电力变压器灭火系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及消防装备技术领域，尤其是一种电力变压器灭火系统及控制方法。其包括设备保护房、灭火管网、多火灾探测器、点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴，设备保护房内设有贮气瓶组、启动瓶组、3D沸腾贮粉罐和灭火控制器，灭火控制器上设有多特征信号探测器、风速探测器和复燃探测报警控制器。控制方法包括如下步骤：初始化→火灾探测→报警→灭火，灭火步骤包括点火灾灭火方案、多点火灾灭火方案和全部火灾灭火方案，本系统的主体管网埋于地坪之下，安全性高，保证了灭火系统的稳定可靠性。根据不同的火灾类型，设计出点火灾灭火方案、多点火灾灭火方案和全部火灾灭火方案，大大提高了灭火效率和灭火效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及消防装备
，尤其是电力变压器灭火系统及控制方法。
技术介绍
目前国内大型油浸式电力变压器的消防措施主要采用水喷雾、泡沫喷雾、排油注氮等固定式灭火系统，同时，辅助采用砂箱、砂桶及手持、推车式灭火器等消防设施。而干粉灭火系统尽管具有灭火高效、节水、节能、防寒、安全、环保等优点，但是由于户内变压器干粉灭火系统不能妥善解决高温变压器油降温及扑灭复燃火灾问题，户外变压器干粉灭火系统除不能妥善解决高温变压器油降温及扑灭复燃火灾问题外，还存在扩散的大量干粉灭火剂粉尘可能在大雾潮湿等天气情况下对带电设备产生严重的污秽闪络跳闸停电事故的风险，因此该系统一直未在电力系统进行推广应用。通过变压器火灾案例分析，可以看到变压器火灾及消防存在以下特点：1）变压器火灾通常是由于器身内的电气故障引起的，电气故障产生的瞬间高温导致故障点变压器油气化，在变压器器身内形成大量高压变压器油气，当压力大到变压器故障点周围变压器套管座、其它法兰连接处等承压薄弱部位无法承受时，就产生了变压器爆裂火灾；2）高温变压器油从事故点套管座或者其它法兰连接处爆裂喷溅遇到空气后，便在变压器故障点及周围10~30m范围的变压器油气喷溅区域产生大面积火灾，给周围配电装置及电缆等设施带来火灾蔓延危险；3）户外大型变压器常用的25号和45号变压器油闪点一般大于140℃，燃点大于240℃，高燃点变压器油燃点则大于300℃、自燃点大于420℃，而事故点变压器油温度远远大于高燃点变压器油420℃的自燃点温度。正常情况下使用常规水喷雾、泡沫喷雾灭火系统（或消防队）可扑灭变压器器身表面火灾，灭火系统管网外围喷溅火灾则需要灭火人员采用干粉灭火器等设施扑灭。之后，多数情况下事故点高温变压器油还会产生复燃火灾。此时，火灾基本得到控制，不会产生火灾蔓延，火灾由面火灾转为事故点火灾，灭火系统使用完毕，等待消防队来进行复燃火灾灭火；4）从以往的变压器火灾案例分析看，一旦变压器发生火灾，该变压器注定要报废，灭火与否都不能减少火灾损失，因此，变压器火灾消防各方达成了防止火灾蔓延最重要，扑灭事故变压器火灾其次的共识；5）常规水喷雾、泡沫喷雾消防等自动灭火设施在工程中常常由于环境条件恶劣、管道冰冻、喷头堵塞、特别是未考虑变压器套管爆裂砸坏灭火系统管网等情况往往导致灭火系统部分甚至完全失效。综上所述，基于变压器火灾及消防特点的共识，通过真实的变压器火灾案例以及灭火试验分析，我们对现有户外变压器灭火系统有了更清晰的认识：常规的水喷雾、泡沫喷雾灭火系统有灭火剂便宜、系统运行维护简单、模拟外部点面结合火灾灭火时间短（约2~4）分钟等优点，但也存在着不能控制变压器油喷溅造成的外部火灾蔓延、对变压器内部高温油降温效果不佳、不能扑灭高温变压器油引起的复燃火灾、对火灾部位灭火针对性不强（浪费过多的灭火剂喷射时间在外部面火灾，对事故点复燃火灾灭火时间不够）、易受大于2m/s风速影响、冬季易受冰冻影响、喷头喷射角度设置不当影响灭火效果、变压器灭火系统管网未考虑变压器爆裂造成管网损坏系统失效等问题。而排油注氮灭火装置具有设备简单、造价低廉、不受外部环境影响等优点，但存在一个最大的问题，即自动灭火方式时该系统引发带电变压器灭火误动作的机率远高于变压器火灾机率，给输变电安全生产增加了严重的运行停电事故风险。排油注氮装置还存在只能灭变压器内火不能灭外火，更不能控制变压器油喷溅造成的外部火灾蔓延，另外，该装置还普遍存在未考虑变压器结构形式影响、气瓶及控制装置未考虑防火防爆影响造成无法使用甚至完全失效等问题。因此，研发一套既可控制变压器外部火灾蔓延又可以在高寒缺水风速大等户外环境使用的、适用于扑灭变压器器身和周围喷溅的大面积火灾、扑灭事故点变压器油复燃火灾的安全环保的变压器灭火系统，成为电力系统和消防智能装备生产企业的共识。
技术实现思路
为了克服现有的变压器灭火系统结构单一，功能局限，灭火效果差的不足，本专利技术提供了电力变压器灭火系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力变压器灭火系统，包括设备保护房、灭火管网、多火灾探测器、点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴，灭火管网和多火灾探测器与设备保护房连接，点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴设置在灭火管网上，防风雨多孔集束喷嘴分布在被保护体的四周，设备保护房内设有贮气瓶组、启动瓶组、3D沸腾贮粉罐和灭火控制器，灭火控制器上设有多特征信号探测器、风速探测器和复燃探测报警控制器。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括灭火管网为均衡式全覆盖管网，携同点喷射分控管阀埋于地坪之下。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括灭火管网的一端与3D沸腾贮粉罐联通，另一端与防风雨多孔集束喷嘴联通。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括启动瓶组安装在贮气瓶组上，贮气瓶组与3D沸腾贮粉罐连接。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括灭火控制器安装于设备保护房的内壁上，风速探测器安装于设备保护房的房顶上，多火灾探测器和复燃探测报警控制器安装于被保护体的外围，多特征信号探测器安装于被保护体的内部。一种电力变压器灭火控制方法，包括如下步骤：初始化→火灾探测→报警→灭火，火灾探测步骤包括，灭火控制器接收到多火灾探测器和多特征信号探测器的火灾信号，对信号进行判断甄别，如果只有一个火灾信号，灭火控制器只发出报警，通知用户警惕并检查隐患点，灭火系统处于待命状态，可经过人工确认，如发生火灾则手动自动启动灭火系统灭火，如故障报警则记录上报限时进行维护检修，如果有两个或两个以上不同的火灾信号，本灭火系统转入备用状态，随时准备进入灭火程序。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括灭火步骤包括点火灾灭火方案、多点火灾灭火方案和全部火灾灭火方案。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括点火灾灭火方案是针对单一区域局部点发生火灾的处理方案，包括以下步骤：A1.风速实时测量，根据风速探测器的测量数据，在4级风以下，本系统随时可以启动灭火喷射；当阵风大于4级且有增大超过5级时，系统处于待命状态；当阵风小于5级且有减小趋于4级时，本系统立即启动灭火；A2.全局灭火，灭火控制器打开启动瓶组，释放贮气瓶组内的驱动气体，使驱动气体进入3D沸腾贮粉罐，将干粉沸腾比例混合，形成气固均匀混合体，通过灭火管网的分配，经由防风雨多孔集束喷嘴，对整个保护区内的变压器器身进行全覆盖干粉喷射灭火，经15S喷射；A3.局部关闭，首轮全覆盖喷射完成后，系统关闭其他未有火灾区域的点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴；A4.焦点灭火，再次启动火灾区域的防风雨多孔集束喷嘴，针对单个着火点继续覆盖灭火15S；A5.复燃灭火，复燃探测报警控制器启动，一旦探测到复燃的着火点，先关闭其他未起火部位的点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴；再启动复燃部位的点喷射分控管阀和防风雨多孔集束喷嘴，对复燃位置点喷射干粉灭火剂15S；随后根据现场状况，可选择性的使用降温装置（水喷雾灭火装置、泡沫喷雾灭火装置或排油注氮降温装置）进行降温操作，重复上述过程直至完全扑灭变压器复燃火灾；A6.数据反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变压器灭火系统，包括设备保护房（13）、灭火管网（4）、多火灾探测器（6）、点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11），灭火管网（4）和多火灾探测器（6）与设备保护房（13）连接，点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11）设置在灭火管网（4）上，防风雨多孔集束喷嘴（11）分布在被保护体（12）的四周，其特征是：设备保护房（13）内设有贮气瓶组（1）、启动瓶组（2）、3D沸腾贮粉罐（3）和灭火控制器（5），灭火控制器（5）上设有多特征信号探测器（7）、风速探测器（8）和复燃探测报警控制器（9）。

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器灭火系统，包括设备保护房（13）、灭火管网（4）、多火灾探测器（6）、点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11），灭火管网（4）和多火灾探测器（6）与设备保护房（13）连接，点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11）设置在灭火管网（4）上，防风雨多孔集束喷嘴（11）分布在被保护体（12）的四周，其特征是：设备保护房（13）内设有贮气瓶组（1）、启动瓶组（2）、3D沸腾贮粉罐（3）和灭火控制器（5），灭火控制器（5）上设有多特征信号探测器（7）、风速探测器（8）和复燃探测报警控制器（9）。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器灭火系统，其特征是：灭火管网（4）为均衡式全覆盖管网，携同点喷射分控管阀（10）埋于地坪之下。
3.根据权利要求1所述的一种电力变压器灭火系统，其特征是：灭火管网（4）的一端与3D沸腾贮粉罐（3）联通，另一端与防风雨多孔集束喷嘴（11）联通。
4.根据权利要求1所述的一种电力变压器灭火系统，其特征是：启动瓶组（2）安装在贮气瓶组（1）上，贮气瓶组（1）与3D沸腾贮粉罐（3）连接。
5.根据权利要求1所述的一种电力变压器灭火系统，其特征是：灭火控制器（5）安装于设备保护房（13）的内壁上，风速探测器（8）安装于设备保护房（13）的房顶上，多火灾探测器（6）和复燃探测报警控制器（9）安装于被保护体（12）的外围，多特征信号探测器（7）安装于被保护体（12）的内部。
6.一种电力变压器灭火控制方法，其特征是，包括如下步骤：初始化→火灾探测→报警→灭火，火灾探测步骤包括，灭火控制器（5）接收到多火灾探测器（6）和多特征信号探测器（7）的火灾信号，对信号进行判断甄别，如果只有一个火灾信号，灭火控制器（5）只发出报警，通知用户警惕并检查隐患点，灭火系统处于待命状态，可经过人工确认，如发生火灾则手动（自动）启动灭火系统灭火，如故障报警则记录上报限时进行维护检修，如果有两个或两个以上不同的火灾信号，本灭火系统转入备用状态，随时准备进入灭火程序。
7.根据权利要求6所述的一种电力变压器灭火控制方法，其特征是，灭火步骤包括点火灾灭火方案、多点火灾灭火方案和全部火灾灭火方案。
8.根据权利要求7所述的一种电力变压器灭火控制方法，其特征是，点火灾灭火方案是针对单一区域局部点发生火灾的处理方案，包括以下步骤：
A1.风速实时测量，根据风速探测器（8）的测量数据，在4级风以下，本系统随时可以启动灭火喷射；当阵风大于4级且有增大超过5级时，系统处于待命状态；当阵风小于5级且有减小趋于4级时，本系统立即启动灭火；
A2.全局灭火，灭火控制器（5）打开启动瓶组（2），释放贮气瓶组（1）内的驱动气体，使驱动气体进入3D沸腾贮粉罐（3），将干粉沸腾比例混合，形成气固均匀混合体，通过灭火管网（4）的分配，经由防风雨多孔集束喷嘴（11），对整个保护区内的变压器器身进行全覆盖干粉喷射灭火，经15S喷射；
A3.局部关闭，首轮全覆盖喷射完成后，系统关闭其他未有火灾区域的点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11）；
A4.焦点灭火，再次启动火灾区域的防风雨多孔集束喷嘴（11），针对单个着火点继续覆盖灭火15S；
A5.复燃灭火，复燃探测报警控制器（9）启动，一旦探测到复燃的着火点，先关闭其他未起火部位的点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11）；再启动复燃部位的点喷射分控管阀（10）和防风雨多孔集束喷嘴（11），对复燃位置点喷射干...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明洁，
申请(专利权)人：赵明洁，
类型：发明
国别省市：江苏;32