HRVATSKA UDRUGA ZA ZAŠTITU OD POŽARAZAGREB, seminar, 12.05.2016. Zvonimir Primorac, dipl.ing.el. MUP PU SD, inspektor za zaštitu od požara

MJERE ZAŠTITE OD POŽARA PREMA NOVIM NORMAMA ZA

ELEKTROENERGETSKA POSTROJENJA VISOKOG NAPONA

Energetski objekt je građevina ili dio građevine koji služi proizvodnji, prijenosu, skladištenju ili distribuciji energije1. Elektrane su najvažnija i najsloženija elektroenergetska postrojenja, a tipično elektroenergetsko postrojenje je transformatorska (trafo) stanica koja se sastoji od transformatora napona 10(20)/0,4 kV, visokonaponskog i niskonaponskog bloka.

Elektroenergetska postrojenja su prostori posebno ugroženi od požara, pa ih treba posebno zaštititi. Od prvog koncepta postrojenja, treba postaviti parametre kako bi se minimizirala mogućnost nastanka požara, a ako do požara dođe, treba učiniti sve da se šteta svede na najmanju moguću mjeru. S jedne strane treba zaštititi vrijednu opremu od požara izvana, a s druge spriječiti širenje požara unutar postrojenja, kao i na susjedne prostore i prostorije. Važniji od toga je rizik po živote ljudi, njihovu evakuaciju, zahtjevi za neprekidnošću elektroopskrbe, a potom i šteta uslijed prekida elektroopskrbe.

Elektroenergetska postrojenja moraju ispunjavati tehničke i sigurnosne zahtjeve obzirom na zaštitu od požara sukladno odredbama norme HRN HD 637 S12 (u daljem tekstu Norma) i Pravilnika o temeljnim zahtjevima za zaštitu od požara elektroenergetskih postrojenja i uređaja3

(u daljem tekstu Pravilnik). U vrijeme njegovog donošenja (2005.), Pravilnik je bio u skladu sa normom. U međuvremenu je harmonizacijska norma HD, 2002. godine u izmijenjenom obliku prerasla u IEC normu. Nove izmjene nastale su 2010. sa novom verzijom norme (Edition 2.0), koja je dopunjena (Amendment 1) 2014. godine. Ove brojne izmjene su dovele do značajnih razlika u odredbama iz područja zaštite od požara između Pravilnika iz 2005. i Norme iz 2014.

Pravilnici, objavljeni u Narodnim Novinama, su sa obaveznom primjenom, dok norme nisu, dok ih pravilnik ili propis ne navede kao takve. Ako se pravilnik i norma razlikuju, važe odredbe pravilnika. Kako bi se izbjegla česta promjena pravilnika zbog usklađivanja, suvremeni pravilnici i tehnički propisi ne razrađuju detaljno oblast koju pokrivaju, nego upućuju na normu4

bez navođenja datuma (tzv. nedatirano upućivanje). Takav je i Pravilnik o tehničkim zahtjevima za elektroenergetska postrojenja nazivnih izmjeničnih napona iznad 1 kV (NN 105/10), koji upućuje na normu HRN HD 637 S1, a time na njenog važećeg slijednika istog naziva HRN EN 61936-1: 2012/A1: 2014. (u daljem tekstu Nova Norma). I Pravilnik se u članku 24. St. 5. poziva na normu HRN HD 637 S1 bez navođenja datuma, pa se može smatrati kako i u području zaštite od požara treba primijeniti odredbe Nove Norme.

Kada se elektroenergetsko postrojenje postavlja u građevinu koja nije elektroenergetska, potrebno je osim gore navedenih pravilnika i normi, primijeniti i odgovarajuće pravilnike prema

1 Definicija iz Zakona o energiji (NN 120/12,14/14,95/15 i 102/15)2 HD 637 S1: 1999 – Električna postrojenja nazivnih izmjeničnih napona iznad 1 kV je prihvaćena kao hrvatska norma HRN HD 637 S1:2002. godine. Prevedena je na hrvatski jezik. Nakon predviđenih rokova za harmonizaciju, HD norma je zamijenjena sa IEC 61936-1 (Ed. 1.0): 2002. Ova norma nije nikad važila u Hrvatskoj. Zamijenjena je normom IEC 61936-1 (Ed. 2.0): 2010. Ova je norma usvojena kao HRN EN 61936-1:2012, uz ispravak 2013. i izmjene A1:2014. Oblast uzemljenja je iz HD norme prebačena u EN 50522:2010 koja je preuzeta kao HRN EN 50522:2012 – Uzemljenje električnih postrojenja nazivnih izmjeničnih napona iznad 1kV.3 Prema čl. 40. Pravilnika o tehničkim zahtjevima za elektroenergetska postrojenja nazivnih izmjeničnih napona iznad 1 kV (NN 105/10).4 Prema točki 18. Uredbe Europskog parlamenta i Vijeća br. 305/2011 o utvrđivanju usklađenih uvjeta za stavljanje na tržište građevnih proizvoda, „potrebno je pojačati učestalost pozivanja na usklađene norme“

1

vrsti građevine. Npr. u ugostiteljskim objektima se u trafo stanicu može ući samo izvana5, u visokim građevinama postavljanje transformatorskih stanica je dopušteno samo izuzetno6, a vrlo visoke zgrade (Skyscraper) ne postoje u nas, pa ih za sada ne treba ni razmatrati. Slično je i sa podzemnim rudnicima, sa posebnim zahtjevima u metanskim jamama (Ex izvedba), koje smo, "srećom", sve zatvorili. Posebno teški uvjeti se postavljaju na brodovima i u dugim tunelima, posebno kod elektrificiranih željeznica i metroa.

1. OPASNOST OD POŽARA U ELEKTROENERGETSKIM POSTROJENJIMA

Opasnost od požara u elektroenergetskim postrojenjima proizlazi prije svega od velike količine zapaljivog ulja (služi za izolaciju i hlađenje) u transformatorima, kondenzatorima, prekidačima i prigušnicama. Npr. distributivni transformator 10(20)/0,4 kV snage 630 kVA sadrži preko 400 l ulja, veliki transformatori 220/110 kV snage 200 MVA sadrže 55 tona ulja, a u snažnijim transformatorima viših napona ima i više ulja.

Najčešći uzročnik požara, (tj. ono što će zapaliti ulje), je električni luk koji nastaje između dijelova različitog napona usljed gubitka izolacije, prilikom čega dolazi do pretvorbe električne energije u toplinsku. Energija električnog luka7 je reda veličine kilo-mega Joule-a, a temperatura više tisuća 0C, što na transformatoru i oko njega može izazvati značajne destrukcije. Luk unutar kotla mijenja agregatno stanje ulja u plinovito, pri čemu dolazi do naglog povećanja tlaka, što može uzrokovati eksploziju. NAPOMENA: Električni luk nije požar, mada ima više požaru sličnih osobina: svjetlo, toplinu itd., ali mu ne treba prisustvo kisika.

Izolacijske tekućine u transformatorima se, prema temperaturi paljenja (fire point) i specifičnom požarnom opterećenju tj. kaloričnoj vrijednosti (heat of combustion), dijele na8:

temperatura paljenja Specifično Požarno Opterećenje (MJ/kg)klasa O <= 3000 C klasa 1 SPO >= 42 klasa K > 3000 C klasa 2 32 <= SPO < 42klasa L točka paljenja nije mjerljiva klasa 3 SPO < 32

Mineralna transformatorska ulja i estri se koriste više od 120 godina - od početaka primjene energetskih transformatora. Niža cijena mineralnog ulja je razlog njegove dominacije. Ako njegove požarne i druge osobine (npr. toksičnost i dugotrajna razgradivost) ne zadovoljavaju, potrebno ga je zamijeniti tekućinom boljih karakteristika. Dolje navedena tablica daje osnovne podatke prema tipu tekućine. Za točan izračun specifičnog požarnog opterećenja, potrebno je koristiti podatke proizvođača o vrsti i količini zapaljive tekućine.9

tip tekućine temperatura paljenja10

Specifično požarno opterećenje (MJ/kg)

klasa

mineralno ulje 160 46 O1silikonska ulja > 260 28 K3silikonska ulja niske viskoznosti > 310 28 K3prirodni estri > 360 37 K2

5 čl. 42. Pravilnika o zaštiti od požara ugostiteljskih objekata (NN 100/99)6 vidi čl. 65. Pravilnika o tehničkim normativima za zaštitu visokih objekata od požara (Sl 7/84)7 Energija električnog luka: E = ∫Uluk(t) x Iluk(t) dt, gdje je Uluk(t) - napon luka, Iluk(t) - struja luka između 10 i 30 KA, a t - vrijeme trajanja luka koje ovisi o tipu zaštitne naprave - najčešće 0,06 - 0,1 sek. 8 HRN EN 61100:2005 - Razredba izolacijskih tekućina prema točki gorenja i neto kaloričnoj vrijednosti.9 Spisak karakteristika svih izolacijskih tekućina koji se danas koriste, može se naći u, CIGRE Technical Brochure N° 436,10.2010.: Experiences in Service with New Insulating Liquids - tablica 3.2. 10 Prema tablici 3 iz HRN EN 60076-14: 2013 Energetski transformatori – 14. Dio: Transformatori uronjeni u tekućinu s ugrađenim visokotemperaturnim izolacijskim materijalima

2

sintetički estri > 310 32 K2

Umjesto mineralnih ulja su se u neke transformatore i kondenzatorske baterije ulijevale tekućine koje sadrže poliklorirani bifenil (PCB), zbog dobrih izolacijskih karakteristika. Prvi put proizvedeni prije skoro 90 godina, bifenili su se koristili do kraja 70-ih godina ali se sa tim prestalo, jer su izuzetno toksični i kancerogeni. Danas su bifenili zabranjeni11, a mogu se zateći u starim kondenzatorskim baterijama.

Posebnu grupu čine (zasad vrlo skupi) transformatori sa izolacijom plinom SF6 (sumporni heksafluorid), koji je nezapaljiv i netoksičan. Težište problema tada prelazi sa opasnosti od požara na opasnost od curenja plina, koji je 4x teži od zraka, pa istiskuje kisik iz prostorije, a pod utjecajem električnog luka i u požaru visoke temperature moguće je stvaranje plina (S2F10), sličnog djelovanja kao i bojni otrov fozgen.

U zgradama, gdje je preveliko požarno opterećenje izolacijske tekućine neprihvatljiv rizik, postavljaju se suhi transformatori.

Suhi energetski transformatori podijeljeni su u 2 klase prema ponašanju u požaru12:

klasa F0gdje nema posebnih rizika

Nema posebnih mjera za ograničavanje zapaljivosti. Ipak se zahtijeva minimalna emisiju toksičnih supstanci i dima u požaru.

klasa F1gdje postoji rizik od požara.

Zahtijeva se ograničena zapaljivost (restricted flammability) materijala od kojih je izrađen transformator, uz minimalnu emisiju toksičnih supstanci i dima u požaru.

Dokazivanje ispunjenja uvjeta za klasu F1 se vrši ispitivanjem transformatora u uvjetima požara (Fire behaviour test).

U transformatore se ugrađuju brojni zapaljivi izolacijski čvrsti materijali. Najčešći je celulozni papir impregniran uljem, koji je izvanredan jeftin izolator, potom lamelirano drvo, te razne vrste plastičnih materijala na bazi polipropilena, polivinila, poliestera, poliamida i dr. Mada je ukupna količina ovih materijala mnogo manja od zapaljivih tekućina, treba ih uzeti u izračun pri analizi ukupnog požarnog opterećenja i reakcije na požar.

Ne treba zanemariti ni pratioce požara: dim, toplinu i otrovne produkte gorenja, pa je potrebno poduzeti propisane načine za odvod dima i topline, te primjeniti bezhalogene (H0 – hallogen zero) i malodimne kabele (LS - Low Smoke). Zbog visoke cijene ovih kabela i sustava za odvodnju, potrebno je razmotriti svrsishodnost primjene u objektima u kojima ljudi ne borave.

2. ELEKTROENERGETSKA POSTROJENJA NA OTVORENOM PROSTORU

Najbolja zaštita od prenošenja požara u elektroenergetskim postrojenjima je postavljanje njegovih dijelova na međusobnu dovoljnu udaljenost. Tako se i koncipiraju elektroenergetska postrojenja u područjima niske cijene zemljišta. Vremenom dolazi do povećanih potreba za električnom energijom, pa se u postojeća postrojenja dodaju novi, viši naponi sa pripadajućim transformatorima, poljima i ostalom opremom, a urbanizacija dolazi do ruba parcele i onemogućava proširenje postrojenja. Svi ovi problemi su vidljivi na našim postrojenjima izgrađenim prije 50-ak i više godina. U područjima visoke cijene zemljišta i u postojećim postrojenjima koja se ne mogu proširiti, potrebna su tehnička rješenja koja i kod manjih međusobnih rastojanja ne povećavaju rizik od požara.

11 Prema Listi opasnih kemikalija čiji je promet zabranjen odnosno ograničen (NN 17/06), ulja sa više od 0,005 % polikloriranog bifenila se ne smiju se stavljati u promet niti koristiti, osim postojećeg, dok uređajima u koje su punjeni ne prođe vijek trajanja.12 Prema čl. 13.3. norme HRN EN 60076-11:2008 – Energetski transformatori dio 11: suhi transformatori. U normi HD 464 S1:1988 (istog naziva) se osim klasa F0 i F1 navodi i klasa F2 transformatora koji su u stanju funkcionirati određeno vrijeme i kada je izložen vanjskom požaru. Klasa F2 (spominje se i u HRN HD 637 S1: 2002) nije prošla harmonizaciju. (IEC 726: 1982 HD 464-S1: 1988 IEC 60076-11: 2004).

3

Rastojanja između uljnih transformatora i prigušnica na otvorenom prostoru od ostalih građevina ili drugog transformatora su u Pravilniku dana tablicom, koja je skoro preslik tablice iz Norme HRN HD 637 S1: 2002:

Tablica br. 1 iz Pravilnika ( Tablici br. 4 iz Norme):

Transformator nazivne snage (MVA)

Najmanja udaljenost (m)

iznad 1 do 10 3iznad 10 do 40 5iznad 40 do 100 10

iznad 200 15

U daljim odredbama Pravilnika se omogućava smanjenje (upola) ovih udaljenosti, ako su primijenjeni sustavi za automatsko gašenje, ili je transformatorsko ulje više točke paljenja i manjeg požarnog opterećenja (klasa K2 i K3), ili su transformatori suhi, dok se kod povećanih ugroza u blizini stambenih, poslovnih i javnih građevina13. rastojanja iz tablice povećavaju (duplo).

Novom Normom je promijenjen kriterij, pa se propisane udaljenosti više ne vezuju za snagu transformatora izraženu u MVA, nego za klasu i količinu izolacijske tekućine u njemu. Priložena je jedinstvena tablica br. 3 objedinjena sa suhim transformatorima:

Tablica br. 3 iz HRN EN 61936-1:2012/A1:2014

TIP TRANSFORMATORA

zapremina tekućine ( l )

Rastojanje G (m) do:drugog trafoa ili zgrade

sa nezapaljivim pročeljem zgrade sa zapaljivim

pročeljem

transformatori s uljem klase O

1000 <.…< 2000 3 7,5

2000 .…< 20000 5 10

20000 .…< 45000 10 20 45000 15 30

transformatori s uljem klase K bez poboljšane zaštite

1000 <….< 3800 1,5 7,5 3800 4,5 15

transformatori s uljem klase K sa poboljšanom zaštitom

Rastojanje do pročelja zgrade ili susjednog transformatoraVodoravno 0,9 m Okomito 1,5 m

Suhi transformatori Rastojanje G do pročelja zgrade ili susjednog transformatoravodoravno (m) okomito (m)

klasa F0 1,5 3,0klasa F1 0 0

Napomena 1: Poboljšana zaštita znači: - pojačanje čvrstoće kotla protiv prsnuća - zaštita od povećanja tlaka u kotlu - zaštita od struje kvara na primarnoj i na sekundarnoj strani

Napomena 2: Mora se osigurati dovoljno prostora za periodično čišćenje kučišta namotaja transformatora, zbog sprječavanja mogućih električnih kvarova i opasnosti od požara uzrokovanih nataloženim atmosferskim onečišćenjima.

Načelno se porastom snage transformatora, povećava potrebna količina ulja, pa na prvi pogled nema velike razlike. Međutim ova promjena ukazuje na bitno: požarno opterećenje zapaljive tekućine kao mjeru opasnosti i afirmira primjenu tekućina manjeg požarnog opterećenja kao i uporabu suhih transformatora.

Ako se ne mogu postići zahtijevana rastojanja i udaljenosti, primjenjuju se pregradni zidovi klase otpornosti na požar EI 60, koji trebaju biti širi od šireg transformatora i nadvisiti najvišu točku višeg transformatora, tj.13 Velika elektroenergetska postrojenja kao Ernestinovo, Konjsko, Čule, elektrane i sl. grade se daleko od bilo kojih objekata. Unutar postrojenja se primjenjuju odredbe ovdje navedenih pravilnika i Nove Norme, dok se pozicija postrojenja u odnosu na druge objekte razmatra u procesu urbanističkog planiranja.

4

H H1 (uz H1 > H2)L B2 (uz B2 > B1)

Slika 6 iz HRN EN 61936-1:2012/A1:2014: Odvojni zidovi između transformatora:

Odvojni zid EI 60

B2

Odvojni zid EI 60

Slika 7. PP zaštita između transformatora na otvorenom i zgrade

5

Za prikaz mjera zaštite od požara na otvorenom prostoru, su priloženi crteži iz norme HRN EN 61936-1:2012/ A1: 2014, od kojih prvi crtež nije suštinski promijenjen, a drugi je modificiran u odnosu na HD normu iz 2002. U području označenom sa „b“, vatrootpornost zida je 90 min (REI 90), dok u području označenom sa „c“, zid treba spriječiti širenje požara. Rastojanja „G“ se uzimaju iz tablice 3. sa prethodne stranice.

Mada je Pravilnik rađen sa ciljem da se zaštita od požara uredi na način propisan europskim usklađenim normama koje su prihvaćene kao hrvatske (HRN HD 637S1), nije se koristila terminologija iz norme, za određivanje otpornosti na požar konstrukcija i dijelova zgrada (npr. EI 90, REI 60), nego termini "vatrootpornost" i "otpornost na požar". Danas to izgleda kao korak unazad, ali je 2005. malo stručnjaka razumjelo termine nosivost (R), cjelovitost (E), toplinska izolacija (I) itd., pa bi, uz niz novina u pravilniku, njihovo uvođenje otežalo razumijevanje i provođenje Pravilnika.

3. POSTROJENJA U ELEKTROENERGETSKIM GRAĐEVINAMA

Prvi utisak pri usporedbi stare i nove norme za elektroenergetska postrojenja su kvalitetniji crteži, a potom brojnije tablice kojima se preglednije opisuju zahtjevi norme. Tako su u novoj normi, tablicom prikazani i zahtjevi za postavljanje transformatora u unutarnje prostore, što je preglednije od starog prikaza. Osim načina prikazivanja, neke mjere su dopunjene, npr. olakšice pri požarnom odvajanju, ako je primijenjena sprinkler zaštita.

U poglavlju 8.7.2.2. HRN EN 61936-1:2012/A1:2014 dana je slijedeća:

Tablica br. 4: Zahtjevi za postavljanje transformatora u unutrašnjem prostoru

tip transformatora razred požarno odvajanje

Transformatori sa uljem klase O

Zapremina ulja 1000 l EI 60/REI 60Zapremina ulja > 1000 l EI 90/REI 90 ili

EI 60/REI 60 sa sprinkler zaštitomTransformatori sa uljem klase K Nazivna snaga/max napon

bez poboljšane zaštite bez ograničenja EI 60/REI 60 ili sprinkler zaštitasa poboljšanom zaštitom Pn 10 MVA / Umax 38 kV EI 60/REI 60 ili udaljenost 1,5 m

vodoravno i 3 m okomitoSuhi transformatori klase F0 EI 60/REI 60 ili udaljenost 0,9 m vodoravno i 1,5 m okomitoSuhi transformatori klase F1 nezapaljivi zidovi

6

unutrašnjost zgrade

vanjski prostor

Napomena 1: Otpornost na požar je sposobnost dijela građevine da kroz određeno vrijeme ispunjava zahtijevanu nosivost (R) i/ili cjelovitost (E) i/ili toplinsku izolaciju (I) i/ili drugo očekivano svojstvo u slučaju požara. Minimalna otpornost na požar se označava kombinacijom oznaka i vremena (u minutama).14

Napomena 2: Poboljšana zaštita znači:pojačanje čvrstoće kotla protiv prsnućazaštita od povećanja tlaka u kotluzaštita od struje kvara na primarnoj i na sekundarnoj strani

Napomena 3: Mora se osigurati dovoljno prostora za periodično čišćenje kučišta namotaja transformatora zbog mogućih električnih kvarova i opasnosti od požara, uzrokovanih nataloženim atmosferskim zagađenjima

Vrata trebaju biti najmanje otpornosti na požar EI 60. Vrata kojima se izlazi na otvoreni prostor, trebaju biti izrađena od teško zapaljivog (low flammability) materijala. Dopušteni su ventilacijski otvori u vratima i pripadajućim zidovima prostorija transformatora. Pri tome treba uzeti u obzir izlazak toplih plinova.

Gornjom tablicom je precizirano požarno odjeljivanje transformatora od ostalih dijelova postrojenja. I drugi dijelovi postrojenja trebaju biti postavljeni u posebne požarne odjeljke: generatori, visokonaponska rasklopna postrojenja, upravljanje sa informatikom i kabelski tuneli u hidroelektranama, dok se ostali dijelovi mogu grupirati: srednjenaponski razvod, agregat itd. Otpornost na požar dijelova koji omeđuju odjeljke, ovisi o požarnom opterećenju i iznosi:30 minuta– za nisko požarno opterećenje (< 1 GJ/m2)60 minuta– za srednje požarno opterećenje (1-2 GJ/m2)90 minuta– za visoko požarno opterećenje (> 2 GJ/m2).

4. ELEKTROENERGETSKA POSTROJENJA U GRAĐEVINAMA DRUGE NAMJENE

Transformatori postavljeni u industrijskim zgradama, trebaju se automatski dovesti u beznaponsko stanje u slučaju kvara. Za transformatore sa uljem klase O, vrijede uvjeti kao i u prethodnoj tablici. Za transformatore sa tekućinom klase K, nema posebnih zahtjeva, osim uobičajenih mjera zaštite od požara kod istjecanja ulja, uz obavezu postavljanja aparata za gašenje požara.

Prema čl. 8.7.2.3. Nove norme (isto piše i u staroj), klasu suhih transformatora (F0 ili F1) treba odabrati prema industrijskoj djelatnosti i materijalima oko transformatora. Preporučuju se mjere za gašenje požara15, posebno za transformatore klase F0, pri čemu se misli na gašenje požara vatrogasnim aparatima.

Dopušteno je postavljanje elektroenergetskog postrojenja u tvorničku halu, ako nema više od 1500 Kg ulja uz uvjet da su primijenjene druge jednakovrijedne mjere zaštite od požara.

Za visokonaponska postrojenja koja se nalaze u javnim i stambenim građevinama, Nova Norma ne daje uvjete, nego regulativu prepušta propisima pojedinih država. U našem slučaju, to je Pravilnik.

Uvjeti za smještaj elektroenergetskih postrojenja u građevine koje služe i za druge svrhe, stroži su od uvjeta navedenih u tablici br. 4 sa prethodne stranice, pa tako u članku 20. Pravilnika, dijelovi postrojenja koji sadrže ulje, moraju biti odvojeni u požarni odjeljak otpornosti 90 minuta, tj. 120 minuta ako se radi o stambenoj poslovnoj građevini, vrtiću, trgovačkom centru i sl. (čl. 21.). Za visoke građevine, uvjeti su još stroži – 180 minuta16.

14 Napomena 1 nije prijevod iz Nove Norme, nego citat iz čl. 3. Pravilnika o otpornosti na požar i drugim zahtjevima koje građevine moraju zadovoljiti u slučaju požara (NN 29/13 i 87/15), koji ima isto značenje.15 U originalu ova rečenica glasi: «Fire extinguishing provisions are advisable, particularly for class F0.»16 prema članku 65. Pravilnika o tehničkim normativima za zaštitu visokih objekata od požara (Sl.l. 7/84)

7

Suhi transformatori klase F1 se u građevinama, koji služe i za druge svrhe, mogu smještati zajedno sa ostalim dijelovima elektroenergetskog postrojenja (VN+NN blok) u isti požarni odjeljak. Ovakav sklop može biti «bez vatrootpornog pregrađivanja prema susjednim prostorijama građevine, uz uvjet da su primijenjene druge jednakovrijedne mjere za zaštitu osoba koje u tim objektima rade i borave»17.

Postavlja se pitanje, što je to jednakovrijedan nadomjestak vatrootpornom pregrađivanju. U tablici 4. daje se alternativa za transformatore klase K:

60 min – jednakovrijedno - sprinkler zaštiti60 min – jednakovrijedno - većim udaljenostima

Iz gornjih podataka ne može proisteći neki generalni princip, nego samo smjernica za dalju analizu, a na mjestima dvojbi, treba primijeniti pregrađivanje zidovima, podovima i stropovima otpornosti na požar:

30 minuta– za nisko požarno opterećenje (< 1 GJ/m2)60 minuta– za srednje požarno opterećenje (1-2 GJ/m2)90 minuta– za visoko požarno opterećenje (> 2 GJ/m2).

5. OBNOVLJIVI IZVORI ELEKTRIČNE ENERGIJE - VJETROELEKTRANE

Obnovljivi izvori energije afirmirali su se u zadnjih 15-ak godina, uz potporu zakonodavca u cijelom svijetu. To se prije svih odnosi na vjetroelektrane i fotonaponske elektrane koje danas sudjeluju u značajnom postotku u ukupnoj proizvodnji električne energije. Tehnička rješenja ovih novih obnovljivih izvora su se razvijala u hodu, pa danas imamo cjelovite i detaljne norme proizašle iz prakse. U području zaštite od požara, domaću regulativu dopunićemo inozemnom.

Osim ovih postoje i drugi obnovljivi izvori čija primjena još nije uzela maha, kao biomasa, termalni izvori itd.

Vjetroelektrana je skup više vjetroagregata (vjetroturbina) koje su postavljene radi pretvaranja energije vjetra u električnu energiju. Mada postoje vjetroelektrane koje plutaju na morskoj površini, kod nas se one postavljaju na tornjevima na uzvisinama gdje je vjetar snažan i dugotrajan. Prostor je u pravilu bez posade, nije ograđen i sa visokim je stupnjem autonomnosti regulacije rada.

Oblast vjetroelektrana normirana nizom normi HRN EN 61400 Vjetroagregati (IEC 61400 Wind turbine generator systems), od kojih su za nas najvažniji dijelovi:1. dio: Zahtjevi za projektiranje24. dio: Zaštita od munje.

Zaštita od požara je obrađena smjernicama: VdS 3523: 2008 – Vjetroagregati - Smjernice za zaštitu od požara, iz koje je nastala skoro ista CFPA-E-22: 2012 F (Confederation of Fire Protection Associations).

Vjetroagregat se sastoji od stupa na čijem je vrhu gondola (kučište) sa generatorom čiji rotor okreću lopatice, hidraulikom za zahvatanje povoljnog vjetra i automatskom regulacijom. U stupu se nalazi odgovarajuće elektroenergetsko postrojenje i u nekim slučajevima transformator.

U vjetroagregatu se nalazi oprema velike vrijednosti, a rizik od njenog potpunog uništenja je izuzetno velik, zbog velike udaljenosti od sjedišta vatrogasne postrojbe, nepristupačnosti, i velike visine koja onemogućava rad vatrogasaca.

Najveća opasnost za vjetroagregate je udar munje, pa je zaštita od munje obavezna. Pri procjeni rizika, pretpostavlja se najveći mogući rizik (LPL I), jer su atmosferska pražnjenja na vrhovima brda česta, a uvjeti efikasnog odvođenja munje vrlo teški. U pravilu je tlo kamenito,

17 Citat iz čl. 22. Pravilnika.

8

vrlo visokog specifičnog otpora, pa se povoljni rezultati mogu postići tek dopremanjem velikih količina provodne zemlje i polaganjem dugačkog uzemljivača.

Najviši dijelovi – lopatice su izrađene od laganih materijala npr. zapaljive staklo-plastike, po kojem se postavlja metalna hvataljka groma. U gondoli se grom sa rotacionih dijelova preko kliznog prstena odvodi na metalnu konstrukciju stupa. Kritična mjesta su spojevi hvataljki na lopaticama i iskrenje pri prijelazu groma sa okretnih dijelova na stup.

Električne instalacije također mogu biti uzročnik požara i po tome se ne razlikuju od ostalih elektroenergetskih postrojenja, samo su još više potencirani skučenim prostorom u stupu i gondoli, okomitim rasporedom opreme, pa se požar na donjim dijelovima, lako prenosi prema gore do gondole, te specifičnim položajem vjetroelektrana.

Ulje za podmazivanje generatora i glavne osovine, hidraulična ulja za zakretanje vjetroagregata prema najpovoljnijem vjetru i zakretanje lopatica, transformatorsko ulje, plastična kučišta razdjelnika, te zvučna i toplinska izolacija, povećavaju požarno opterećenje.

Gore navedene tekućine treba odabrati sa višim temperaturima plamišta i manje zapaljivosti. Transformatori18 trebaju biti zaštićeni Buchholtz-ovim releom, a slučaju istjecanja ulja, treba osigurati jamu za prihvat cjelokupnog sadržaja, sa sredstvima za vezivanje ulja. Bolje rješenje je ugradnja suhog transformatora u vjetroagregat (ne treba uljna jama ni Bucholtz), posebno na poziciji montaže u gondoli. Česte su izvedbe sa transformatorom u blizini vjetroagregata. Zapaljive materijale (plastika, poliuretani, polistireni) treba izbjegavati ili koristiti one manjeg stupnja zapaljivosti. Po mogućnosti treba koristiti malodimne i bezhalogene kabele.

Iskre pri kočenju rotora, te toplina nastala pri trenju također mogu biti uzrok požara.

Smjernica VdS 3523: 2008 uvjetuje postavljanje sustava za dojavu požara. Svi vjetroagregati imaju sustav za nadziranje bitnih veličina; od parametara vjetra do isporučene energije u mrežu, sa prosljeđivanjem na stalno zaposjednuto mjesto, zajedno sa informacijom o aktiviranju sustava za dojavu požara, prilikom čega se vjetroagregat automatski isključuje sa mreže.

Odabir tipa javljača vrši se uz pomoć slijedeće tablice:

Tablica 3: Informativni odabir tipa javljača požara za nadzor prostorija i instalacija iz VdS 3523: 2008 (Tablica 3. iz CFPA-E-22: 2012 F)

javljač dima termički javljač

javljač plamena

višekriterijski javljač

točk

asti

aspi

raci

jsk

i

linijs

ki

točk

asti

linijs

ki

IR UV

dim

i to

plin

a

dim

i C

O

gondola sa transformatorom, uključujući glavčinu i dvostruke podove

- + - - - - - - -

središnja trafo stanica, prostorija sa razdjelnicima

+ + + + + - - + +

baza stupa/platforme s raspoloživim instalacijama ako postoje

- + - + - - - - -

rasklopno postrojenje sa razdjelnicima

+ + - - - - - + -

hidraulični sustav- + - + - - - - -

18 Transformatori trebaju biti izrađeni sukladno normi HRN EN 60076-16:2011, Energetski transformatori – 16. dio: Transformatori za primjenu u vjetroagregatima

9

transformator- + -

buchholz-ov relej

- - - -

+ u osnovi prikladan - vjerojatno nije prikladan

Podaci u ovoj tablici odnose se na temeljnu prikladnost javljača požara glede funkcionalnosti i općih uvjeta primjene u pojedinim dijelovima vjetroagregata. Tablica služi kao orijentacijski priručnik i ne zamjenjuje potrebne dokaze prema priznatim metodama proračuna i modelima. U obzir se moraju uzeti specifične karakteristike pojedinih vjetroagregata i sustava za dojavu požara nakon savjetovanja sa ugovarateljem i certifikacijskim tijelom za vjetroturbine.

Sustav za automatsko gašenje požara nije obavezan, ali se preporučuje, jer eventualni požar u vjetroagregatu nema tko gasiti dok ne dođe vatrogasna postrojba, za što treba vremena, a „S trenutačno raspoloživim sredstvima, vatrogasne postrojbe nemaju nikakve šanse protiv požara koji je zahvatio gondolu ili rotor“19. Za svaku vjetroelektranu treba provesti analizu rizika i postavljanje koncepta zaštite, koji će uskladiti moguću štetu sa cijenom postavljanja sustava za gašenje požara i cijenom premije osiguranja.

Za aktiviranje sustava za gašenje potreban je signal sa barem dva javljača sustava za dojavu požara, uz vremensku odgodu, kako bi se eventualno prisutni mogli evakuirati. Prethodno treba isključiti agregat sa mreže, ventilaciju i klimatizaciju.

Odabir sustava za gašenje vrši se uz pomoć slijedeće tablice:

19 19 Citati iz čl. 3.3.6 i 5.2.2 norme VdS 3523:2007

10

VdS 3523/2008. Tablica 4: Informativni odabir sustava za gašenje za zaštitu prostora i instalacija(Tablica 3. iz CFPA-E-22: 2012 F)

Sustavi za gašenje

plinom

Vodom Drugi sustavi

Zaštitaprostorija / instalacija vjetroturbine C

O2

iner

tni

plin

ovi

prsk

anje

spre

j

fini s

prej

Pjen

a

praš

ak

aero

sol1)

ZAŠTITA PROSTORIJA

gondola sa generatorom, transformatorom, hidrauličnim sustavom, kočnicom, pogonom azimuta.Glavčina s pogonom koraka i generatorom ako postoji

+ + + + + - - -dvostruki pod sa sabirnicom ulja i kabelskim električnim instalacijama

+ - + + + + - -

glavna TS, razvodno postrojenje + + - - + - - -

Baza / platforma stupa s instalacijama (ako postoji) + + + + + - - - ZAŠTITA INSTALACIJA

VN i NN upravljački i pretvarački ormari s razvodnim postrojenjem (zatvoreni prostor)

+ + - - + - - -

transformator + - - - + - - -

VN i NN upravljački i pretvarački ormari s razvodnim postrojenjem (otvoreni prostor)

+ - - - + - - -

hidraulički sustav, otvoreni + - + + + + - -

+ u osnovi prikladan - vjerojatno nije prikladan

Podaci u ovoj tablici odnose se na temeljnu prikladnost pojedinih sustava za gašenje obzirom na funkcionalnost i opće uvjete primjene u pojedinim dijelovima vjetroagregata. Tablica služi kao orijentacijski priručnik i ne zamjenjuje potrebne dokaze prema priznatim metodama proračuna i modelima. U obzir se moraju uzeti specifične karakteristike pojedinih vjetroagregata i sustava za gašenje požara nakon savjetovanja sa ugovarateljem i certifikacijskim tijelom za vjetroturbine.

1) Trenutno nisu raspoloživi podaci o pouzdanosti i učinkovitosti sustava za gašenje požara aerosolima

Aparati za gašenje požara postavljaju se u svim prostorima vjetroelektrane. U gondoli se postavljaju barem jedan aparat od 5 Kg CO2 i jedan sa 9 Kg pjene, te u bazi stupa i u međurazini između stupa i gondole na području električnih instalacija po jedan aparat sa 5 Kg CO2. „Zbog negativnih učinaka praha za gašenje na električnu i elektroničku opremu, ne preporučuje se korištenje aparata za gašenje požara prahom“.20

Vjetroagregati moraju imati najmanje jedan pristupni put za vatrogasna vozila koji zadovoljava propise o vatrogasnim pristupima. Zbog opasnosti od prenošenja požara, potrebno je oko stupa vjetroagregata očistiti od raslinja i pošljunčiti prostor u širini od 5 metara.

6. OBNOVLJIVI IZVORI ELEKTRIČNE ENERGIJE – FOTONAPONSKE ELEKTRANE

Sunčeva energija se koristila za proizvodnju električne energije samo u područjima gdje nije bilo elektrodistributivne mreže, npr. na malim, slabo nastanjenim otocima, na plovilima, vozilima sa kamp kućicama i sl. Uglavnom se koristila za rasvjetu i komunikaciju. Kada je tehničkim usavršavanjima značajno pala cijena fotonaponskih modula (panela) po proizvedenom KWh, bilo je moguće razmišljati o proizvodnji električne energije za potrebe elektroenergetske mreže.

20

11

Fotonaponski (u daljem tekstu PV – od engl. Photo Voltaic) moduli se postavljaju na tlu u slobodnom prostoru i na krovovima kuća pod nagibom, kako bi najbolje koristili sunčevu energiju. Na obiteljskim zgradama, moduli daju snagu 10 - 15 KW, te čine kuću energetski neovisnom, mada teško mogu nositi naziv elektrane. Skup međusobno povezanih modula se definira kao fotonaponski generator. Ovaj termin u nas nije saživio, nego se koriste termini solarne ćelije ili solari, što se miješa sa uređajima za zagrijavanje vode suncem.

PV moduli proizvode istosmjernu struju, U pravilu je potrebna izmjenična struja; za veće elektrane i visokog napona, za što su potrebni dodatni uređaji: pretvarači istosmjerne struje u izmjeničnu (inverteri), uređaji za automatsku regulaciju. mjerenje i uklapanje u elektroenergetsku mrežu, te transformatori, što sve zajedno sa fotonaponskim generatorom čini elektranu.

Zaštita od požara za fotonaponske elektrane je obrađena smjernicama: VdS 3145: 2011 – Fotonaponski uređaji - Tehničke smjernice, iz koje je nastao CFPA (Confederation of Fire Protection Associations) vodič za fotonaponske sisteme.iRC62: Recommendations for fire safety with photovoltaic panel installations, Fire Protection Association (FPA - United Kingdom), 2016.

Za elektrostruku je mjerodavna norma HRN HD 60364-7-712: 2007. (IEC 60364-7-712) Električne instalacije zgrada, 7-712. dio: Zahtjevi za posebne instalacije i prostore – Sustavi za sunčanu fotonaponsku (PV) energetsku opskrbu

Postavljanjem fotonaponskih modula na zgradu povećava se njena opća ugroženost (povećanje težine i površine koju zahvaća vjetar, opasnost od pada stranih predmeta, itd.) i rizik od udara groma, strujnog udara i požara. Moduli se izrađuju od brojnih (i zapaljivih) materijala i svakako treba insistirati na njegovom certifikatu o sukladnosti i CE znaku21.

PV moduli proizvode električnu energiju i pri oblačnom i maglovitom vremenu, ali noću ne. PV oprema na strani istosmjerne struje (DC22) mora se smatrati da je pod naponom čak kad je sustav isklopljen od strane izmjenične struje (AC23). Nemogućnost isključenja električne energije predstavlja poseban problem vatrogascima, koji u pravilu ne gase zgrade pod naponom. Rješenje bi bilo proizvesti modul koji daje mali napon (<50 V~ i <120 V=) na izlazu, a u slučaju akcidenta, isključenje svakog pojedinačnog modula. Za ovo će sigurno trebati vremena i dogovora između zakonodavca i proizvođača PV modula, pa su za sada potrebna druga rješenja.

oznaka zgrade sa PV modulima Ako su na zgradi postavljeni PV moduli, treba postaviti trajnu oznaku min. dimenzija 10x10 cm, koja će upozoriti vatrogasce na prisustvo ove vrste napona na:

1. kućnom priključku - KPO, 2. kućnom priključno mjernom ormaru KPMO3. razdjelniku na koji se priključuje inverter.

Na istosmjernoj (DC) strani invertera, u neposrednoj blizini PV modula, se postavlja sklopka za odvajanje („Fireman's switch“, „Feuerwehrschalter“). Sve priključne kutije (kutija PV generatora i PV niza) moraju nositi natpis upozorenja, koji upozorava da aktivni dijelovi u kutijama mogu još biti aktivni nakon odvajanja od PV pretvarača24. Ako je sklopka nepristupačna (npr. na tavanu), moguće je njeno daljinsko isključenje tasterom koji se posebno označava, a 21 Certifikat o sukladnosti s HRN EN (IEC) 61730-1: 2008 + A2: 2013 - Svojstvo sigurnosti fotonaponskog modula – 1. dio: Zahtjevi za konstrukciju (izgradnju) i EN (IEC) 61730-2:2007+A1:2012 - Photovoltaic (PV) module safety qualification. Requirements for testing. Certifikacija uključuje Fire testing.22 engleska skraćenica za istosmjernu struju: DC – Direct Current23 engleska skraćenica za izmjeničnu struju: AC – Alternating Current

12

kabel do njega mora biti otporan na požar (ili na drugi način funkcionalan) 90 minuta. Provjeravanje ispravnosti sustava za isključenje vrši se u rokovima propisanim za sustave za zaštitu od požara.

U tlocrtima Plana zaštite od požara25, treba biti ucrtana ova sklopka, zajedno sa kabelom koji do nje vodi, a elaborati ZOP-a trebaju u tekstualnom i grafičkom dijelu ukazati na nju.

Ako je krov pokriven zapaljivim materijalom, postavljanje PV modula na njih treba izbjeći.

Električna oprema se postavlja u zatvorene prostorije koje trebaju biti štićeni sustavom za dojavu požara, posebno kod elektrana bez posade. Alarmni signal se prosljeđuje na stalno zaposjednuto mjesto, a ako se ne očekuje brza provjera alarma, izvršni sustavi nakon prorade dva javljača trebaju isključiti električnu energiju, posebno rad invertera i zaustaviti ventilaciju. Invertei se isključuju sa obje stane (DC i AC). Projektanti trebaju procijeniti ima li smisla zvučno alarmiranje.

Tzv. otočki PV sustavi nisu povezani na elektrodistributivnu mrežu i dio energije za noćne potrebe pohranjuju u akumulatorima, pri čemu se iz njih oslobađa zapaljivi hidrogen (H2, praskavac), pa prostorije za smještaj akumulatora trebaju ispuniti posebne uvjete26.

Ako se PV moduli postavljaju na zgradu koja nema instalaciju za zaštitu od munje, tada je potrebno izraditi procjenu rizika prema HRN EN 62305-2: 2013 - Zaštita od munje 2. dio: Upravljanje rizikom. U pravilu je ovu zaštitu potrebno izvesti. Zaštita od udara munje postiže se hvataljkama koje nadvisuju PV module i udaljeni su od njih toliko da ne postoji mogućnost preskoka munje sa hvataljki i odvoda na metalne dijelove modula, koji nisu predviđeni za prihvatanje i odvođenje struje munje. Njihovi metalni dijelovi se povezuju na instalaciju za izjednačenje potencijala uz provođenje mjera prenaponske zaštite (katodni odvodnici prenapona), kako propisuje HRN EN 62305-3: 2013 - Zaštita od munje 3. dio: Fizičke štete na građevinama i opasnost za život.

Dijelovi PV opreme često sadrže zapaljive materijale, pa treba voditi računa da ne posluže za širenje požara. Npr. nije dopušteno polaganje običnih kabela po krovu preko istaka koje se nastavljaju na krovu kao dio požarnih pregrada; to je moguće vatrootpornim kabelima, cijevima ili premazima jednakog vremena otpornosti (kao zid) na dužini 1m sa obje strane istake.

Na zahtjeve investitora, koji imaju cilj proizvesti što više električne energije po jedinici površine, projektanti postavljaju module pregusto po krovu, što povećava rizik od požara, otežava servisiranje postavljene opreme (npr. vanjskih klima jedinica, krovnih ventilatora pa i samih modula) i onemogućava efikasno gašenje požara. Grupiranje modula na površinama većim od 40x40 m se ne preporučuje, a između takvih odjeljaka je potrebno ostaviti slobodne koridore širine 5 m (cilj je ne premašiti 1600 m2 u požarnom odjelu). Potrebno je udaljiti fotonaponske module od dimovodnih ventilacijskih otvora bar 2,5 m, kako ne bi prenijeli požar iz požarnog odjela u kojem je nastao.

Na donja dva crteža27 su ovi uvjeti i grafički prikazani sa slijedećim značenjima oznaka:- grupiranje PV modula po dužini i širini l 40 m- koridori između grupa PV modula a 5 m- udaljenost između PV modula i otvora c = 2,5 m, ako su moduli i otvori na istoj visini

24 Izvod iz čl. 712.536.2.2.5 HRN HD 60364-7-712:2007 Električne instalacije zgrada 7-712.dio: Zahtjevi za posebne instalacije i prostore – Sustavi za sunčanu fotonaponsku (PV) energetsku opskrbu 25 Ovi planovi su obavezni za građevine razvrstane u I i II kategoriju ugroženosti od požara, prema čl. 20. Zakona o zaštiti od požara (NN 92/10)26 uvjeti za akumulatorske prostorije dati su u normi HRN EN 50272-2: 2008 Sigurnosni zahtjevi za sekundarne akumulatore i akumulatorske instalacije - 2. dio: Nepomični akumulatori27 crteži preuzeti iz CFPAE Guideline: Photovoltaic systems – Recommendations on loss prevention, a zahtjevi u njima izrađeni sukladno VdS 3145

13

c = 5 m, ako je razlika visina između modula i otvora za odvod dima i topline 2,5 m. Ako je razlika visina > 2,5 m, potrebno je posebno razmotriti svaki pojedinačni slučaj

Ove veličine su grafički prikazane na ravnom krovu, a vrijede i za postavljanje PV modula na kosim krovovima. Navedene norme obrađuju postavljanje modula na građevine. Isti pristup bi se mogao koristiti kod postavljanja modula na otvorenom prostoru.

Fotonaponske elektrane na otvorenom prostoru moraju imati najmanje jedan pristupni put za vatrogasna vozila koji zadovoljava propise o vatrogasnim pristupima. Zbog opasnosti od prenošenja požara, potrebno je oko fotonaponskih modula očistiti raslinje i pošljunčiti prostor u širini od 5 metara.

Fotonaponske elektrane na otvorenom prostoru ne zahtijevaju stalnu posadu, a vlasnik će se teško odlučiti na čuvarsku službu osposobljenu za početno gašenje požara; prije će postaviti nadzorne kamere i druge sustave tehničke zaštite koji ne gase požar. Potrebno je u svakom slučaju predvidjeti uređaje za gašenje požara prema postojećim pravilima; vatrogasne aparate, a kod većih snaga i hidrante28.

Zagreb, 12.05.2016. Zvonimir Primorac

28 Prema čl. 41. Pravilnika, elektrane nazivne snage 10 MVA i veće, moraju imati dovoljne količine vode za opskrbu vatrogasnih vozila za gašenje požara na elektroenergetskom objektu, postrojenju ili uređaju.

14