变压器爆炸火灾干粉-注氮灭火联用独立消防系统技术方案

本发明专利技术公开的变压器爆炸火灾干粉

【技术实现步骤摘要】
变压器爆炸火灾干粉
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注氮灭火联用独立消防系统


[0001]本专利技术属于消防装备
，尤其是油浸式电力变压器灭火系统，具体涉及一种变压器爆炸火灾干粉
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注氮灭火联用独立消防系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国上一轮电力建设高峰期间投产的电力设备相继进入升级换代期，由于设备老化和损耗造成的变压器事故有增加的趋势。2015年7月22日，某市500kV变电站1#主变A相250MVA变压器高压套管及升高座发生爆炸，致使变压器高压套管及升高座全部被炸飞，炸飞的变压器部件同时砸毁了变压器水喷雾灭火系统管网，致使水喷雾灭火系统失效，大量变压器油从高压套管升高座与器身的连接处喷出，其中，约占该单相变总油量60％的变压器油沿事故排油系统排至总事故油池，约20％的变压器油则喷溅到相邻的(1#主变B相、2#主变C相)变压器上、主变场地、主变防火墙、主电缆沟、500kV配电装置场地及主变运输道路上，剩余约20％的变压器油留存在器身内，由于喷溅出的变压器油温远高于自燃点温度，遇空气后在变压器油喷溅范围形成了大面积变压器油蔓延火灾、持续火灾和复燃火灾。变压器起火时间22日凌晨1点22分， 2点钟消防队到达变电站火灾现场，2点25分变电站负荷转移完毕，1#、2#主变全部进入冷备用，消防队开始灭火，2点55分，变压器及周围场地明火扑灭，早上5点钟全部火灾扑灭，事后，火灾变压器油基本燃烧殆尽，消防队采用消防车水消防后，少量变压器油经过道路和场地排水系统排至站外，造成周围环境严重油水混合物污染。/>[0003]通过火灾案例和灭火试验研究分析后发现，目前国内大型油浸式电力变压器使用的水喷雾、泡沫喷雾、干粉、排油注氮灭火装置都不具备独立扑救变压器内外火、遮挡火、复燃火的灭火能力，不能独立灭火的原因主要有以下几个：
[0004]1)没有设置管网防爆装置，灭火管网被变压器爆炸部件损毁失效；
[0005]2)常规变压器水喷雾、泡沫、干粉灭火系统是从变压器油盆火试验总结的灭火系统持续灭火时间、灭火强度等应用参数，与灭火案例火灾部位5～6只消防枪80～100l/S的消防灭火强度对比，水喷雾、泡沫等仅0.33L/s.m2，的灭火强度相差上百倍，其灭火能力仅能扑救变压器外部小油量次要火灾；干粉灭火剂灭火效率较高，但干粉灭火剂与可燃物的化学反应和降温效果相对有限，干粉灭火剂仅能短暂压制火势，随着干粉灭火剂与高温变压器油可燃物发生化学反应使灭火剂消耗殆尽，同时随着高温变压器油分解形成的可燃爆炸气体冲开干粉覆盖层，高温变压器油遇空气将再次发生复燃，干粉灭火系统仍然不能扑救变压器复燃火灾，因此，干粉灭火系统灭火能力也仅能扑救变压器外部小油量次要火灾；
[0006]3)侧面套管变压器严重爆炸火灾通常形成一个占变压器总油量80％(单相变/三相变分别约30/140吨变压器油)的大面积流淌蔓延的变压器外部主体火灾和一个变压器油箱内占总油量20％(单相变/三相变分别约10/30吨变压器油火灾)的变压器内部主体火灾，如前所述这样的火灾常规变压器灭火系统无法扑救；
[0007]4)顶面套管变压器爆炸火灾通常形成一个占变压器总油量95％的变压器油箱内
部主体火灾和一个占变压器总油量5％的变压器油箱外部次要火灾，常规变压器灭火系统对此类变压器底部的外部次要火灾受变压器外部散热器遮挡或者没有设置灭火喷头，失去了灭火能力，同时，对于外部顶部套管或侧面套管爆炸处高温高油压高火焰的变压器内外相连的内外火、遮挡火、复燃火，常规水喷雾、泡沫灭火系统由于灭火剂颗粒小，灭火剂易受高温火场蒸发，灭火剂无法接触着火面，无法灭火；干粉灭火系统仅能短暂压制火势，随着干粉灭火剂与高温变压器油可燃物发生化学反应使灭火剂消耗殆尽，同时随着高温变压器油分解形成的可燃爆炸气体冲开干粉覆盖层，高温变压器油遇空气将再次发生复燃，干粉灭火系统仍然不能扑救变压器复燃火灾；另外，常规灭火系统除不能扑救高温高油压高火焰火外，由于灭火剂被散热器、油箱遮挡，外部灭火剂不能接触散热器和油箱遮挡火，因此，也不能扑救变压器散热器和油箱遮挡火、内外火；
[0008]5)侧面套管变压器油喷溅流淌蔓延范围超过变压器灭火系统保护范围，也会造成灭火系统失效；
[0009]6)变压器爆炸火灾通常是套管升高座爆炸处周围半径2m和变压器油箱底部流淌蔓延火灾，其它变压器表面都没有火灾，常规灭火系统有个通病是，灭火系统不管火灾部位，有火的变压器油箱外侧底部没有布置灭火喷头，无火的散热器、其它油箱外侧无火部位全部盲目喷射灭火，浪费了太多的灭火剂，人为增加灭火难度；
[0010]7)常规灭火系统未考虑风速、雨量等外部环境因素影响的重要性：国标干粉灭火系统灭火剂持续灭火时间只有60秒，如果大风大雨持续5分钟10分钟，而喷射干粉又在大风大雨当时，还怎么灭火？这是干粉系统致命缺陷；国标水喷雾灭火剂持续喷射时间24分钟，泡沫喷雾灭火剂持续喷射时间15分钟，如果15分钟喷射泡沫有10分钟下大雨，还怎么灭火？这也是泡沫系统的重要缺陷；水喷雾也是同样道理，如果10分钟大雨，5～6分钟大风，24分钟灭火剂喷射时间也无法灭火；想要独立灭火，采用风雨环境监测，大风大雨停止灭火方案解决大风大雨灭火系统失效问题是十分必要的；
[0011]8)试验证明，变压器油箱内部4吨变压器油火灾排油注氮灭火装置10秒就能灭火，大型变压器油100多吨变压器油火灾，排油注氮灭火装置10分钟注氮、氮气灭火剂与游戏内变压器油充分接触，不断由下至上进行搅拌冷却，在变压器油箱顶部形成30分钟以上的氮气层覆盖灭火，因此，排油注氮灭火装置是目前最好的变压器内部主体火灾灭火系统；但是，由于该系统存在众多误动、拒动问题，因此排油注氮灭火装置也不受电网公司青睐，只是在我国很多干旱缺水冬季长期冰冻地区，环境条件无法使用水喷雾和泡沫喷雾系统，排油注氮灭火装置才被大量使用。
[0012]9)变压器爆炸火灾可能造成防火墙间隔相邻变压器的喷溅变压器油火灾，国标规范变压器灭火系统只能对1台爆炸火灾变压器进行灭火，无法考虑相邻变压器喷溅变压器油火灾灭火；
[0013]10)电网公司常规做法是按照国标单独设置水喷雾或泡沫喷雾或干粉或排油注氮灭火装置，如上所述，由于这些灭火系统灭火能力与变压器火灾存在较大差距，国标单独设置的这些单一的水喷雾或泡沫喷雾或干粉或排油注氮灭火系统，都无法独立扑救变压器爆炸火灾，通常需要消防队采用大流量水系消防枪炮进行压制灭火，水系消防枪炮灭火剂一边降温灭火，一边和高温变压器油不断产生油水沸溢爆燃，由于油箱遮挡和高温降温效果差的原因，灭火剂降温效果差，灭火时间长，消防用水量大，形成的油水混合物多，油水混合
物流入变电站排水系统外排，形成严重的有毒油水混合物污染；
[0014]因此，在电力设备老化和损耗造成的变压器火灾事故明显增加的情况下，研制一套有效的变压器爆炸火灾独立消防系统是十分必要的。

技术实现思路

[0015]基于上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种变压器爆炸火灾干粉
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变压器爆炸火灾干粉
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注氮灭火联用独立消防系统，其特征在于，所述系统由套管升高座爆炸防爆装置(1)、灭火系统管网防爆装置(2)、挡油排油装置(3)、干粉
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注氮灭火联用系统(4)以及带多种控制模块的干粉
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注氮灭火联用独立消防火灾报警联动控制器(5)构成；套管升高座爆炸防爆装置(1)包括侧面套管升高座爆炸防爆装置(1a)和顶面套管升高座爆炸防爆装置(1b)，所述侧面套管升高座爆炸防爆装置由防爆立柱(A1)、固定在防爆立柱(A1)之间的防爆横梁(A2)、设置在防爆横梁(A2)之间的防爆横梁支柱(A3)、固定在防爆立柱(A1)上的升高座防爆卡连杆(A4)、固定在升高座防爆卡连杆(A4)上的升高座防爆卡横肩(A5)、固定在升高座防爆卡横肩(A5)上的升高座防爆卡压臂(A6)以及通过升高座防爆环臂连杆(A7)固定在防爆立柱(A1)上的升高座防爆环臂构成；所述升高座防爆环臂包括升高座防爆右环臂(A8)、升高座防爆左环臂(A9)和升高座防爆左右环臂连接板(A10)；所述侧面套管升高座爆炸防爆装置中的防爆立柱(A1)、升高座防爆环臂连杆(A7)、升高座防爆右环臂(A8)、升高座防爆左环臂(A9)和升高座防爆左右环臂连接板(A10)采用双倍防爆立柱材料加强；所述顶面套管升高座爆炸防爆装置与侧面套管升高座爆炸防爆装置的组件和结构相同，其由防爆立柱(A1)、固定在防爆立柱(A1)之间的防爆横梁(A2)、设置在防爆横梁(A2)之间的防爆横梁支柱(A3)、固定在防爆立柱(A1)上的升高座防爆卡连杆(A4)、固定在升高座防爆卡连杆(A4)上的升高座防爆卡横肩(A5)、固定在升高座防爆卡横肩(A5)上的升高座防爆卡压臂(A6)以及通过升高座防爆环臂连杆(A7)固定在防爆立柱(A1)上的升高座防爆环臂构成；所述升高座防爆环臂包括升高座防爆右环臂(A8)、升高座防爆左环臂(A9)和升高座防爆左右环臂连接板(A10)；所述顶面套管升高座爆炸防爆装置中的升高座防爆卡连杆(A4)、升高座防爆卡横肩(A5)、升高座防爆卡压臂(A6)、升高座防爆环臂连杆(A7)、升高座防爆右环臂(A8)、升高座防爆左环臂(A9)和升高座防爆左右环臂连接板(A10)采用双倍防爆立柱材料加强；灭火系统管网防爆装置(2)包括侧面套管爆炸灭火系统管网防爆装置和顶部套管爆炸灭火系统管网防爆装置，其中：侧面套管爆炸灭火系统管网防爆装置和顶面套管爆炸灭火系统管网防爆装置均由长立柱(B1)、固定在长立柱(B1)上的防爆横梁(B2)、设置在防爆横梁(B2)间的防爆支撑(B3)及防爆横梁(B2)和防爆支撑(B3)间的防爆钢网(B4)组件构成；挡油排油装置(3)由垂直活动防火挡油板(C1)、倾斜活动防火挡油板(C2)、活动巡视门(C3)、变压器爆炸火灾防护墙(C4)、事故油池(C5)、排油坡道(C6)、排油孔(C7)和排油井(C8)组成；其中：垂直活动防火挡油板(C1)由挡油板基础(C1a)、预埋在挡油板基础(C1a)中的预埋件(C1b)、与预埋件(C1b)连接的立柱(C1d)、与立柱(C1d)连接的底横梁(C1c)、与立柱(C1d)连接的顶横梁(C1e)、固定在底横梁(C1c)、立柱(C1d)和顶横梁(C1e)之间的防火挡油板(C1f)构成；倾斜活动防火挡油板(C2)组件由采用螺栓和卡口与顶横梁(C1e)固定的倾斜短挑梁(C2a)以及固定在顶横梁(C1e)与倾斜短挑梁(C2a)之间的防火挡油板(C2b)构成；活动巡视门(C3)组件由焊接在立柱(C1d)上的门缝密封扣(C3a)、门铰链(C3b)、门框(C3c)、固定在门框架(C3c)上的防火挡油板(C3d)和门锁(C3e)构成，变压器爆炸火灾防护(C4)采用变压器防火墙；事故油池(C5)采用变压器事故油池，事故油池(C5)和垂直活动防火挡油板(C1)之间设置排油坡道(C6)；变压器油经过排油坡道(C6)流入事故油池(C5)池壁上的排油孔(C7)，流入事故油池(C5)，事故油池覆盖卵石，事故油池底设置排油坡道，同时设置排
油井(C8)，排出的变压器油汇入排油井(C8)，再通过排油管道接入总事故油池；干粉
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注氮灭火联用系统(4)由火灾部位报警定位装置、外部环境监测装置、可控制火灾部位喷射灭火的的干粉灭火管网、成套干粉灭火装置、新型排油注氮灭火装置构成；外部环境监测装置由风速/雨量监测器(D4)、变压器断电信号(D5)以及变压器火灾图像监控探头(D3)组成；干粉灭火管网由灭火主管(D6)、分区选择阀(D7)、灭火分配管(D8)、电动喷射控制阀(D9)、固定或移动灭火支管(D10)、手动喷射控制阀(D11)以及干粉喷嘴(D12)组成，灭火主管(D6)与成套干粉灭火装置出口相连；成套干粉灭火装置由设备房(D13)、设置在设备房(D13)内的干粉启动气瓶(D14)、干粉驱动瓶组(D15)和干粉混合罐(D16)组成，干粉混合罐(D16)通过管道阀门和压力表与干粉驱动瓶组(D15)相连，干粉驱动动瓶组(D15)通过管道与干粉启动气瓶(D14)相连，干粉混合罐(D16)出口连接灭火主管(D6)；干粉灭火管网喷头布置通过变压器或高压电抗器固定灭火系统验证试验，在遮挡火灾的盲区或者风速影响较大的火灾部位，增加防遮挡防风防雨附加喷头(D12a)；火灾部位报警定位装置、外部环境监测装置、干粉灭火管网电动喷射控制阀、成套干粉灭火装置、新型排油注氮灭火装置与干粉
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注氮灭火联用独立消防火灾报警联动控制器相连；火灾部位报警定位装置由非接触式火灾探测器(D1)、对应火灾部位设置的非接触式电气火灾温度探测器(D2)以及设在被保护变压器斜上方的变压器火灾图像监控探头(D3)组成，其信号通过信号线与干粉
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注氮灭火联用独立消防火灾报警联动控制器相连；火灾部位定位后，干粉
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注氮灭火联用独立消防火灾报警联动控制器的重要火灾部位优先模块，联动套管升高座爆炸火灾部位和变压器油箱外底部散热器遮挡加温火灾部位的喷头电动喷射控制阀进行定位灭火；外部环境监测装置的风速/雨量监测器(D4)设置在灭火系统设备顶部；排油注氮灭火装置包括注氮灭火柜(f)、注氮灭火设备注氮灭火管路(g)、注氮灭火管路自动对接锁紧装置(h)、变压器预置注氮灭火管路(i)、变压器油箱排油管路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁戈，
申请(专利权)人：中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：