王楠

中图分类号：TU271.1 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2020）02-153-02

摘 要 对于变电站而言，消防系统具有极其重要的作用，能够对变电站可能发生的火灾进行有效预防。本文将对变电站消防安全系统的设置现状加以介绍，从报警系统、主变压器灭火系统以及消火栓系统等层面出发，对变电站消防安全设计展开分析，以期为有关部门提供可靠参考。

关键词 变电站 消防安全设计 灭火系统 消火栓 水喷雾系统

在整体输变电系统当中，变电站属于最为关键的构成部分，因此其是否能够安全、稳定的工作，将对地区输变电工作产生直接影响。其中，消防安全尤为重要。如今部分电力公司为了实现减员增效，往往会设计无人值班站，使变电站运行负责人员仅仅留下值班工作人员，这就会在发生火灾的时候，无法有效运行消防安全系统，进而造成难以估计的损失，所以变电站需要有效设计消防安全系统，提升变电站整体安全性。

一、变电站消防安全系统的设置现状

在一般状况下，消防安全系统的设计工作必须与有关规范、要求等相符合，然而在大部分变电站消防安全设计阶段设置的消防栓，往往会在具体使用电气设施的时候产生消极影响。在变电站的主厂房没有值守人员时，一旦管线阀门出现漏水问题，会使水流喷射至邻近的电气设施上，降低其安全性能，进而由于电气设施短路而引发事故，甚至会导致火灾的发生。而我国有关规范、要求当中缺少了对此类问题的具体说明。

二、报警系统

在变电站当中需要设置自动报警系统，其主要构成部分应当包括联动控制系统以及探测系统。火灾自动报警系统的主要任务便是在第一时间探测到发生的火灾，并且将报警信号发送到相应值班室，以便让值班人员能够采取合理的应急措施，在初期进行科学扑救，或使联动控制系统被及时激活，避免火灾出现扩大。与此同时，如今部分变电站设置了无人值班站，因此需要确保各站的报警信号能够被及时传送至集控站，以便确保对多站点的实时监控，并且实现对灭火系统的远程控制，其中，视频在线监控系统的设置是重要的，有助于促使有关人员能够在火灾发生的第一时间便发现火灾点，随后集控站监控人员便可以向值班人员上传通知，使其及时采取对应的应急预案。

常见的探测系统内部包含手动报警按键、感烟探测器、输入信号模块、感温探测器、感温电缆、烟温复合探测器、红外对射探测器以及可燃气体探测器等，而不同的变电站需要采用对应探测器，确保探测系统具备针对性。其中：

1.手动报警按键：如果现场状况符合灭火条件要求，系统可以实现手动或者自动启动灭火设施，将对应防火阀关闭，并且及时将非消防电源切断。

2.烟感探测器：此类探测器通常被用到一般建筑中，而变电站的消防系统不需要采用此类探测器，这主要是由于其内部仅存在对烟气较为敏感的元件，但是在变电站当中，如果起烟后再报警，则会延误火险抢救工作的开展。

3.感温电缆一般会被用在电缆层、电缆桥架以及隧道等区域。变压器室的高度通常都处于8-14m范围内，所以传统探测模式并不适用，可以结合运用变电站中继电保护装置所提供的报警信号以及感温电缆。

4.烟温复合探测器、红外对射探测器一般被用于顶梁超过300㎜建筑中，同时在变电站的控制室和开关室较为常见。

变电站整体火灾自动报警系统包括了后备电源、报警主机以及控制操作盘等。该系统具备对整体变电站中电气设施、建筑物等发生火灾时的信号进行采集的功能，同时还能够按照火灾实际状况使对应灭火设施启动，使有关防火阀被关闭，使电缆隧道通风系统被及时开启，并且使报警器启动、将信号发出。

三、主变压器灭火系统

当前大部分变压器灭火系统均属于水喷雾系统，而近几年，合成式泡沫喷雾系统以及排油充氮设备也逐渐得到了有效推广和普及。因为火力发电站具备水消防系统，消防管网被布设于主变四周，其变压器对应水喷雾系统只需要增设管网以及雨淋阀部分即可，因此大部分火力发电站的变压器所应用的灭火系统主要為水喷雾系统，其设计较为方便。

（一）油浸式电力变压器的火灾特征

此类变压器的线圈采用了绝缘材料，其铁芯衬垫与支架存在可燃性材料，另外铁芯内部存在大量绝缘油，其闪电一般处于130-140℃范围内。因此，一旦线圈发生接地或者接触不良、老化现象、绝缘套管破损、严重短路或者过载以及可燃物受到电弧或者高温作用出现膨胀、分解致使绝缘油汽化，则会增加变压器的内部压力，容易导致高压套管出现燃烧、爆炸、喷油等问题，同时大部分绝缘油会外溢，使火灾严重蔓延，最终使变压器、甚至全变电站的稳定工作受到威胁。

（二）水喷雾系统

此系统主要的原理为表面稀释、冷却、乳化以及窒息等作用的充分应用。在变压器出现火险的时候，感温电缆能够把信号上传到主控室内的消防控制盘当中，从而使报警控制器在第一时间发出警报，同时系统在判断后可以及时将相应雨淋阀打开，并且使消防水泵被投入到消防工作中，此时喷头便可以喷水进行灭火操作。

此系统的主要组成部分包括：控制系统、自动报警系统、水源、管道、水泵、探测器、水雾喷头、过滤器以及雨淋阀组等，如果存在较多的主变台数，则需要集中将多台雨淋阀设置于同一小间当中。

该系统的应用主要建立于充分的水源基础上，通常需要能够保持连续进行4-5m3/h的补水。喷雾的强度设计：油枕表面、变压器排除底面的其余5面以及冷却器表面为20L/m in·㎡，而油坑为6L/m in·㎡，此时火灾会持续0.4h。消火栓系统与水喷雾系统共同设置消防水泵时，需要参考的参数为同时可以满足建筑消火栓系统与主变灭火系统的水压和水量。通常需要安设2台水泵，其中一个作为备用水泵，同时设计合适的稳压泵。为了避免影响周边的生活用水，需要对生活水池与消防水池分开进行设置。

另外，水喷雾系统造价囊括了室外消防给水管网、消防水池、消防水泵房与变压器火灾报警系统以及水喷雾管网系统等。

（三）合成式泡沫喷雾系统

此系统所运用的主要灭火药剂为速灭阻燃灭火剂，其会在特定压力作用下经由相应水雾喷头被噴射至灭火对象表面，从而实现快速灭火。系统能够充分结合泡沫灭火与水喷雾灭火优势，利用泡沫与水雾的隔离、冷却、乳化以及窒息等作用来灭火。

该系统主要的组成部分包括了水雾管网与喷头、储液罐、控制阀、合成泡沫灭火剂、氮气动力源以及启动源等。每相或者每一台主变需要安设1台控制阀，以便对相应管网进行控制。除了水雾管网与喷头，其余的组件都需要被安置到泡沫设备间。喷雾的强度设计：连续10m in的供给时间，4L/m in·㎡的强度。需要注意的是，布置的喷头需要保证泡沫能够充分覆盖到油枕以及变压器的顶面。

系统造价囊括了泡沫设备间、相应灭火设备（包含灭火剂、泡沫喷雾管网、储液罐和报警装置等）等。

（四）排油充氮设备

此类设备的灭火原理为：一旦变压器的内部出现故障，而油箱中出现大量的可燃性气体，便会使气体继电器发生动作，将触点闭合，并且确保断路器及时跳闸。而此时如果变压器的油箱持续增加压力，在超出压力控制器以及压力释放的设定值，便会使相应防火程序及时启动，从而将排油阀打开以便降低压力，避免变压器出现爆炸和起火。与此同时还会使断流阀发生动作，进而自动将油枕至变压器箱体补油的油路切断，防止高位油枕加大险情。在排油3s之后，变压器箱体的底部便会注入压力氮气，对变压器油进行搅拌，使故障点和油温受到强制性冷却，并且出现氮气保护层，使氧气被充分隔绝，进一步实现迅速灭火。

构成排油充氮设备的主要装置包含了控制箱、灭火箱、关闭阀、氮气瓶、探测器、开启瓶、快速排油阀、注氮管路以及排油管路等。每相或者每一台主变需要安设1套排油充氮设备，并将其布置于变压器附近，且无须设置专门的设备操作间，更无须占据额外空间。需要注意的是，变压器的台数和排油充氮设备造价呈现正比例关系。

以上三类消防安全系统都拥有各自独有的优势，在技术层面上均具有明显的可行性，另外在各大变电站当中都有着良好的运用效果。因此，最终采用哪一个消防安全系统，各电力公司不仅要考虑经济以及技术等影响因素，还应该对水源以及所辖消防部门提出的意见予以充分考虑，确保最终的设计符合变电站的实际需要。

四、消火栓系统

在220kV变电站当中，主要的建筑物包含了警传室、主控通信楼以及配电室等，500kV变电站则额外包含了保护小室。需要注意的是，变电站中建筑物均应超过2级，若建筑体积小于3000m3，无须安设室内的消火栓系统，其余则需要安设该系统。同时，在安设室内消火栓系统的时候，还要设置室外的消火栓系统。如果主变应用的灭火系统为水喷雾系统，建筑物以及主变的四周均需安设室外的消火栓系统。

该系统的主要设计方向为：火灾延续时间一般是2h，且室内任何一处都能够同时有2股水柱到达。变电站中电气设备间通常不允许存在水渍隐患，所以需要最大限度地避免消防栓被设计到电气设施周边。在配电装置间等现对较长建筑物当中，若设计单栓式室内消火栓，则很难满足相应的灭火需求，所以应该设计双阀双口型的室内消火栓，并将其布设到两侧楼梯间当中，这样能够使2股水柱的覆盖问题得到有效解决。除此之外，还需要将自救卷盘配置到消火栓箱当中；如果建筑物当中安设了室内消火栓，且建筑物是平屋顶，则需要将检查以及试验用消火栓设置到平屋顶。

在布设室外消火栓系统的过程中，设计人员需要确保该系统能够将警传室、主控与主变楼、保护小室以及配电室等建筑充分覆盖，另外各个配电区域无须安设室外消火栓。需要注意的是，在室外消防用水量大于15L/s的时候，需要将消防管网设置为环网状，满足相应的消防要求。

五、结语

总体而言，为了有效预防变电站发生火灾，电力公司可以设计、设置多种灭火系统，而这些灭火系统也在随着时代发展得到了有效完善。因此，有关部门需要结合变电站的实际状况展开消防安全设计，对可能存在的各类火灾隐患展开全面考虑，同时做好相应的经济技术对比评价，最终为公司筛选出最为经济、稳定且便于管理和维护的消防安全系统，最终确保变电站得以更为安全、稳定地工作。

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