變電站消防系統(tǒng)探討
評(píng)論： 更新日期：2008年10月29日
變電站在整個(gè)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(yùn)行，消防又是重要的環(huán)節(jié)。針對(duì)突發(fā)事件，消防系統(tǒng)能否正常投入運(yùn)行，實(shí)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(bào)警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和防火封堵組成。
一、變電站的報(bào)警系統(tǒng)
變電站的報(bào)警系統(tǒng)由探測(cè)系統(tǒng)和聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)組成。
1.0探測(cè)系統(tǒng)
探測(cè)系統(tǒng)由煙感探測(cè)器、溫感探測(cè)器、煙溫復(fù)合式探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、紅外對(duì)射探測(cè)器、感溫電纜、信號(hào)輸入模塊、手動(dòng)報(bào)警按鈕等組成。針對(duì)不同的保護(hù)區(qū)域設(shè)置不同的探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的火災(zāi)探測(cè)。
1.1探測(cè)器的選擇
感煙型探測(cè)器用于一般建筑物的火災(zāi)報(bào)警。
紅外對(duì)射型和復(fù)合感煙、感溫型探測(cè)器主要針對(duì)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(cè)：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(cè)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(hào)，作為變壓器的火災(zāi)探測(cè)信號(hào)。
1.2聯(lián)動(dòng)控制
采集探測(cè)系統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，發(fā)出火災(zāi)聲光信號(hào)。在滿足滅火條件情況下，自動(dòng)啟動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)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(bào)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(hào)。并根據(jù)火災(zāi)情況啟動(dòng)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(dòng)警鈴或聲光報(bào)警器，發(fā)出火警信號(hào)，并可以根據(jù)要求將火災(zāi)信號(hào)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(dòng)式滅火系統(tǒng)。對(duì)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(duì)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(或電動(dòng)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(diǎn)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(duì)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(diǎn)以下時(shí)，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(shí)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)一步大幅度下降，與此同時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)的，但由于噴霧射流連續(xù)作用，因而乳狀物也是具有連續(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(huì)繼續(xù)燃燒。
在實(shí)際火災(zāi)上，噴霧水的滅火作用往往是起綜合作用的，對(duì)某些固定部位，可能其中一、兩個(gè)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(diǎn)。頂部層對(duì)變壓器頂部覆蓋，中層、下層對(duì)變壓器側(cè)面覆蓋，另設(shè)兩點(diǎn)對(duì)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07mm，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(shí)不存有水。雨淋閥到水泵為濕式系統(tǒng)，平時(shí)有3公斤壓力的水，保證系統(tǒng)啟動(dòng)后快速反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)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(duì)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(yùn)行。水泵啟動(dòng)控制柜采用自動(dòng)順序啟動(dòng)水泵組，出現(xiàn)故障、自動(dòng)投入備用水泵，同時(shí)設(shè)有緊急情況下的手動(dòng)強(qiáng)行啟動(dòng)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)成。
根據(jù)要求不同，系統(tǒng)可劃分為2－8個(gè)防火分區(qū)。
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(jì)用量，這樣既能滿足滅火要求，又可降低系統(tǒng)造價(jià)。
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(diǎn)－5780℃。對(duì)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CF3Br→CF3＋Br。游離基Br同燃料中的氫反應(yīng)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(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(shí)，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(dòng)條件
對(duì)于主變壓器，要求滅火系統(tǒng)即可靠動(dòng)作，同時(shí)又不能誤動(dòng)作。因此滅火條件選擇是保證系統(tǒng)可靠自動(dòng)啟動(dòng)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(bào)警。(2)變壓器重瓦斯動(dòng)作信號(hào)。(3)變壓器兩側(cè)(或三側(cè))開關(guān)跳閘信號(hào)，當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)滅火系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)滅火。手動(dòng)狀態(tài)以感溫電纜或變壓器重瓦斯動(dòng)作，人工現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后，按下現(xiàn)場(chǎng)緊急啟動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)滅火。上述三個(gè)條件確保了滅火系統(tǒng)即可靠運(yùn)行，又不會(huì)誤動(dòng)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、有機(jī)和無機(jī)防火堵料和防火涂料：用于電纜防分隔、設(shè)備的進(jìn)出線端口、電纜穿越建筑物的洞口。
3.2系統(tǒng)功能
封堵的目的是防止火災(zāi)順電纜或建筑物通道燃燒，阻止火勢(shì)蔓延。
