het stralingspaneel wordt uitgezet mag de temperatuur in de schoorsteen van de opstelling na 45 minuten niet hoger zijn dan 140 Kelvin plus de omgevingstemperatuur. Een derde criterium is dat de temperatuur vanaf 45 minuten iedere minuut een dalende temperatuurtrend gemeten wordt. Dat gebeurt niet altijd, bijvoorbeeld omdat de brand weer aanwakkert onder invloed van de luchtstroom in de oven.”
Als na 60 minuten de temperatuur minder dan 80 Kelvin plus de omgevingstemperatuur is, heeft de transformator de brandtest goed doorstaan.
Natuurlijke of geforceerde luchtstroom
Tijdens de brandtesten wordt gebruik gemaakt van een natuurlijke of geforceerde (mechanische) luchtstroom in de oven. Bij de geforceerde ventilatie wordt een vast en constant luchtdebiet ingeblazen van 750 m³/h. Bij natuurlijke ventilatie wordt het genoemde luchtdebiet voorafgaand aan elke test gekalibreerd vanwege veranderende omgevingsparameters. “De ervaring leert dat de testresultaten bij een natuurlijke stroom uiteindelijk beter zijn. We zien dan in het begin van de test een hevigere brand, maar onder invloed van de natuurlijke luchtstroom daalt de temperatuur sneller als het vuur in de branderbak en het stralingspaneel uit zijn”, zo besluit Gonzalez.
Efectis
www.efectis.com
