王彦祯，董 伟2

（1.江苏省电力公司常熟市供电公司，江苏 常熟215500；2.江苏海虹电力工程顾问股份有限公司，江苏无锡214028）

0 引 言

变电站的火灾危险性为丙类，内部设备为带电和部分带油的设备。据相关资料统计，变电站发生火灾概率很小，即使发生火灾也大多数是因电气设备过载引起，危及建筑物。因此，全户内变电站主变室的火灾探测报警系统主要针对变压器。目前，苏州地区经常采用的探测器有线型感温、吸气式感烟及红外对射探测器。

上述探测装置，由于受到主变室空间布置所限，到后期变电压投入运行后，一旦报警装置故障，很难维护和修理。有时需停电检修，给供电可靠性和居民用电带来了极大不便。为改善上述情况，笔者和设计人员充分沟通后，在城区110 k V报慈变电站内尝试使用火焰探测装置，在满足防火功能要求的前提下，通过合理设置探测器位置，有效避开电气设备，极大方便了后期的运行维护，受到了运行单位的广泛好评，为以后更广泛应用积累了很好的经验。

1 主变室空间布置

根据国家电网公司“三通一标”及“两型一化”要求，目前变电站土建设计均按满足电气功能的最小要求布置，因此110 k V全户内变电站主变室尺寸较为固定，一般为8 m×11 m×10 m，如图1所示。

2 常用火灾探测装置

2.1 红外对射探测器

工作原理：探测器由收、发两部分组成。红外发射器向安装在远方的接收器发射红外线，其射束有单束、双束，甚至多束。当相应的红外射束被遮断时，接收器即发出报警信号。

优点：安装简单、价格便宜、外观小巧精美。

缺点：（1）空气流动等环境因素以及安装方式、角度、位置等因素都很容易引发误报。（2）受主变室结构影响，又由于探测器为成对配置，故安装位置固定，且只能布置于平行主变正上方，主变室两侧探测器分别位于110 k V电缆终端及10 k V母线上方，不便于检修维护。

图1 110 kV全户内变电站主变平断面及各类火灾探测器布置图

2.2 吸气式感烟火灾探测器

吸气式感烟火灾探测器又称为空气采样火灾探测器，分为单管型、双管型、四管型（多管型）。根据环境要求不同选用不同规格的探测器。探测器有四个工作阶段：警告、行动、火警1、火警2。

优点：灵敏的探测能力（能在烟之前数小时内发现火灾的存在）；低廉的维护成本；相对稳定的系统。

应用于主变室的缺点：布置于顶面，且位于主变正上方，不宜检修维护；主变室上、下方均为通风百叶窗，由于气流对流现象，可能影响报警结果。

2.3 感温电缆探测装置

以线型感温电缆作为火灾探测器，经电缆信号匹配器送至控制室火灾控制器，根据环境温度的变化和报警灵敏度要求选择感温电缆的等级。

优点：直接缠绕在变压器上，安装简单、方便。

缺点：①变压器表面凹凸不平，不宜绑扎，接触不好；②线缆容易老化，可靠性和寿命不高；③安装过程容易使线缆损伤，有时因拉的过紧，会压裂外套，挤压内部绝缘层。

3 火焰探测器

3.1 工作原理

又称感光式火灾探测器，它是在物质燃烧时产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见的或大气中没有的不可见的光辐射，通过响应光特性，探测火焰燃烧的光照强度和火焰闪烁频率的一种火灾探测器。

3.2 主要类型

根据火焰的光特性，目前使用的火焰探测器有三种：紫外探测器——对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感；红外探测器——对火焰中波长较长的红外光辐射敏感；混合探测器——同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线。

3.2.1 紫外火灾探测器

紫外火灾探测器采用UV185～260 nm火焰窄光谱信号轨对轨采集／全脉冲分析技术（PPW）设计，避免了传统探测器的易受干扰的弱点。采用斜率递增信号检测技术（PAM）对探测环境进行监测，提高了探测器的稳定性及持续使用性，保证了探测器在尽量降低误报的同时，快速完成火焰识别检测火情的能力，通过CPU对探测管监控，延长了探测管的使用寿命。

紫外火焰探测器的优点是报警灵敏度高，但由于紫外线辐射会被油雾、水蒸汽、粉尘及燃烧副产品所吸收，导致探测器的报警继电器误动作。

3.2.2 红外火焰探测器

红外火焰探测器采用硫化铅或硫化镉光敏电阻作为传感元件，其光谱响应范围在0.7-3.2μm之间。传感器工作在反映火焰信息的中心波长，结合火焰的闪烁特征，通过高性能的微处理器和先进的数学算法模型进行运算分析，使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警，而其他的干扰因素形成的假火警信号则会被排除。

本探测器能够对日光、闪电、电焊、人工光源、环境（人等）、热辐射、电磁干扰、机械振动等干扰有很好的抑制，从而实现了对火焰信号的快速响应和准确识别。

由于红外光辐射的波长较长，所以不易被烟、飞灰或CO2所吸收，因此，红外火焰探测器在主变运行时比紫外光火焰探测器工作稳定，对探头的安装位置和方向的要求也不像其它类型探测器那样苛刻。

3.2.3 混合探测器

混合探测器融合了探测紫外线波长的紫外探测器和探测红外线波长的红外探测器，合为紫外／红外复合型探测器。紫外／红外复合型火焰探测器仅对特定的相对短小的波长段敏感，可以最大程度地减少因周围非火灾因素而引起的误操作，并且还带有高感度的传感器，可以用最小的消费电流达到最大的灵敏度，同时增强了对火焰的判断功能，提高了火灾探测的可信度。

3.3 安装位置

一般来说，将探测器安装在该保护区内最高的目标高度两倍的地方，在探测有效范围内不能出现阻碍物，安装时向下倾斜30°～45°。

3.4 特 点

火焰探测器特点：

（1）探测点位布置较少，一般为1～2个，节省管线预埋，方便施工；

（2）探测点位布置灵活，可有效避开电气设备，满足安全距离要求；

（3）便于后期运行维护及故障检修，且易于更换；

（4）主动检测，可对火焰光辐射进行快速响应和提前识别，提早进行有效防治，有效避免大面积火灾发生的损失；

（5）火焰出现前如有浓烟扩散及探测器的“视线”被遮挡时，影响探测结果。

4 结 论

本文简要介绍了全户内主变室的常规报警装置， 总结分析其优缺点，接着引入了火焰探测器，介绍了目 前常用的三种探测装置。通过对比，笔者认为红外及 混合火焰探测器既能很好满足报警功能要求，又易于 检修维护，对变电站的新建或改造均有积极的借鉴价 值。

［1］GB 50229-2006.火力发电厂与变电站设计防火规范［S］.

［2］GB 50116-2013.火灾自动报警系统设计规范［S］.

［3］GB50059-2011.35～110k V变电所设计规范 ［S］.

［4］赵东光.火焰检测器在火力发电厂中的应用和探析［J］.发电设备，2002，（02）：34-36.

［5］张旻晖.变配电室火灾探测器的设置［J］.广西大学学报（自然科学版），2004，29（Z1）：195-196.?