一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统及使用方法。系统包括集油坑、压缩空气泡沫产生装置、泡沫干管、分区阀、压缩空气泡沫喷淋系统。采用充填卵石层的独立集油坑，有效限定了阀侧套管、阀侧升高座及发生事故后的变压器油流淌蔓延，最大限度减小了火灾规模，降低了火灾损失，保护毗邻设施及阀厅安全。压缩空气泡沫喷淋系统采用无喷头无支管的喷淋管，并紧贴防火墙布置，最大限度降低了阀侧套管爆炸冲击对泡沫释放装置的破坏，提高了系统的安全可靠性。从而彻底解决了特高压换流变压器阀侧套管火灾防控技术难题，既可用于特高压换流变压器，也可以用于其它换流变压器。

A fire protection system for valve side bushing of UHV converter transformer and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统及使用方法
本专利技术涉及电力变压器灭火技术，尤其涉及一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统及使用方法。
技术介绍
近年来，随着特高压直流输电技术的迅猛发展，我国已率先建成十几条特高压直流输电工程，拥有特高压换流变压器数百台。特高压换流变压器是特高压直流输电工程的核心设备，其安全稳定运行是特高压直流输电工程正常运行的基础。然而，由于特高压换流变压器的电压等级高、能量大、储油量多、布置紧密、运行温度高，火灾风险高、危害大，一旦发生火灾，会造成重大经济财产损失，严重影威胁电网的安稳运行。因此，特高压换流变压器应采取有效的消防安全防护措施。目前，特高压换流变压器主要采取阀侧套管插入阀厅的布置方式，由阀厅防火墙分隔为换流变压器本体区域和阀厅内部区域。换流变压器本体区域在外部，包括油箱、网侧套管、油枕等。阀厅内部区域主要是阀侧升高座、阀侧套管以及阀组等。现有的消防措施（如水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统等）主要针对换流变压器本体区域，尚未考虑阀厅内部区域，尤其缺乏针对阀侧套管火灾的有效防护措施，易形成大面积流淌火和高温热油火，存在很大消防安全风险，具体而言：（1）阀侧套管发生爆炸起火会烧毁阀厅。一旦阀侧套管破裂或发生爆炸起火，不仅阀侧套管内的变压器油会泄漏到阀厅内形成流淌火，而且换流变压器油箱及高位油枕内的油在重力作用下也会源源不断的输入到阀侧套管，并进一步形成动态溢流火和大面积流淌火，从而威胁整个阀厅的安全。（2）特高压换流变压器油箱及网侧套管火灾也会波及阀厅，致使阀厅损毁。根据近期几起特高压换流变压器火灾事故案例可知，特高压换流变压器主体区域火灾的破坏性大、温度高、辐射强，泄漏的变压器油也可能会流淌蔓延至阀厅内部，致使阀厅被烧毁。现有水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统等自动灭火系统的喷雾喷头及消防支管受变压器爆炸、火灾、高温影响较大，易被炸飞的零部件及爆炸冲击波会损毁，致使整体系统失效，故此不适宜用于具有爆炸危险性的换流变压器套管。现有水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统等自动灭火系统对于变压器油大面积流淌火的灭火和抗复燃能力有限，常规的事故排油、构筑防火堤等措施不适宜在阀厅有限的空间内使用，易造成大面积流淌火蔓延，损毁阀厅内大量贵重仪器设备。由此可见，现有特高压换流变压器火灾防护措施无法满足阀侧套管及阀厅内火灾防护需求，存在很大消防安全隐患，急需有效的消防安全防护措施。
技术实现思路
鉴于现有火灾防护方案的不足，本专利技术提供一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统及使用方法，可有效阻止变压器油流淌火在阀厅内蔓延，能够将阀侧套管破裂或爆炸引发的高温热油火灾快速高效扑灭，且具有抗爆功能，从而解决阀侧套管火灾防控难题，既可用于特高压换流变压器，也可以用于其它换流变压器。本专利技术采取的技术方案是：一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，包括集油坑、压缩空气泡沫产生装置、泡沫干管、分区阀、压缩空气泡沫喷淋系统，所述集油坑设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，集油坑中间固定有支撑网架，支撑网架上铺设卵石层，用于收集流入的换流变压器油；所述压缩空气泡沫喷淋系统通过分区阀与泡沫干管直接连通，压缩空气泡沫喷淋系统布置在穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方，且紧贴阀厅防火墙，所述压缩空气泡沫产生装置通过泡沫干管、分区阀与压缩空气泡沫喷淋系统连通。本专利技术所述的压缩空气泡沫喷淋系统包括喷淋管、泡沫输送管、连接件，所述喷淋管一端封闭，另一端敞口为压缩空气泡沫入口，喷淋管表面均匀分布数排释放孔，所述泡沫输送管通过连接件与两根喷淋管连通。本专利技术所述的铺设卵石层高度不小于250mm，单个卵石直径不小于38mm。本专利技术所述的压缩空气泡沫喷淋系统全部采用耐高温金属材质制作。本专利技术所述的分区阀采用电动阀门、气动阀门或液动阀门中任意一种。一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：一、当换流变压器阀侧套管发生爆炸火灾时，换流变压器油通过系统预先在集油坑中间的支撑网架上铺设的卵石层流入集油坑；集油坑置于穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，用来收集流入的换流变压器油，并阻止火灾蔓延。二、与火灾报警联动自启动或手动启动且在远离换流变压器爆炸区域设置的压缩空气泡沫产生装置。三、布置在不受换流变压器爆炸影响或者影响较小位置且与压缩空气泡沫产生装置连通的泡沫干管开始输送压缩空气泡沫。四、打开对应的分区阀，泡沫干管输送的压缩空气泡沫通过压缩空气泡沫喷淋系统喷淋管表面的数排释放孔进行喷洒。五、在每台换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方且紧贴阀厅防火墙水平安装的压缩空气泡沫喷淋系统喷洒的压缩空气泡沫，将穿入阀厅内的阀侧套管、升高座以及集油坑全覆盖。六、在换流变压器升高座、阀侧套管及集油坑处形成压缩空气泡沫覆盖层，最终扑灭明火。本专利技术所述的压缩空气泡沫喷淋系统设定的压缩空气泡沫供给强度为1.5~16L/（min·m2）。本专利技术的工作原理：当阀侧套管或阀侧升高座发生爆炸火灾时，换流变压器油泄漏，自由流入下方的集油坑，并经卵石层渗入集油坑底部净空区，卵石层及顶部仅残留少量变压器油火，从而最大限度减少了火灾燃烧面积及火灾功率；火灾报警系统探测到火灾或者值班人员发现火灾，立即自动或手动启动压缩空气泡沫产生装置，压缩空气泡沫产生装置按照预设的流量和压力产生高稳定性的压缩空气泡沫，并经压缩空气泡沫干管、分区阀输送至压缩空气泡沫喷淋系统，向着火阀侧套管、阀侧升高座、集油坑喷洒高稳定性的压缩空气泡沫，扑灭明火的同时在整个保护区域形成一层高稳定的泡沫覆盖层，此外还在两侧集油坑毗邻区域喷洒覆盖一层泡沫，及时扑灭飞溅至相邻换流变压器区域的明火，并保护未发生故障的阀侧套管及阀侧升高座。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用充填卵石层的独立集油坑，有效限定了阀侧套管、阀侧升高座及发生事故后的换流变压器油流淌蔓延，最大限度减小了火灾规模，降低了火灾损失，保护毗邻设施及阀厅安全。2、本专利技术采用基于正压泡沫产生方式的压缩空气泡沫喷淋灭火技术，具有泡沫析液时间长、稳定性高、控灭火能力强、抗复燃性能优异等突出特点，可快速有效扑灭变压器油火灾，长时间滞留在卵石层上方，隔绝空气，彻底扑灭集油坑内火灾，并防止复燃。3、本专利技术的压缩空气泡沫喷淋系统采用无喷头无支管的喷淋管，并紧贴防火墙布置，最大限度降低了阀侧套管爆炸冲击对泡沫释放装置的破坏，提高了系统的安全可靠性。4、本专利技术的压缩空气泡沫产生装置远离爆炸区域设置，使得压缩空气泡沫的产生免受爆炸影响。泡沫干管布置在不受变压器爆炸影响或者影响较小的位置，如地下、防火墙后面、槽钢内部等，使得泡沫输送免受爆炸影响，保证了系统的安全可靠性。5、本专利技术火灾防护系统技术先进、安全可靠、可操作性强、具有抗爆功能，无论是阀厅内阀侧套管爆炸火灾还是换流变压器本体流淌蔓延至阀厅火灾，均具有良好灭火作用，可有效阻止变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，包括集油坑（1）、压缩空气泡沫产生装置（4）、泡沫干管（5）、分区阀（6）、压缩空气泡沫喷淋系统（7），所述集油坑（1）设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正下方，集油坑（1）中间固定有支撑网架（2），支撑网架（2）上铺设卵石层（3），用于收集流入的换流变压器油；所述压缩空气泡沫喷淋系统（7）通过分区阀（6）与泡沫干管（5）直接连通，压缩空气泡沫喷淋系统（7）布置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正上方，且紧贴阀厅防火墙（12），所述压缩空气泡沫产生装置（4）通过泡沫干管（5）、分区阀（6）与压缩空气泡沫喷淋系统（7）连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，包括集油坑（1）、压缩空气泡沫产生装置（4）、泡沫干管（5）、分区阀（6）、压缩空气泡沫喷淋系统（7），所述集油坑（1）设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正下方，集油坑（1）中间固定有支撑网架（2），支撑网架（2）上铺设卵石层（3），用于收集流入的换流变压器油；所述压缩空气泡沫喷淋系统（7）通过分区阀（6）与泡沫干管（5）直接连通，压缩空气泡沫喷淋系统（7）布置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正上方，且紧贴阀厅防火墙（12），所述压缩空气泡沫产生装置（4）通过泡沫干管（5）、分区阀（6）与压缩空气泡沫喷淋系统（7）连通。


2.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，所述的压缩空气泡沫喷淋系统（7）包括喷淋管（7-1）、泡沫输送管（7-2）、连接件（7-3），所述喷淋管（7-1）一端封闭，另一端敞口为压缩空气泡沫入口，喷淋管表面均匀分布数排释放孔（7-4），所述泡沫输送管（7-2）通过连接件（7-3）与两根喷淋管（7-1）连通。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，所述的铺设卵石层（3）高度不小于250mm，单个卵石直径不小于38mm。


4.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护系统，其特征在于，所述的压缩空气泡沫喷淋系统（7）...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡成，陈涛，包志明，陈旸，张宪忠，夏建军，靖立帅，
申请(专利权)人：应急管理部天津消防研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12