變電站消防系統探討

　　評論：　更新日期：2008年10月29日

　　變電站在整個輸變電系統中承擔著承上啟下的重要作用，而變電站能否安全運行，消防又是重要的環節。針對突發事件，消防系統能否正常投入運行，實現壓制和撲滅早期火災是非常重要的。
　　
　　根據規范變電站消防系統由報警系統、滅火系統和防火封堵組成。
　　
　　一、變電站的報警系統
　　
　　變電站的報警系統由探測系統和聯動控制系統組成。
　　
　　1.0探測系統
　　
　　探測系統由煙感探測器、溫感探測器、煙溫復合式探測器、可燃氣體探測器、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。針對不同的保護區域設置不同的探測器，實現對不同類型的火災探測。
　　
　　1.1探測器的選擇
　　
　　感煙型探測器用于一般建筑物的火災報警。
　　
　　紅外對射型和復合感煙、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在電纜上方。
　　
　　可燃氣體型是為了防止有可能產生天然氣或煤氣泄露，并可能順電纜隧道進入變電站可燃氣體。設置在電纜隧道的進端。
　　
　　變壓器室的探測：由于變壓器室高度一般都大于8米，最高的能達到14米。因此用傳統的探測方式，不能滿足規范要求。我們采用感溫電纜加變電站內的繼電保護提供的信號，作為變壓器的火災探測信號。
　　
　　1.2聯動控制
　　
　　采集探測系統的火災報警信號，發出火災聲光信號。在滿足滅火條件情況下，自動啟動或手動啟動相關的滅火設備，關閉相應的防火閥，切斷非消防電源。
　　
　　系統由報警主機、控制用操作盤、后備電源組成。
　　
　　1.3系統功能
　　
　　系統具有采集全變電站內的建筑物和電氣設備的火災信號。并根據火災情況啟動相關的滅火設備，關閉相關的防火閥，開啟電纜隧道的通風系統，驅動警鈴或聲光報警器，發出火警信號，并可以根據要求將火災信號上傳到中心變電站或調度中心。
　　
　　二、滅火系統
　　
　　變電站滅火系統分水噴霧滅火系統、氣體滅火系統和移動式滅火系統。對于主變壓器在室外布置的變電站，采用水噴霧滅火系統；對室內主變壓器、電容器室、電纜夾層、接地變壓器等采用氣體滅火系統。
　　
　　2.1水噴霧滅火系統
　　
　　水噴霧滅火系統由水霧噴頭、供水網管、雨淋閥(或電動蝶閥)、泵房組成。
　　
　　2.1.1水噴霧原理
　　
　　水噴霧滅火設備是利用水霧的冷卻、水霧揮發的水蒸氣窒息、水霧的沖擊力以及水霧在燃燒物表面形成的水膜進行滅火的設備。其滅火原理如下：
　　
　　a水霧的冷卻作用：
　　
　　水噴霧滅火設備的特點是霧狀水的粒徑小，且噴霧面積較小。因此，水噴霧在燃燒區與周圍的接觸面積比直流水槍射流的接觸面積大數萬倍，充分發揮水對燃燒物區和爆炸物品的冷卻作用，使燃燒區或燃燒物品表面的溫度迅速下降，當然燃燒物品的溫度達到燃點以下時，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，使燃燒區的溫度進一步大幅度下降，與此同時，揮發出大量水蒸氣，充斥燃燒區空間，這種不燃水蒸氣的增加，導致燃燒區氧氣的濃度不斷下降，使燃燒空間嚴重缺氧，火焰因窒息熄滅。
　　
　　c水膜的覆蓋作用
　　
　　噴霧射流擴散面積大，在較短的時間內，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生和消失是瞬時的，但由于噴霧射流連續作用，因而乳狀物也是具有連續性的特征，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。當降到一定濃度后，就不會繼續燃燒。
　　
　　在實際火災上，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、下層對變壓器側面覆蓋，另設兩點對油枕覆蓋。水霧噴射強度為大于20升/秒.平方米。水霧的粒徑小于07mm，水霧具有噴射距離遠和有較大的沖擊力，以保證噴霧系統有很好滅火冷卻效果。
　　
　　2.1.3供水網管
　　
　　供水網管由干式系統和濕式系統組成。雨淋閥到主變壓器本體周圍的網管為干式系統，平時不存有水。雨淋閥到水泵為濕式系統，平時有3公斤壓力的水，保證系統啟動后快速反應。反應時間小于45秒。采用環狀管道以保證各噴頭水壓力基本均等，達到最佳的噴霧效果。管材全部選用熱鍍鋅鋼管，提高抗腐能力，對濕式系統采用保溫措施，提高系統的抗凍能力。
　　
　　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，出現故障、自動投入備用水泵，同時設有緊急情況下的手動強行啟動水泵功能。
　　
　　2.2氣體滅火系統
　　
　　氣體滅火系統由噴頭、管網、鋼瓶、滅火藥劑和鋼瓶分盤構成。
　　
　　根據要求不同，系統可劃分為2－8個防火分區。
　　
　　系統采用全淹沒組合分配方式。以最大的滅火區域設計用量，這樣既能滿足滅火要求，又可降低系統造價。
　　
　　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14893，比空氣重；沸點－5780℃。對燃燒反應起抑制作用，中斷燃燒的連鎖反應。鹵素在火焰高溫作用下受熱分解，首先形成游離基Br，即CF3Br→CF3＋Br。游離基Br同燃料中的氫反應生成溴化氫，即RH＋Br→R＋HBr。然后溴化氫同活潑的自由基OH－反應，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，重復上述過程，直到火焰熄滅。
　　
　　2)CO2氣體：CO2在常溫常壓下是無色、無味、不導電，化學上呈中性、不腐蝕的惰性氣體。分子量為44，密度為1977g/L，氣態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CO2鋼瓶經管路從噴嘴噴出，立即汽化，帶走大量的汽化熱，沖淡燃燒區的可燃氣體，減少空氣中氧的含量，使保護區的氧濃度降低至10％以下，從而使燃燒區缺氧窒息而滅火。
　　
　　2.2.2主變壓器滅火系統啟動條件
　　對于主變壓器，要求滅火系統即可靠動作，同時又不能誤動作。因此滅火條件選擇是保證系統可靠自動啟動關鍵。
　　
　　在系統中滅火條件確定，(1)敷設在變壓器頂部的感溫電纜報警。(2)變壓器重瓦斯動作信號。(3)變壓器兩側(或三側)開關跳閘信號，當這三個條件同時滿足時滅火系統自動啟動實現滅火。手動狀態以感溫電纜或變壓器重瓦斯動作，人工現場確認后，按下現場緊急啟動按鈕，實現滅火。上述三個條件確保了滅火系統即可靠運行，又不會誤動作。
　　
　　三、防火封堵
　　
　　變電站防火封堵設置范圍：變壓器室、電纜夾層、所有設備的進出線端口和電纜穿越的建筑物洞口。
　　
　　3.0系統組成
　　
　　封堵系統由防火門、防火閥、防火包、防火板、有機和無機防火堵料、防火涂料組成。
　　
　　3.1系統設置
　　
　　防火門：用于變壓器室、電容器室、電纜夾層等防火分區的人員進出口。
　　
　　防火閥：用于變壓器室的通風窗口，一旦確認火災，它在滅火系統釋放前關閉。
　　
　　防火板：用于電纜夾層中的電纜橋架，將上、下層電纜進行防火分隔。
　　
　　防火包、有機和無機防火堵料和防火涂料：用于電纜防分隔、設備的進出線端口、電纜穿越建筑物的洞口。
　　
　　3.2系統功能
　　
　　封堵的目的是防止火災順電纜或建筑物通道燃燒，阻止火勢蔓延。