劉冉

摘 要：眾所周知，變壓器是電力系統(tǒng)電力配送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障，在故障運(yùn)行時(shí)會(huì)引發(fā)變壓器起火事故，因此，電力部門應(yīng)完善電力變壓器的消防設(shè)計(jì)。變壓器的設(shè)備組成中絕緣油占了很大一部分比重，絕緣油在電力變壓器中的主要作用有兩個(gè)：一是使變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境絕緣，二是散熱。當(dāng)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，如：線圈短路，會(huì)使線圈內(nèi)部發(fā)熱嚴(yán)重，變壓器內(nèi)部溫度急劇上升，從而引起火災(zāi)或者爆炸的危險(xiǎn)事故，一旦變壓器出現(xiàn)問(wèn)題，將給整個(gè)電力系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于此，本文是對(duì)油浸電力變壓器排油注氮滅火裝置設(shè)計(jì)工作進(jìn)行研究和分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：油浸電力變壓器；消防設(shè)計(jì)；技術(shù)

引言：大型油浸式電力變壓器室水力高電壓等級(jí)變電站的核心設(shè)備，主要由鐵芯、油箱、油枕、散熱器、繞組高壓套管等組成，其內(nèi)部使用了大量易燃的固體絕緣材料和變壓器油。當(dāng)過(guò)負(fù)荷、操作過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓等外部因素或絕緣順壞老化、接觸不良、油質(zhì)老化等內(nèi)部因素出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致短路、電弧、閃絡(luò)、高溫等電氣故障現(xiàn)象發(fā)生，致使變壓器油分解，產(chǎn)生大量的H2、C2H2等可燃?xì)怏w。在高溫的作用下，急劇膨脹。變壓器箱內(nèi)的溫度和壓力在短時(shí)間內(nèi)劇增，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)溫度、壓力升高至極限時(shí)，可能導(dǎo)致變壓器將燃燒、爆炸，油箱內(nèi)部的燃油大面積涌出，火災(zāi)蔓延。

一、油浸電力變壓器發(fā)生火災(zāi)的原因與危險(xiǎn)性分析

1、事故原因

變壓器事故的誘發(fā)原因有很多，如果不能對(duì)變壓器的安全進(jìn)行有效的管理，一旦發(fā)生火災(zāi)將會(huì)對(duì)變壓器主機(jī)和整個(gè)電力系統(tǒng)造成不可彌補(bǔ)的損失。由于變壓器在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位，所以，電力企業(yè)一定要加強(qiáng)對(duì)變壓器器的安全管理，分析引發(fā)變壓器火災(zāi)的諸多原因，從源頭消滅火災(zāi)隱患。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，造成油浸電力變壓器火災(zāi)事故的主要原因有以下幾種：一是，變壓器內(nèi)部線圈絕緣層破損，使線路中的電流短路，從而引發(fā)線圈發(fā)熱或燃燒；二是，變壓器內(nèi)部線圈一些關(guān)鍵部位接觸不良使變壓器內(nèi)部出現(xiàn)電火花，在變壓器內(nèi)部引發(fā)爆炸事故；三是，變壓器油更換不及時(shí)，老化變質(zhì)的變壓器油引發(fā)變壓器火災(zāi)事故。

2、變壓器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

變壓器一旦發(fā)生故障，將會(huì)使整個(gè)電力系統(tǒng)的配送環(huán)節(jié)無(wú)法完成，使居民用電和工業(yè)都不同程度的受到一定的影響，因此，電力企業(yè)一定要重視電力輸送環(huán)節(jié)過(guò)程中的變壓器安全管理，避免因變壓器故障導(dǎo)致整個(gè)配送電系統(tǒng)的癱瘓。目前，我國(guó)的一些重要變電場(chǎng)所都會(huì)配置相關(guān)的變壓器管理人員，如果變壓器所在地因變壓器故障出現(xiàn)較大的火災(zāi)，很可能會(huì)威脅到電力工作人員的人身安全，并且給周邊環(huán)境造成一定的影響。

二、油浸電力變壓器幾種常用的消防設(shè)計(jì)技術(shù)

由于油浸電力變壓器發(fā)生火災(zāi)的危害性巨大，波及范圍廣，所以，我國(guó)強(qiáng)制要求電力企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的變壓器消防設(shè)計(jì)，做到防患于未然。目前，電力企業(yè)常用的電力變壓器消防設(shè)計(jì)有以下幾種：一是合成型泡沫噴霧消防系統(tǒng)，二是排油注氮消防系統(tǒng)，三是水霧滅火系統(tǒng)。由于以上幾種消防設(shè)計(jì)各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以，有些電力企業(yè)在進(jìn)行變壓器消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)采用以上設(shè)計(jì)中的一種或多種，以達(dá)到萬(wàn)無(wú)一失的目的。下文主要對(duì)上述幾種變壓器消防系統(tǒng)的工作原理和操作方式進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1、合成型泡沫噴霧消防系統(tǒng)

合成型泡沫滅火系統(tǒng)和常見(jiàn)的泡沫式滅火器的使用材料和滅火原理大致相同，合成型泡沫可以覆蓋在已經(jīng)燃燒的變壓器上，使燃燒物與空氣中的氧氣隔離喪失著火的條件。合成型泡沫具要高效的阻燃功能，并且對(duì)于變壓器內(nèi)部的變壓器油的著火有著很好的抑制效果，當(dāng)變壓器火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有大量的變壓器油流出時(shí)，合成型泡沫可以覆蓋在油上，并且在油的表面形成一層水膜，該水膜可以隔絕油和氧氣的接觸，達(dá)到阻燃的目的。由于變壓器火災(zāi)一般是由電流異常引起，因此，在進(jìn)行火災(zāi)消防之前要將所有的電流切斷，保證消防過(guò)程的安全和二次起火的可能性。變壓器火災(zāi)一旦引發(fā)會(huì)產(chǎn)生很大的火勢(shì)，高溫?zé)崂讼戮仍藛T很難靠近火源，因此，合成型泡沫要通過(guò)特制的高壓噴頭進(jìn)行滅火，這樣既可以保證整個(gè)救援過(guò)程中的安全性，又可以使火勢(shì)在高壓的沖擊下減小。由于油浸電力變壓器火災(zāi)具有突發(fā)性，所以，在泡沫消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中有以下幾種操作方式：一是自動(dòng)應(yīng)急泡沫滅火，二是手動(dòng)滅火，三是機(jī)械式滅火。自動(dòng)應(yīng)急滅火主要通過(guò)引入信息自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在變壓器安裝區(qū)域，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警器與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的連接來(lái)分析判斷變壓器情況，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行滅火裝置的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有人員的參與，屬于應(yīng)急型自動(dòng)滅火。當(dāng)主變壓器發(fā)生火災(zāi)時(shí)需要相關(guān)工作人員參與滅火，根據(jù)實(shí)際的火災(zāi)情況啟動(dòng)相關(guān)的滅火裝置。一旦火災(zāi)繼續(xù)擴(kuò)大，并且火災(zāi)已經(jīng)損壞了電氣自動(dòng)設(shè)備時(shí)，就需要工作人員進(jìn)行手動(dòng)機(jī)械打開(kāi)泡沫噴霧閥門，對(duì)變壓器火災(zāi)進(jìn)行有效的控制。

2、排油注氮消防系統(tǒng)

氮?dú)饩哂欣鋮s和絕緣的功能，排油注氮消防系統(tǒng)就是應(yīng)用了氮?dú)獾倪@一功能。由于變壓器內(nèi)部周圍有變壓器油，這些油的存在是導(dǎo)致變壓器火災(zāi)變大的主要原因，因此，當(dāng)變壓器出現(xiàn)著火現(xiàn)象時(shí)，首先排除一定量變壓器油，然后將一定量的氮?dú)庾⑷氲皆儔浩饔痛嬖诘目臻g中，使現(xiàn)有的變壓器油與氮?dú)獬浞只旌?，降低變壓器油的溫度和變壓器的整體溫度，從源頭上解決變壓器的著火隱患。排油注氮消防系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要在變壓上安裝溫度傳感器來(lái)探知變壓器溫度的變化，一旦變壓器出現(xiàn)溫度較高的情況時(shí)，立即啟動(dòng)該消防系統(tǒng)。首先要切斷與變壓器連接的所有電流電路，使變壓器處于完全斷開(kāi)的狀態(tài)，然后通過(guò)自動(dòng)化的控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)排油注氮的整個(gè)過(guò)程，防止變壓器二次燃燒。該變壓器器消防設(shè)計(jì)主要是以預(yù)防變壓器火災(zāi)為主，將變壓器火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，并且該方法對(duì)變壓器進(jìn)行滅火以后通過(guò)一定的維修還可使變壓器再次投入使用。由于排油注氮設(shè)計(jì)系統(tǒng)屬于預(yù)防性設(shè)計(jì)，因此，很多電力企業(yè)在進(jìn)行其他消防設(shè)計(jì)的同時(shí)也進(jìn)行了該消防設(shè)計(jì)，多種設(shè)計(jì)方法并用，最大限度的對(duì)變壓器火災(zāi)進(jìn)行控制。

3、水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧滅火系統(tǒng)相對(duì)以上兩種滅火方式較為傳統(tǒng)，是一種出現(xiàn)較早的變壓器滅火系統(tǒng)。與其他大型火災(zāi)的水槍滅火方法類似，通過(guò)高壓水槍產(chǎn)生大量的高壓水霧來(lái)控制變壓器火災(zāi)火勢(shì)，進(jìn)而達(dá)到消滅火災(zāi)的目的。大量小顆粒的水霧可以通過(guò)蒸發(fā)吸熱的物理原理帶走火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的大量熱能，降低現(xiàn)場(chǎng)溫度，控制火情。水噴霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)造價(jià)相對(duì)較高，并且日程的維護(hù)資金需求較大，由于水噴霧滅火系統(tǒng)的整體自動(dòng)化程度不高，需要設(shè)置專門的消防水池和消防管路，因此，該設(shè)計(jì)方法并不如以上兩種方法便于使用。水噴霧滅火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中也分為自動(dòng)滅火部分和手動(dòng)滅火部分，當(dāng)位于變壓器內(nèi)部的火災(zāi)報(bào)警器報(bào)警時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)啟動(dòng)消防系統(tǒng)，但是水霧滅火系統(tǒng)的自動(dòng)化控制相對(duì)比較復(fù)雜，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)控制很多的水閥，并且在進(jìn)行自動(dòng)化控制過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水閥不受控制的情況，因此，水噴霧滅火系統(tǒng)主要還是需要通過(guò)人來(lái)控制，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)需要投入大量的人力物力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，油浸電力變壓器的消防設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分重要，電力企業(yè)應(yīng)加大重視力度。本文主要闡述了幾種常見(jiàn)的變壓器消防設(shè)計(jì)技術(shù)，希望可以給電力企業(yè)管理者提供一些參考。

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