馬志宏 張玉

摘要：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，各行各業(yè)對(duì)電力資源的需求量持續(xù)增加。同時(shí)，特高壓變電站建設(shè)速度加快，為電力資源傳輸提供支持。特高壓變電站具有特殊性，一旦發(fā)生火災(zāi)事故將會(huì)造成不可挽回的損失。因此，消防工作是運(yùn)行維護(hù)的重要一環(huán)。本文就特高壓變電站消防重點(diǎn)與規(guī)范問(wèn)題及改進(jìn)措施展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：特高壓變電站；消防重點(diǎn)；規(guī)范問(wèn)題；改進(jìn)措施

不同于一般工程，特高壓變電站由國(guó)家建設(shè)，其容量非常大，而且傳送能力比較強(qiáng)，是電網(wǎng)的重要組成部分。由于特高壓變電站的重要性，其對(duì)消防設(shè)計(jì)也提出了更高要求。為了進(jìn)一步提升消防水平，需要根據(jù)特高壓變電站運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)進(jìn)行消防設(shè)計(jì)，從而保證變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、特高壓變電站消防特點(diǎn)分析

特高壓變電站建筑區(qū)是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。一般情況下，人員活動(dòng)比較少，建筑物規(guī)模較小，建筑物、消防給水與滅火設(shè)施等和常規(guī)變電站消防設(shè)計(jì)基本相同，因此火災(zāi)危險(xiǎn)性類別不高。然而，特高壓變電站的特殊性在于變壓器儲(chǔ)油量大，一旦發(fā)生火災(zāi)后果將非常嚴(yán)重。通過(guò)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，一起500千伏變電站變壓器火災(zāi)事故，滅火時(shí)間比較長(zhǎng)。特高壓變電站主變壓器儲(chǔ)油量大，所以發(fā)生火災(zāi)后會(huì)持續(xù)燃燒數(shù)十小時(shí)，這不僅會(huì)燒毀相關(guān)設(shè)備，而且對(duì)周圍設(shè)備環(huán)境造成較大威脅。結(jié)合以往特高壓變電站變壓器事故特點(diǎn)來(lái)看，其破壞性非常大，因此為了能夠應(yīng)對(duì)變壓器火災(zāi)事故，必須做好消防設(shè)計(jì)工作。

二、特高壓變電站消防設(shè)計(jì)重點(diǎn)

（一）針對(duì)變壓器儲(chǔ)油量大的預(yù)防措施

1.特高壓變壓器發(fā)生事故后緊急排油

特高壓變電站變壓器發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于變壓器儲(chǔ)油量大，會(huì)出現(xiàn)一直燃燒的情況。為了盡可能縮短燃燒時(shí)間，采用對(duì)變壓器排油的方法，減少燃燒原料，使火災(zāi)得到有效控制。一旦發(fā)生變壓器發(fā)生火災(zāi)事故，應(yīng)該采用人為主動(dòng)排油的措施，快速啟動(dòng)排油泵，將變壓器中的油排到儲(chǔ)油室中，變壓器燃燒時(shí)會(huì)因缺乏燃料，減少燃燒時(shí)間。針對(duì)特高壓變電站變壓器火災(zāi)事故后排油，某一企業(yè)開(kāi)展了相關(guān)試驗(yàn)，并在過(guò)程中詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)信息。試驗(yàn)結(jié)果顯示，通過(guò)快速排油，使火災(zāi)燃燒時(shí)間大大縮短，避免事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。[1]

2.優(yōu)化消防控制

針對(duì)特高壓變電站變壓器火災(zāi)，要第一時(shí)間啟動(dòng)固定滅火系統(tǒng)，并采取滅火措施，從而將危害性降到最低。特別是在火災(zāi)剛開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，這一時(shí)期滅火非常關(guān)鍵，控制得當(dāng)將避免火災(zāi)范圍擴(kuò)大。為了確保達(dá)到良好滅火效果，可以采用多種措施。第一，裝設(shè)火焰探測(cè)器，當(dāng)設(shè)備探測(cè)到有火焰時(shí)會(huì)及時(shí)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，保證滅火的時(shí)效性。第二，對(duì)變壓器所處環(huán)境進(jìn)行分析，并對(duì)火焰探測(cè)器進(jìn)行合理布置，確保具有合理性，可以實(shí)現(xiàn)多角度、全方位監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)監(jiān)測(cè)漏洞，這有助于提升滅火的準(zhǔn)確性。同時(shí)，要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝置方案不斷優(yōu)化，確?；鹧嫣綔y(cè)器發(fā)揮出有效作用，保證變壓器安全。[2]

3.提升固定滅火系統(tǒng)

現(xiàn)階段，為了應(yīng)對(duì)變壓器火災(zāi)，絕大多數(shù)變電站內(nèi)部都配備了各類滅火系統(tǒng)，常見(jiàn)為水噴霧以及泡沫。在對(duì)特高壓變電站變壓器進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)，執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是220千伏變壓器標(biāo)準(zhǔn)，這與特高壓變電站實(shí)際情況不相符合。對(duì)《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》研究，其中提到了水噴霧滅火系統(tǒng)對(duì)變壓器滅火模擬試驗(yàn)，分析變壓器模型，無(wú)論是尺寸還是油量都與特高壓變壓器存在明顯差距。為了了解特高壓變電站變壓器情況，需對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行分析，并獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。另外，儲(chǔ)油柜和散熱器對(duì)試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生一定影響，這點(diǎn)一般容易被忽視，需要特別注意。試驗(yàn)與實(shí)際火災(zāi)情況還有所差異，因此需要深入研究，保證試驗(yàn)的可行性。

（二）避免變壓器發(fā)生火災(zāi)后對(duì)其他設(shè)備造成破壞

開(kāi)展特高壓變壓器消防設(shè)計(jì)主要目的不單是降低對(duì)設(shè)備本身的損壞，更要防止事故范圍擴(kuò)大，對(duì)周邊設(shè)備和建筑物產(chǎn)生影響，因此變電站要將阻止火勢(shì)蔓延作為消防重點(diǎn)。特高壓變電站變壓器所處位置要與周邊建筑、設(shè)備等保持足夠遠(yuǎn)的距離，利用防火墻將每相變壓器隔離，防火墻上方設(shè)有鋼構(gòu)架。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，因鋼材料的材質(zhì)特性，導(dǎo)致構(gòu)件快速升溫，這對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。通常情況下，缺乏防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)耐火時(shí)間較短，在火災(zāi)中容易遭受破壞。某電廠進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，鋼構(gòu)架距離火焰中心較近時(shí)，由于溫度升高導(dǎo)致構(gòu)件支撐力下降，發(fā)生連續(xù)倒塌情況。構(gòu)件倒塌產(chǎn)生的破壞會(huì)影響到防火墻及相鄰變壓器、相關(guān)設(shè)備，使火災(zāi)事故范圍變得更大。從現(xiàn)有規(guī)范來(lái)看，其中有關(guān)構(gòu)筑物的防火設(shè)計(jì)缺乏規(guī)定，沒(méi)有采取相應(yīng)防火措施。結(jié)合火災(zāi)事故經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鋼構(gòu)架防火處理得當(dāng)，將在事故中發(fā)揮出有效作用。因此，為了有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)事故，要不斷提升鋼構(gòu)架防火涂層的質(zhì)量和工藝。[3]

（三）駐站消防隊(duì)

在我國(guó)，特高壓變電站一般位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，距離城市消防隊(duì)比較遠(yuǎn)。一旦發(fā)生了火災(zāi)事故，由于距離的原因，消防隊(duì)很難及時(shí)到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展滅火救援工作。在這期間，如果火勢(shì)得不到控制，將會(huì)對(duì)周邊設(shè)備和建筑物造成危害?！端畤婌F滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出水噴霧持續(xù)噴霧時(shí)間要超過(guò)24分鐘，《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出泡沫噴霧持續(xù)時(shí)間要超過(guò)15分鐘?？偟膩?lái)看，消防設(shè)計(jì)持續(xù)時(shí)間以規(guī)范要求的最小值為準(zhǔn)。如果消防隊(duì)到達(dá)滅火救援現(xiàn)場(chǎng)超過(guò)了這個(gè)時(shí)間，噴霧系統(tǒng)用水量耗盡，火勢(shì)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，事故也會(huì)變得更加嚴(yán)重。[4]因此，為提升特高壓變電站消防能力，駐站消防是解決這一問(wèn)題的有效途徑。在特高壓變電站中配置專業(yè)消防隊(duì)伍，發(fā)揮消防隊(duì)的作用，可以及時(shí)應(yīng)對(duì)發(fā)生的火災(zāi)，并消除火災(zāi)影響。特高壓變電站要加強(qiáng)駐站消防隊(duì)力量建設(shè)，不僅要提升消防隊(duì)員專業(yè)性，還要配備完善的基礎(chǔ)設(shè)施，滿足消防需求，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)進(jìn)行處置。

三、特高壓變電站消防設(shè)計(jì)規(guī)范問(wèn)題及提升措施探討

（一）特高壓變壓器事故后緊急排油

當(dāng)變壓器發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)時(shí)，為了有效控制火勢(shì)，以往會(huì)采用排油處理的方式。為了盡快將油排出，應(yīng)有效運(yùn)用排油注氮滅火系統(tǒng)，并對(duì)事故緊急排油措施進(jìn)行設(shè)置。

（二）固定滅火系統(tǒng)消防控制優(yōu)化

現(xiàn)階段，雙纜感溫模式在特高壓變電站中實(shí)現(xiàn)了普遍應(yīng)用，聯(lián)動(dòng)控制方式主要依據(jù)常規(guī)變電站，即兩類探測(cè)器在同一階段響起警報(bào)，同時(shí)各個(gè)斷路器出現(xiàn)跳閘時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)即刻啟動(dòng)。實(shí)際啟動(dòng)過(guò)程中，可以通過(guò)加裝火焰探測(cè)器，這種方法的優(yōu)勢(shì)在于提升了變壓器火災(zāi)探測(cè)器類型搭配的合理性。將探測(cè)器布設(shè)在合理位置上，全面監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)于提升滅火系統(tǒng)的運(yùn)行水平有很大幫助，從而減少火災(zāi)影響范圍。在使用了火焰探測(cè)器以后，變壓器聯(lián)動(dòng)控制啟動(dòng)條件就會(huì)出現(xiàn)明顯變化，系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中必須實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)條件，一個(gè)是探測(cè)器本身的動(dòng)作信號(hào)，另一個(gè)是斷路器在跳閘時(shí)自身的位置信號(hào)。[5]

（三）提升固定滅火系統(tǒng)

1.合理選擇固定滅火系統(tǒng)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50229-2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)泡沫噴霧系統(tǒng)做出明確規(guī)定，可以得知每一個(gè)變電站自身的容量為125MVA，也確定了變壓器滅火系統(tǒng)，促使系統(tǒng)能夠得到正常使用。相較于水噴霧滅火系統(tǒng)，泡沫噴霧滅火系統(tǒng)操作非常簡(jiǎn)單。但結(jié)合目前情況來(lái)看，尚無(wú)成功撲滅大型帶油設(shè)備火災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)，特高壓變電站變壓器具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，泡沫噴霧系統(tǒng)應(yīng)用面臨諸多問(wèn)題，泡沫噴霧系統(tǒng)能否運(yùn)用于特高壓變電站變壓器消防還需要進(jìn)一步研究。水噴霧滅火系統(tǒng)當(dāng)前已逐漸成熟，且運(yùn)行成本較低，特高壓變電器的整體結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，內(nèi)部管路偏多，在水源條件充足情況下，固定滅火系統(tǒng)可以優(yōu)先考慮水噴霧滅火系統(tǒng)。[6]

2.優(yōu)化水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從當(dāng)前情況來(lái)看，水噴霧滅火系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中，通常很難有效凸顯特高壓變壓器的基本特色，查閱相關(guān)資料可知，世界不同國(guó)家對(duì)水噴霧滅火系統(tǒng)的供給強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)不同。對(duì)于特高壓變壓器而言，由于儲(chǔ)油量相對(duì)較大，固定滅火系統(tǒng)自身的供給強(qiáng)度會(huì)隨之得到加強(qiáng)。關(guān)于水噴霧滅火系統(tǒng)噴霧持續(xù)時(shí)間，我國(guó)規(guī)定的是24分鐘，但是只注重滅火時(shí)間，未能將沒(méi)有成功滅火的情況考慮進(jìn)來(lái)。相較而言，美國(guó)、日本等國(guó)家的水噴霧滅火系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間都比較長(zhǎng)，約為90到120分鐘。因此，我國(guó)應(yīng)借鑒其他國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，將滅火失效后的措施考慮進(jìn)來(lái)。同時(shí)，要考慮駐站消防隊(duì)在發(fā)生火災(zāi)事故后的反應(yīng)時(shí)間，從而確定固定滅火系統(tǒng)持續(xù)供給時(shí)間，保證對(duì)火災(zāi)事故可以有效控制，避免火勢(shì)蔓延。[7]

（四）避免火災(zāi)事故擴(kuò)大的防范措施

1.防火墻設(shè)計(jì)提升措施

GB50229-2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中指出：防火墻高度要高于變壓器儲(chǔ)油柜，長(zhǎng)度也有相關(guān)規(guī)定。美國(guó)NFPA消防規(guī)范中油量在某一標(biāo)準(zhǔn)或者以上時(shí)，防火墻要高于變壓器外殼和儲(chǔ)油柜。關(guān)于套管爆炸對(duì)防火墻的沖擊也要考慮到，我國(guó)防火墻設(shè)計(jì)主要運(yùn)用框架填充墻結(jié)構(gòu)，為了避免爆炸損壞到防火墻，可以采用防火墻表面加鋼絲網(wǎng)粉刷層的方式或者采用混凝土框架澆筑+砌塊結(jié)構(gòu)，增加防火墻墻體強(qiáng)度。

2.提高管理人員綜合素質(zhì)

特高壓變電站火災(zāi)事故擴(kuò)大和人為因素有著一定關(guān)系，因此應(yīng)提高管理人員的專業(yè)水平，并做好管理工作。管理人員應(yīng)做到防患于未然，增強(qiáng)預(yù)防意識(shí)，避免火災(zāi)事故發(fā)生。對(duì)于特高壓變電站發(fā)生事故，管理人員要在第一時(shí)間內(nèi)采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)火勢(shì)的控制，防止火災(zāi)事故擴(kuò)大，將經(jīng)濟(jì)損失降到最低。因此，特高壓變電站應(yīng)建立起一支專業(yè)管理隊(duì)伍，發(fā)揮出人員主觀能動(dòng)性，對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行有效控制，并在最短時(shí)間內(nèi)消除。

3.鋼架構(gòu)防火措施

現(xiàn)階段，為了提升土地資源利用率，變壓器主變構(gòu)架會(huì)設(shè)置在主防火墻上，雖然可以起到節(jié)約用地的作用，但是應(yīng)考慮到發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)對(duì)構(gòu)架的影響。根據(jù)相關(guān)要求，在確定鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施及構(gòu)造時(shí)，需要對(duì)各方面進(jìn)行考慮，保證達(dá)到安全可靠的標(biāo)準(zhǔn)?；馂?zāi)事故會(huì)影響到鋼構(gòu)架，所以應(yīng)采取消防措施，構(gòu)架應(yīng)與變壓器保持一定距離，確保達(dá)到防火要求，構(gòu)架應(yīng)采用耐火性能較高的材料。因此，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)防火措施，需要對(duì)火災(zāi)事故特點(diǎn)進(jìn)行分析，并采用多種消防措施，這樣防火效果才會(huì)達(dá)到最好，從而起到保護(hù)構(gòu)架的作用。

（五）基于周邊消防救援能力采取的措施

為了消除特高壓變電站火災(zāi)事故，需要消耗大量水資源，此時(shí)消防車需要站外取水，這對(duì)救援會(huì)產(chǎn)生不利影響。考慮到這一點(diǎn)，特高壓變電站應(yīng)建立消防水池，并保證消防水池有足夠的水量，確保滿足消防救援需求。另外，應(yīng)提升特高壓變電站的消防救援能力，加強(qiáng)消防隊(duì)伍建設(shè)，配備完善消防設(shè)施等，從而為應(yīng)對(duì)火災(zāi)事故做好充足準(zhǔn)備。特高壓變電站應(yīng)考慮到消防救援不足的地方，通過(guò)完善來(lái)提升消防救援水平，有效應(yīng)對(duì)發(fā)生的火災(zāi)事故。

四、特高壓變電站消防設(shè)計(jì)提升措施

關(guān)于特高壓變電站消防設(shè)計(jì)提升措施，包括以下幾個(gè)方面。第一，增加變壓器火災(zāi)事故后緊急排油措施；第二，在固定滅火系統(tǒng)中增加火災(zāi)探測(cè)器；第三，固定滅火系統(tǒng)開(kāi)展試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析。當(dāng)水資源較為充足時(shí)，建議采用水噴霧滅火系統(tǒng)，適當(dāng)提升水噴霧強(qiáng)度，噴霧時(shí)間也要延長(zhǎng)；第四，對(duì)變壓器間防火墻上的鋼架構(gòu)采用防火處理措施，避免對(duì)架構(gòu)的影響；第五，適當(dāng)增加防火墻高度，考慮變壓器爆炸對(duì)防火墻的影響，并采取有效措施應(yīng)對(duì)；第六，為變電站配置專職消防隊(duì)伍。[8]

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文就特高壓變電站消防重點(diǎn)與規(guī)范問(wèn)題及改進(jìn)措施進(jìn)行研究，對(duì)特高壓變電站特點(diǎn)進(jìn)行分析，明確目前消防設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)措施，從而確?？梢杂行?yīng)對(duì)火災(zāi)事故。安全是特高壓變電站運(yùn)行的重要保障，應(yīng)不斷提升消防設(shè)計(jì)水平，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)可以進(jìn)行有效應(yīng)對(duì)。

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