适用油浸式变压器的新型灭火系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种适用油浸式变压器的新型灭火系统及方法，系统包括：灭火介质供给装置、控制装置和若干末端释放装置，控制装置与灭火介质供给装置连接，灭火供给装置经管道与末端释放装置连接；油浸式变压器本体四周布置有油坑，末端释放装置包括朝向油浸式变压器本体上表面布置的第一喷头，朝向油浸式变压器本体周面布置的第二喷头，朝向油坑布置的第三喷头，以及朝向油浸式变压器油枕的喷头，实现高效灭火；灭火介质供给装置中包括两个比例混合装置，一备一用，一个发生故障时，通过另一备用比例混合装置输出灭火介质，提高灭火可靠性；管道管身及管道连接处涂刷防火涂料进行保护，有效抵御变压器本体火灾爆燃瞬间的高温，显著降低因管道崩裂。低因管道崩裂。低因管道崩裂。

【技术实现步骤摘要】
适用油浸式变压器的新型灭火系统及方法


[0001]本专利技术涉及消防
，具体涉及一种适用油浸式变压器的新型灭火系统及方法。

技术介绍

[0002]油浸式变压器是变电站和换流站的核心设备之一，其安全稳定运行是输电系统正常运行的基础。油浸式变压器中绝缘和传热介质为液体绝缘油，燃点高，热值大，存在火灾的可能性，且由于其体量大、数量多、布置密集，一旦发生火灾，不但易造成巨大经济损失，同时还会严重威胁电网的安稳运行。
[0003]油浸式变压器固定灭火系统主要为水喷雾灭火系统及泡沫喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统是在自动喷水灭火系统的基础上发展起来的，主要用于火灾蔓延快但自动喷水灭火系统难以保护的场所，能够适用于丙类液体火灾和电气火灾，是应用于大型充油设备消防最早的一种固定灭火系统。
[0004]目前，变电站和换流站油浸式变压器消防和建筑物消防的首选方式为水喷雾灭火系统。据统计，现有500kV及以上变电站和换流站油浸式变压器消防系统中水喷雾固定灭火系统占比超过60％。近年来，变电站和换流站油浸式变压器火灾事故频发，现有火灾事故案例表明，目前在运变电站和换流站油浸式变压器设置的水喷雾灭火系统无法满足扑救大型充油设备高温热油火的灭火需求。
[0005]比如，相关技术中，授权公告号为CN213555020U的技术专利公开了一种电网室外油浸式变压器灭火系统，包括固定支架、管网、细水雾喷头与泵组机构，油浸式变压器外安装有固定支架，固定支架上安装有管网，管网上均匀设置有多个朝向油浸式变压器的细水雾喷头，管网的进口连接有泵组机构，包括水箱与灭火剂箱，泵组机构用于为管网与细水雾喷头输送水与添加剂的混合物；还包括控制器，控制器与泵组机构电性连接。通过采用矩阵式管网和喷头布置、细水雾系统喷雾强度设计、泵组流量的控制以及添加专用灭火剂形成更优细水雾滴的火焰穿透力。但该设计中矩阵式管网和喷头布置型式，一方面，矩阵式管网和喷头布置型式易受变压器爆燃瞬间高温影响出现管道破裂进而引起灭火系统失效或喷头因火灾持续高温灼烧发生损坏或掉落引起灭火系统管道失压而失去大大弱化灭火效果，可靠性较低；另一方面，该设计方式虽增加了整体流量但仍无法解决环境风对细水雾射程和覆盖范围的影响，实际覆盖变压器的有效流量难以保证，因此难以覆盖大型充油设备高温热油火的火灾扑救。
[0006]因此，变电站和换流站油浸式变压器区域水喷雾固定灭火系统存在以下问题：
[0007](1)当前超过60％的在运变电站和换流站油浸式变压器区域的灭火系统是水喷雾灭火系统，设计的主要依据为GB502192014
‑
《水喷雾灭火系统技术规范》，主要设计参数依据小型油盘火试验得到，计算保护面积(全覆盖方式)时缺乏对大型充油设备复杂结构和灭火后冷却降温的考虑。典型火灾事故案例表明，这种系统难以覆盖大型充油设备高温热油火的火灾扑救。
[0008](2)当前在运变电站和换流站油浸式变压器水喷雾灭火系统主变周围区域管道采用卡箍连接，不具备耐高温性能，容易因火灾初期高温和系统启动瞬间管道充水后产生的巨大剪切效应开裂，引起灭火系统整体失效。
[0009](3)当前在运变电站大型充油设备水喷雾灭火系统主变周围区域终端释放装置为铜质压力喷头(铜的熔点为1000℃，而火灾过程温度往往超过1200℃)，容易遇高温发生熔化或掉落，直接导致系统失效。
[0010](4)油浸式变压器火灾初期爆炸容易导致消防喷头和支管掉落，灭火系统失压引起整套灭火系统失效。
[0011]综上所述，变电站和换流站油浸式变压器区域水喷雾固定灭火系统存在灭火效率不高，灭火有效性和可靠性较差的问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术所要解决的技术问题在于如何提高油浸式变压器区域灭火系统的有效性和可靠性。
[0013]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0014]一方面，本专利技术采用一种适用油浸式变压器的新型灭火系统，所述灭火系统包括：灭火介质供给装置、控制装置和若干末端释放装置，所述控制装置与所述灭火介质供给装置连接，所述灭火供给装置经管道与所述末端释放装置连接；
[0015]油浸式变压器本体四周布置有油坑，所述末端释放装置包括布置在套管以及套管升高座旁的第一喷头、布置在中间层的第二喷头以及布置在油坑层的第三喷头，所述第一喷头朝向所述油浸式变压器本体上表面布置，所述第二喷头朝向所述油浸式变压器本体周面布置，所述第三喷头朝向所述油坑布置。
[0016]本专利技术结合油浸式变压器本体结构布置特点和火灾场景，由于套管、套管升高座等是油浸式变压器本体的薄弱部位，这些薄弱部位最有可能先发生火灾以及爆燃，在套管以及套管升高座旁布置有第一喷头，第一喷头朝向油浸式变压器本体上表面布置，通过设置第一喷头可加强对薄弱部位的火灾防护，提高灭火效能。而且在灭火系统顶层、中间层和油坑层布设末端释放装置，解决了现有水喷雾灭火效率不高、用水量大，泡沫喷雾单层喷头布置无法覆盖箱体特殊部位，从而无法有效灭火的不足和缺陷，实现了高效灭火，提高灭火可靠性。
[0017]进一步地，所述第一喷头的数量n1≥ηq1
×
A
×
B
÷
K1，其中，η为放大系数，K1为所述第一喷头的流量，q1为油浸式变压器油箱顶部区域或油枕区域的最低设计强度，A为所述油浸式变压器本体的宽度，B为所述油浸式变压器本体的长度；
[0018]所述第二喷头的数量n2≥q2
×
[(A+B)H
÷
x1]÷
K2，其中，x1为所述中间层的层数，K2为所述第二喷头的流量，q2为油浸式变压器油箱侧壁区域的最低设计强度，H为所述油浸式变压器本体的高度；
[0019]所述第三喷头的数量n3≥q3
×
S3
÷
K3，其中，K3为所述第三喷头的流量，S3为油坑面积，S3＝C
×
D
‑
A
×
B，q3为油坑区域的最低设计强度。
[0020]进一步地，朝向所述油浸式变压器本体长边布置的所述第一喷头和所述第二喷头的数量均为至少2个，朝向所述油浸式变压器本体短边布置的所述第一喷头和所述第二喷
头的数量均为至少一个；
[0021]朝向所述油坑长边布置的所述第三喷头的数量为至少2个，朝向所述油坑短边布置的所述第三喷头的数量为至少一个；
[0022]相邻的所述第一喷头间距、相邻的所述第二喷头间距以及相邻的所述第三喷头间距大于或等于0.8m。
[0023]进一步地，所述灭火供给装置包括消防水池、电动消防泵、第一比例混合装置、灭火剂储罐、流量调节阀、流量计和雨淋阀，所述管道包括第一消防管道、第二消防管道、消防主管道和消防支管；
[0024]所述消防水池的出水口经所述第一消防管道接入所述电动消防泵的进水接头，所述电动消防泵的出水接头经所述第一消防管道接入所述第一比例混合装置进口，所述第一比例混合装置连接所述灭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，所述灭火系统包括：灭火介质供给装置、控制装置和若干末端释放装置，所述控制装置与所述灭火介质供给装置连接，所述灭火供给装置经管道与所述末端释放装置连接；油浸式变压器本体四周布置有油坑，所述末端释放装置包括布置在套管以及套管升高座旁的第一喷头、布置在中间层的第二喷头以及布置在油坑层的第三喷头，所述第一喷头朝向所述油浸式变压器本体上表面布置，所述第二喷头朝向所述油浸式变压器本体四周侧面布置，所述第三喷头朝向所述油坑布置。2.如权利要求1所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，所述第一喷头的数量n1≥ηq1
×
A
×
B
÷
K1，其中，η为放大系数，K1为所述第一喷头的流量，q1为油坑油浸式变压器油箱顶部区域或油枕区域区域的最低设计强度，A为所述油浸式变压器本体的宽度，B为所述油浸式变压器本体的长度；所述第二喷头的数量n2≥q2
×
[(A+B)H
÷
x1]
÷
K2，其中，x1为所述中间层的层数，K2为所述第二喷头的流量，q2为油浸式变压器油箱侧壁的油箱区域的最低设计强度，H为所述油浸式变压器本体的高度；所述第三喷头的数量n3≥q3
×
S3
÷
K3，其中，K3为所述第三喷头的流量，S3为油坑面积，S3＝C
×
D
‑
A
×
B，q3为油浸式变压器油坑区域的最低设计强度。3.如权利要求2所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，朝向所述油浸式变压器本体长边布置的所述第一喷头和所述第二喷头的数量均为至少2个，朝向所述油浸式变压器本体短边布置的所述第一喷头和所述第二喷头的数量均为至少一个；朝向所述油坑长边布置的所述第三喷头的数量为至少2个，朝向所述油坑短边布置的所述第三喷头的数量为至少一个；相邻所述第一喷头的间距、相邻所述第二喷头的间距以及相邻所述第三喷头的间距大于或等于0.8m。4.如权利要求1所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，所述灭火供给装置包括消防水池、电动消防泵、第一比例混合装置、灭火剂储罐、流量调节阀、流量计和雨淋阀，所述管道包括第一消防管道、第二消防管道、消防主管道和消防支管；所述消防水池的出水口经所述第一消防管道接入所述电动消防泵的进水接头，所述电动消防泵的出水接头经所述第一消防管道接入所述第一比例混合装置进口，所述第一比例混合装置连接所述灭火剂储罐，所述第一比例混合装置的出口经所述第二消防管道接所述流量调节阀的进口，所述流量调节阀的出口经所述第二消防管道依次与所述流量计和所述雨淋阀进口连接，所述雨淋阀的出口经所述第二消防管道与所述消防主管道连接；所述消防主管道布设在所述油浸式变压器两侧的防火墙上，所述消防支管一端连接在所述消防主管道上、另一端连接所述末端释放装置。5.如权利要求4所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，连接在所述消防水池的出水口和所述电动消防泵的进水接头之间的所述第一消防管道上布置有第一闸阀，所述第一闸阀的出水口连接第二闸阀的进水口，所述第二闸阀的出水口连接第一压力表；所述控制装置经电机与所述电动消防泵驱动端连接，所述电动消防泵的出水接头与所述第一比例混合装置入口之间的所述第二消防管道上依次设有第一止回阀和第四闸阀，所
述电动消防泵的出水接头连接第三闸阀的进水口，所述第三闸阀的出水口接第二压力表；所述第一比例混合装置的出口经所述第二消防管道接过滤器进口，所述过滤器的出口接入所述流量调节阀的进口，所述流量计和所述雨淋阀之间的所述第二消防管道上连接有第六闸阀，所述第六闸阀连接第三压力表，所述第一比例混合装置的出口与所述过滤器之间接有第二止回阀。6.如权利要求5所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括第二比例混合装置，所述第一止回阀经第五闸阀接入所述第二比例混合装置的进口，所述第二比例混合装置的出口经第三止回阀接入所述过滤器；所述第二比例混合装置与所述灭火剂储罐连接。7.如权利要求4所述的适用油浸式变压器的新型灭火系统，其特征在于，所述油坑两外侧设置有防火墙，所述防火墙侧面布设至少三个所述消防主管道，各所述消防主管道之间连接；各所述消防主管道之间的连接处以及所述消防支管与所述消防主管道之间的连接处、所述消防主管道的管身以及所述消防支管的管身均涂刷防火涂料；所述防火涂料采用耐火极限不小于2h的膨胀型室外用防火涂料，所述防火涂刷厚度不小于2mm，且满足1200℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚峰举，张佳庆，黄勇，宋胜利，杨鹏程，邱欣杰，朱太云，刘辉，谢佳，罗沙，黄道均，过羿，黄玉彪，刘睿，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：