1、變電站消防系統(tǒng)探討史 毅 西安四聯(lián)智能技術(shù)股份有限公司西安 710075變電站在整個輸變電系統(tǒng)中承擔(dān)著承上啟下的重要作用，而變電站能否安全運行，消防又是重要的環(huán)節(jié)。針對突發(fā)事件，消防系統(tǒng)能否正常投入運行，實現(xiàn)壓制和撲滅早期火災(zāi)是非常重要的。根據(jù)規(guī)范變電站消防系統(tǒng)由報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和防火封堵組成。一、變電站的報警系統(tǒng)變電站的報警系統(tǒng)由探測系統(tǒng)和聯(lián)動控制系統(tǒng)組成。1.0探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)由煙感探測器、溫感探測器、煙溫復(fù)合式探測器、可燃?xì)怏w探測器、紅外對射探測器、感溫電纜、信號輸入模塊、手動報警按鈕等組成。針對不同的保護(hù)區(qū)域設(shè)置不同的探測器，實現(xiàn)對不同類型的火災(zāi)探測。配置如表一：1.1探測器的選擇感

2、煙型探測器用于一般建筑物的火災(zāi)報警。紅外對射型和復(fù)合感煙、 感溫型探測器主要針對室頂梁高大于300mm 的建筑。一般用于 gis 室。感溫電纜主要用于電纜橋架上的電纜，一般以正弦波的方式敷設(shè)在電纜上方。可燃?xì)怏w型是為了防止有可能產(chǎn)生天然氣或煤氣泄露，并可能順電纜隧道進(jìn)入變電站可燃?xì)怏w。設(shè)置在電纜隧道的進(jìn)端。變壓器室的探測： 由于變壓器室高度一般都大于8 米，最高的能達(dá)到 14 米。因此用傳統(tǒng)的探測方式， 不能滿足規(guī)范要求。 我們采用感溫電纜加變電站內(nèi)的繼電保護(hù)提供的信號，作為變壓器的火災(zāi)探測信號。1.2聯(lián)動控制采集探測系統(tǒng)的火災(zāi)報警信號， 發(fā)出火災(zāi)聲光信號。在滿足滅火條件情況下，自動啟動或手動

3、啟動相關(guān)的滅火設(shè)備，關(guān)閉相應(yīng)的防火閥，切斷非消防電源。系統(tǒng)由報警主機(jī)、控制用操作盤、后備電源組成。1.3系統(tǒng)功能系統(tǒng)具有采集全變電站內(nèi)的建筑物和電氣設(shè)備的火災(zāi)信號。 并根據(jù)火災(zāi)情況啟動相關(guān)的滅火設(shè)備， 關(guān)閉相關(guān)的防火閥， 開啟電纜隧道的通風(fēng)系統(tǒng)， 驅(qū)動警鈴或聲光報警器， 發(fā)出火警信號， 并可以根據(jù)要求將火災(zāi)信號上傳到中心變電站或調(diào)度中心。二、滅火系統(tǒng)變電站滅火系統(tǒng)分水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)和移動式滅火系統(tǒng)。對于主變壓器在室外布置的變電站，采用水噴霧滅火系統(tǒng)； 對室內(nèi)主變壓器、 電容器室、電纜夾層、接地變壓器等采用氣體滅火系統(tǒng)。2.1水噴霧滅火系統(tǒng)水噴霧滅火系統(tǒng)由水霧噴頭、供水網(wǎng)管、雨淋閥(

4、或電動蝶閥 )、泵房組成。2.1.1水噴霧原理水噴霧滅火設(shè)備是利用水霧的冷卻、水霧揮發(fā)的水蒸氣窒息、 水霧的沖擊力以及水霧在燃燒物表面形成的水膜進(jìn)行滅火的設(shè)備。其滅火原理如下：a 水霧的冷卻作用：水噴霧滅火設(shè)備的特點是霧狀水的粒徑小，且噴霧面積較小。 因此，水噴霧在燃燒區(qū)與周圍的接觸面積比直流水槍射流的接觸面積大數(shù)萬倍，充分發(fā)揮水對燃燒物區(qū)和爆炸物品的冷卻作用，使燃燒區(qū)或燃燒物品表面的溫度迅速下降，當(dāng)然燃燒物品的溫度達(dá)到燃點以下時，火焰熄滅，燃燒停止。b 水霧的窒息作用：水霧噴到燃燒區(qū)后， 由于水霧的溫度瞬時升高， 微小粒徑的霧狀水將迅速汽化，在汽化過程中吸收大量熱，使燃燒區(qū)的溫度進(jìn)一步大幅度

5、下降，與此同時，揮發(fā)出大量水蒸氣， 充斥燃燒區(qū)空間， 這種不燃水蒸氣的增加， 導(dǎo)致燃燒區(qū)氧氣的濃度不斷下降，使燃燒空間嚴(yán)重缺氧，火焰因窒息熄滅。c 水膜的覆蓋作用噴霧射流擴(kuò)散面積大， 在較短的時間內(nèi)， 使燃燒物的表面形成一層水膜，起到隔絕空氣和冷卻物品的作用，使可燃物難以繼續(xù)燃燒。d 沖擊乳化作用：噴霧射流的起始流速 (即離開噴頭時的流速 )很大，具有較大的能量。當(dāng)與非水溶性的液體， 特別與油的油面接觸時， 由于沖擊力的作用， 在油品的液面形成“油息水”、“水包油”、“油上水”的混合物。該混合物呈牛乳狀，飄浮在可燃液體的表面上，雖然這種乳狀物的產(chǎn)生和消失是瞬時的，但由于噴霧射流連續(xù)作用，因而乳

6、狀物也是具有連續(xù)性的特征，由于這種乳狀物是不燃的(或難以燃燒的 )，故起著阻燃的作用。e 稀釋作用噴霧水與水溶性液體能很好融合，因而使水溶液體稀釋， 濃度降低。 當(dāng)降到一定濃度后，就不會繼續(xù)燃燒。在實際火災(zāi)上， 噴霧水的滅火作用往往是起綜合作用的，對某些固定部位， 可能其中一、兩個要素起著重要作用，而其它滅火是輔助的。2.1.2噴霧噴頭系統(tǒng)噴頭布局分三層，按變壓器外型特征布點。頂部層對變壓器頂部覆蓋，中層、下層對變壓器側(cè)面覆蓋，另設(shè)兩點對油枕覆蓋。水霧噴射強(qiáng)度為大于20升 /秒.平方米。水霧的粒徑小于 0 7mm，水霧具有噴射距離遠(yuǎn)和有較大的沖擊力，以保證噴霧系統(tǒng)有很好滅火冷卻效果。2.1.3

7、供水網(wǎng)管供水網(wǎng)管由干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)組成。雨淋閥到主變壓器本體周圍的網(wǎng)管為干式系統(tǒng)，平時不存有水。雨淋閥到水泵為濕式系統(tǒng)，平時有 3 公斤壓力的水，保證系統(tǒng)啟動后快速反應(yīng)。反應(yīng)時間小于 45 秒。采用環(huán)狀管道以保證各噴頭水壓力基本均等，達(dá)到最佳的噴霧效果。 管材全部選用熱鍍鋅鋼管， 提高抗腐能力，對濕式系統(tǒng)采用保溫措施，提高系統(tǒng)的抗凍能力。2.1.4水泵組供水水泵采用一用一備方式以保證系統(tǒng)在任何情況下的可靠運行。 水泵啟動控制柜采用自動順序啟動水泵組， 出現(xiàn)故障、自動投入備用水泵， 同時設(shè)有緊急情況下的手動強(qiáng)行啟動水泵功能。2.2氣體滅火系統(tǒng)氣體滅火系統(tǒng)由噴頭、管網(wǎng)、鋼瓶、滅火藥劑和鋼瓶分盤構(gòu)

8、成。根據(jù)要求不同，系統(tǒng)可劃分為28 個防火分區(qū)，設(shè)置如表二。系統(tǒng)采用全淹沒組合分配方式。以最大的滅火區(qū)域設(shè)計用量， 這樣既能滿足滅火要求，又可降低系統(tǒng)造價。目前常用的滅火氣體有以下幾種：2.2.1氣體滅火原理1)1301 氣體：分子量為 14893，比空氣重；沸點 5780。對燃燒反應(yīng)起抑制作用， 中斷燃燒的連鎖反應(yīng)。 鹵素在火焰高溫作用下受熱分解，首先形成游離基 br，即 cf3brcf3 br。游離基 br 同燃料中的氫反應(yīng)生成溴化氫，即 rhbr rhbr 。然后溴化氫同活潑的自由基 oh反應(yīng)，生成不燃燒的水蒸氣，并游離出 br，即 hbr oh h2o br,br 再與燃料反應(yīng)，重復(fù)上

9、述過程，直到火焰熄滅。2)co2 氣體： co2 在常溫常壓下是無色、無味、不導(dǎo)電，化學(xué)上呈中性、不腐蝕的惰性氣體。分子量為44，密度為 1977g/l，氣態(tài) co2 在常溫下施加7.09mpa 壓力可液化為無色液體。在滅火時，液態(tài)co2 鋼瓶經(jīng)管路從噴嘴噴出，立即汽化，帶走大量的汽化熱，沖淡燃燒區(qū)的可燃?xì)怏w，減少空氣中氧的含量，使保護(hù)區(qū)的氧濃度降低至10以下，從而使燃燒區(qū)缺氧窒息而滅火。2.2.2主變壓器滅火系統(tǒng)啟動條件對于主變壓器， 要求滅火系統(tǒng)即可靠動作， 同時又不能誤動作。 因此滅火條件選擇是保證系統(tǒng)可靠自動啟動關(guān)鍵。在系統(tǒng)中滅火條件確定，(1)敷設(shè)在變壓器頂部的感溫電纜報警。(2)變

10、壓器重瓦斯動作信號。 (3)變壓器兩側(cè) (或三側(cè) )開關(guān)跳閘信號，當(dāng)這三個條件同時滿足時滅火系統(tǒng)自動啟動實現(xiàn)滅火。手動狀態(tài)以感溫電纜或變壓器重瓦斯動作，人工現(xiàn)場確認(rèn)后， 按下現(xiàn)場緊急啟動按鈕， 實現(xiàn)滅火。 上述三個條件確保了滅火系統(tǒng)即可靠運行，又不會誤動作。三、防火封堵變電站防火封堵設(shè)置范圍： 變壓器室、 電纜夾層、所有設(shè)備的進(jìn)出線端口和電纜穿越的建筑物洞口。3.0系統(tǒng)組成封堵系統(tǒng)由防火門、防火閥、防火包、防火板、有機(jī)和無機(jī)防火堵料、防火涂料組成。3.1系統(tǒng)設(shè)置防火門：用于變壓器室、電容器室、電纜夾層等防火分區(qū)的人員進(jìn)出口。防火閥：用于變壓器室的通風(fēng)窗口，一旦確認(rèn)火災(zāi)，它在滅火系統(tǒng)釋放前關(guān)閉。防火板：用于電纜夾層中的電纜橋架，將上、下層電纜進(jìn)行防火分隔。防火包