上海地区与北方地区变电站消防设计[论文]

上海地区与北方地区变电站消防设计探讨

【摘要】中国北方地区，冬季气候寒冷，其变电站消防电气设计有一定地域性，本文通过北方地区部分变电站与上海地区主变灭火系统与电缆层消防电气设计的对比，从而探讨上海地区消防设计优化的可能性。

【关键词】变电站消防设计

1 主变灭火系统

1.1 北方地区主变灭火系统概况

中国北部冬季温度极低，主变一般不设置水喷淋灭火系统，其变电站主变灭火系统以sp泡沫系统与排油注氮灭火系统为主。

如现阶段，由于北方地区变电站多数主变采用的主变重瓦斯继电器没有多余的接点接入灭火系统，由于担心主变的灭火系统在主变处于正常运行或者检修状态时发生误动作。这种误动作可能造成变压器在正常运行状态下，sp泡沫系统自动喷射泡沫，目前不能排除泡沫接触设备的瞬间相间短时短路的可能性，排油注氮灭火装置自动排油注氮，从而导致主变由于温度过高跳闸停运的严重后果；或者在主变检修状态下，灭火系统误动作导致的主变再次启动的间隔时间延长，故灭火系统均设置在手动状态。

1.2 上海市主变灭火系统概况

上海地区主变灭火系统多数为水喷淋灭火系统或细水喷雾系统，少部分为排油注氮灭火系统或者气体灭火系统。上海地区无人值班变电站主变灭火系统基本设置在自动状态，并且可以随时切换至手

动状态。其中，排油注氮灭火系统已经过多次反措，误动作概率已极低。

1.3 主变灭火系统对比

1.3.1 主变水系统灭火系统

主变水系统灭火系统包含水喷淋灭火系统或细水喷雾系统。水灭火是消防局最为认可的灭火介质。但是，对于变电站来说，水并非最合适的灭火手法。

首先，水是导电介质，当变电站内发生火灾，而相关其他裸露在外带电导体负荷未及时切除或时，水灭火系统一旦启动，即可能造成带电设备相间短路，更严重者甚至可能导致到场的消防求援人员触电身亡。其次，主变发生火灾情况，最为严重的情况即是主变本体爆炸，在这种情况下，水系统赖以生存的管道也基本损毁而导致系统瘫痪，不能达到灭火效果。因此，水系统在确认变电站站内主变压器已不带电的情况下，可以作为辅助灭火系统，但是不建议作为主要灭火系统。

1.3.2 主变sp泡沫灭火系统

sp泡沫灭火系统在北方地区已经有了比较广泛的应用，但是在上海地区变电站内尚未有应用实例。

变电站内应用的sp主变泡沫灭火系统。该系统使用的合成泡沫灭火剂，具有良好的绝缘性能、稳定性，对环境无污染、无腐蚀性。当系统运作时，合成泡沫灭火剂在一定的压力下通过专用的水雾喷头，雾化后喷射至着火物体上进行灭火。该系统结合水雾灭火和泡

沫灭火的特点，借助水雾和泡沫的冷却、窒息乳化和隔离等综合作用来达到快速灭火的目的，而且不易复燃。其合成灭火剂的液态物质，理应在接触设备的瞬间即可挥发。当灭火结束，现场确认不存在火灾隐患后，将其清理后便可重新运行。因此，理论上，sp泡沫灭火系统是目前最为合适的灭火系统。

1.3.3 主变排油注氮灭火系统

排油注氮灭火系统在北方地区变电站与上海地区变电站都有较多的应用。

其主要原理为：当主变压器内部发生故障，油箱内部温度升高，导致变压器本体火灾报警探测器向火灾报警系统主机发出火警信号，此时油箱内部产生大量可燃气体，从而引起瓦斯继电器动作，变压器高、中、低压侧断路器跳闸时，为防止变压器爆炸，当火灾报警系统主机确认主变情况后，排油注氮系统开始迫使变压器排油，并强制注入氮气，从而达到冷却变压器本体，同时隔绝空气介质的作用。

该系统在上海地区已经多次反措，其误动作的概率已经接近于零，但同时拒动的概率也相应上升；同时，该套灭火系统上海消防局的认可程度并不高，因此，该套系统的应用还有待考证。

1.3.4 主变气体灭火系统

主变气体灭火系统主要应用于户内型地下变电站，应用有局限性。北方地区境内户内地下变电站本次考察主变未应用该种灭火系统，上海地区有应用。

气体灭火系统是指灭火时以气体状态喷射作为灭火介质的灭火系统，该系统可以在防护区空间内行程个方向均一的气体浓度，而且至少能保证该灭火浓度达到规定的浸渍时间，实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。由于该系统灭火后需要室内通风排除灭火气体以防止可能造成的人员窒息，因此对设备房间内通风有较高的要求，因此主要应用于地下变电站。

2 变电站电缆层消防电气设计

变电站内的电缆层是用于安放用于连接各个设备电缆的设备房间。一旦发生火灾，如防火封堵不到位，火势极有可能通过电缆，由设备房间蔓延至电缆层，从而影响其他设备房间。因此，在不影响运行人员正常工作的情况下，火灾报警探测器预报火灾的及时性就尤为重要了。

2.1 北方地区电缆层消防电气设计

北方地区变电站电缆层内火灾报警探测器一般采用感烟探测器与线性感温探测器混合设置。其中线性感温电缆沿二次桥架或者电缆支架敷设。

2.2 上海市电缆层消防电气设计

上海市变电站电缆层内火灾报警探测器35kv、110kv变电站内一般采用感烟探测器与点型感温探测器（差温探测器或者定温探测器）混合设置，220kv变电站内一般采用吸气式感烟火灾自动报警探测器。

2.3 电缆层消防电气设计对比

根据《火力发电厂与变电所设计防火规范》gb 50229-2006中11.5.21变电站主要设备用房和设备火灾自动报警系统应符合表11.5.21的规定：电缆层内可以采用线型感温、感烟或吸气式感烟。实际应用中，由于电缆层内电缆的护套中含有聚氯乙烯物质，不同厂家生产此类的电缆燃烧时产生烟雾量不同。就目前情况来说，无烟型的电缆将会是未来的主流，但从消防火灾报警的角度讲敷设感温电缆与点型光电感烟火灾探测器结合是比较理想的方案；从运行的角度考虑，沿桥架敷设的感温电缆于更换控制电缆与动力电缆时极易损坏。而点型感温探测器由于保护范围较小，实际应用中当火势形成一定规模时才会启动报警，因此点型感温探测器的应用也有局域性。

吸气式感烟火灾自动报警探测器即空气采样装置，由于其灵敏度较高，在实际应用中，如在湿度较高的环境中或在空气中粉尘含量较高的情况下，误报率相对较高。北方地区沙尘暴灾害较多，空气采样装置无法适应，因此应用地区局域性较大。

上海地区与北方部分发达地区目前电缆层开始试典应用线缆式

光纤感温探测器。该种探测器涵盖了感温电缆的一切优点，并且其保护半径远大于感温电缆，因此可以敷设于顶部楼板或者支架边缘（不影响更换运行人员更换电缆），同时可以做到分段测温。与感烟探测器配合应用，可以说是最为适合电缆层的火灾报警探测器组合。但是需要考虑的是，光纤感温探测器机组价格昂贵，远超感温线缆，其性价比目前任有待考证。