張 輝 錢 怡

（1.國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心，河南 南陽473009；2.河南南陽供電公司，河南 南陽473000）

0 引言

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，220kV及以下變電站基本上實現(xiàn)了無人值班，但是在電氣設(shè)備現(xiàn)場的實際運行中，絕緣老化、受潮、腐蝕或機(jī)械損傷等會造成設(shè)備的絕緣強度降低、短路，熔斷器熔體燒斷等；在運行中電氣設(shè)備或線路嚴(yán)重超負(fù)荷也會產(chǎn)生電火花、電弧或危險高溫，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生，給電網(wǎng)的運行帶來極大的危害。

1 變電站發(fā)生火災(zāi)的原因及危害

1.1 設(shè)備嚴(yán)重過負(fù)荷

設(shè)備嚴(yán)重過負(fù)荷是指設(shè)備運行時的功率和電流極大地超過了其額定值規(guī)定的范圍。造成設(shè)備嚴(yán)重過負(fù)荷的原因有以下幾個方面：

（1）設(shè)備安裝設(shè)計存在問題，導(dǎo)致設(shè)備的額定容量小于實際運行負(fù)荷容量；或者在設(shè)備運行中由于各種原因隨意裝接其他設(shè)備，增加了負(fù)荷。

（2）在運行中檢修維護(hù)不當(dāng)，巡視檢查不及時，使設(shè)備長期處于異常運行狀態(tài)。

設(shè)備絕緣材料一般由油、紙、麻、絲和棉的紡織品、樹脂、瀝青、漆、塑料、橡膠等制成，具有可燃性，嚴(yán)重過負(fù)荷時，導(dǎo)體和絕緣物會局部過熱，達(dá)到一定溫度，超過可燃點時，就會引起火災(zāi)。

1.2 短路、電弧和電火花

短路是指除了正常運行以外的一切相與相之間或相與地之間的短接，短路會引起電流突然增大，在極短的時間內(nèi)發(fā)熱量也很大，不僅會造成絕緣燃燒，而且能使金屬熔化，引起附近的可燃、易燃物質(zhì)燃燒。造成短路引起火災(zāi)的原因主要有：

（1）電氣設(shè)備的選用、安裝、使用與所處環(huán)境不符，其絕緣體長期在高溫、潮濕、酸堿環(huán)境條件下運行，失去絕緣能力。

（2）維護(hù)不當(dāng)，使設(shè)備長期異常運行；或者設(shè)備使用時間過長，大大超過其使用壽命，導(dǎo)致絕緣老化。

（3）雷電過電壓或者操作過電壓使設(shè)備絕緣擊穿。

（4）人為的誤操作，安裝、修理人員接錯線路，或帶電作業(yè)時造成人為碰線短路。

1.3 導(dǎo)線接頭處接觸電阻過大

運行中的導(dǎo)線有很多接頭，當(dāng)接頭接觸不良時，會引起接觸電阻增大，形成局部溫度過高，積累很高的熱量。其主要原因是：

（1）安裝時，破壞了電氣接頭表面，引起接頭處接觸電阻增大。

（2）運行中，接頭表面會產(chǎn)生導(dǎo)電不良的氧化膜，維護(hù)中未及時清除。另外，在振動或者熱的作用下，連接處發(fā)生虛接松動現(xiàn)象。

（3）有的接頭處是銅鋁連接，兩者之間存在電位差，在空氣潮濕時會發(fā)生電解作用，時間一長，就會使鋁腐蝕，引起接觸不良。

1.4 雷電和靜電的影響

當(dāng)發(fā)生雷擊時，雷云尖端放電產(chǎn)生極大的電能，這個能量能達(dá)到易燃易爆物質(zhì)可燃能量的100萬倍，足可引起火災(zāi)。

靜電危害主要表現(xiàn)在靜電放電引起火災(zāi)和爆炸。靜電的發(fā)生有以下幾種形式：兩種物質(zhì)互相摩擦、兩種物質(zhì)緊密接觸后再分離、物質(zhì)受壓或受熱、物質(zhì)發(fā)生電解以及物質(zhì)受到其他帶電體的感應(yīng)等。靜電電荷不斷積聚會形成很高的電位，在一定條件下，可對金屬物或地放電，產(chǎn)生有足夠能量的強烈火花，導(dǎo)致飛絮、粉塵、可燃?xì)怏w等燃燒起火。

2 火災(zāi)報警系統(tǒng)的工作原理及聯(lián)網(wǎng)方案

如圖1所示，火災(zāi)報警系統(tǒng)主要由自動監(jiān)測報警和自動控制滅火兩部分組成。其原理是：當(dāng)被監(jiān)控現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)探測器就會檢測到火災(zāi)信息，如煙霧、溫度、火焰光、可燃?xì)獾?，探測器將這些信息轉(zhuǎn)換成電信號送往報警控制器，報警控制器通過與整定值比較、判斷，若確認(rèn)火災(zāi)，將會產(chǎn)生四路輸出信號，一是輸入消防聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，使消防設(shè)備動作，并關(guān)閉建筑物空調(diào)系統(tǒng)、啟動排煙系統(tǒng)、啟動消防水加壓泵系統(tǒng)等；二是輸入到滅火控制裝置，啟動滅火裝置；三是兩路輸入報警顯示裝置，分別在本機(jī)顯示和上傳至監(jiān)控終端。

圖1 火災(zāi)報警系統(tǒng)原理圖

每個變電站火災(zāi)報警主機(jī)上增加安裝1個聯(lián)網(wǎng)接口卡、1個過濾器、1個光纖轉(zhuǎn)換器及光纖跳線2根，通過站與站之間已聯(lián)通的光纖進(jìn)行信號傳輸，可以顯示每個設(shè)備的具體位置。主機(jī)可以對從機(jī)進(jìn)行消音、復(fù)位、屏蔽及啟動、停止設(shè)備等操作，主機(jī)或從機(jī)可以任意定義，例如，將其中一個集控中心站的火災(zāi)報警主機(jī)設(shè)置為主機(jī)，其他站的主機(jī)設(shè)置為從機(jī)，集控中心站的火災(zāi)報警主機(jī)顯示其他站所有從機(jī)的信息，包括故障信息、火警信息，且能多點顯示每個站每個點的位置信息、動作時間等。

信號傳輸過程：火災(zāi)報警主機(jī)收到的信息依次經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)接口卡、過濾器、光纖轉(zhuǎn)換器，通過站與站之間已聯(lián)通的1路光纖（共需2路光纖通道，1路發(fā)信號，另外1路收信號，且光纖已融有光纖接頭、FC接頭或ST接頭，1根光纖可有多條光纖通道）將信號傳送到集控中心主機(jī)。當(dāng)然，集控中心的火災(zāi)報警主機(jī)的信息或命令依次經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)接口卡、過濾器、光纖轉(zhuǎn)換器，通過站與站之間已聯(lián)通的另外1路光纖（共需2路光纖通道，1路發(fā)信號，另外1路收信號，且光纖已融有光纖接頭、FC接頭或ST接頭，1根光纖可有多條光纖通道）將信號或命令傳送到相關(guān)從機(jī)。

3 火災(zāi)報警系統(tǒng)存在的問題分析

目前雖有火災(zāi)報警控制器以及站內(nèi)安裝的探頭結(jié)合監(jiān)控視頻系統(tǒng)對站內(nèi)設(shè)備的消防狀況進(jìn)行監(jiān)視，但經(jīng)過長時間的運行監(jiān)控觀察，變電站火災(zāi)報警系統(tǒng)存在著以下問題：

火災(zāi)報警信號多數(shù)情況是誤報，即便真是火災(zāi)報警信號報出，也存在2種可能，一是夏季室內(nèi)溫度高，加上設(shè)備運行產(chǎn)生的高溫散發(fā)不出去，感溫探頭達(dá)到溫度閾值，就會發(fā)出火災(zāi)報警信號；另外就是室內(nèi)有工作造成煙霧過多，光電感煙探頭達(dá)到閾值也會發(fā)出火災(zāi)報警信號。另外，當(dāng)真正發(fā)生電氣設(shè)備著火現(xiàn)象時，由于室內(nèi)燈光的照射，從視頻畫面上看現(xiàn)場并不一定有煙霧。所有這些都將影響運行人員的正確判斷，給設(shè)備安全運行和事故發(fā)生時的及時處理帶來一定困難。

4 解決方案

為了克服目前后臺機(jī)及視頻不能有效監(jiān)視現(xiàn)場，從而不能對現(xiàn)場設(shè)備是否發(fā)生發(fā)熱、爆炸、著火的情況進(jìn)行正確判斷的問題，我們對控制器的程序定義編碼進(jìn)一步細(xì)化、完善，增加一外部通風(fēng)設(shè)備的控制，對光電感煙探頭的閾值進(jìn)行數(shù)據(jù)化采集上報監(jiān)控后臺，對火災(zāi)報警信號的單一上報，細(xì)化到是溫度高煙霧報警并附帶溫度值還是煙霧濃度達(dá)到閾值報警并附帶煙霧濃度值，另外，對火災(zāi)報警探頭故障引起的火災(zāi)報警信號加以自動屏蔽，以減少火災(zāi)誤報的幾率，監(jiān)控人員也能根據(jù)細(xì)化的信號，準(zhǔn)確地與現(xiàn)場運維人員進(jìn)行溝通；在夏季結(jié)合溫度高報警信號，在溫度高報警的同時，火災(zāi)報警控制器能自動啟動該室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備，加以散熱，以減少運維人員的工作量，而運維和監(jiān)控人員也不會因為看到火災(zāi)報警信號而立即精神緊張，只須增加設(shè)備的測溫巡視；在同時報出溫度高和煙霧報警信號時，因為現(xiàn)場火災(zāi)控制器已啟動了通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)，運維人員知道有煙霧，可結(jié)合現(xiàn)場情況確定是否求助消防人員，如有必要查看現(xiàn)場情況應(yīng)及時穿上防毒服，減少對自身的傷害。

5 結(jié)語

電力火災(zāi)事故危害性很大，因此在工作中要堅決貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，通過改進(jìn)方案，確保變電站消防系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，并能正確報出火災(zāi)報警信號，防止和減少火災(zāi)危害，減少運維人員的維護(hù)工作量，保證電網(wǎng)的安全可靠運行。