基于220kV地下變電站消防技術(shù)優(yōu)化研究

謝丹 姜海英 付光來 劉博 郭笑晨

摘 要：本文分析了220kV地下變電站的火災(zāi)危險(xiǎn)性，并根據(jù)相關(guān)要求規(guī)范對(duì)220kV地下變電站的消防技術(shù)進(jìn)行探究，主要介紹了水消防系統(tǒng)、煙烙盡全淹沒氣體滅火以及消防排水系統(tǒng)等，并對(duì)220kV地下變電站消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法以及優(yōu)化策略提出建議。

關(guān)鍵詞：技術(shù)優(yōu)化;地下變電站;消防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.174

在我國的大城市中，土地資源比較緊張，為減少占地面積，建立地下變電站是我國目前變電站的主要發(fā)展趨勢。目前我國220kV地下變電站的數(shù)量較少，并且缺乏相應(yīng)的消防規(guī)范。但隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，地下變電站的防火問題越來越受到人們的重視。本文針對(duì)上海220kV濟(jì)南地下變電站消防設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)220kV地下變電站消防措施進(jìn)行探究，希望對(duì)220kV地下變電站消防技術(shù)的優(yōu)化有所幫助。

1 220kV地下變電站存在的危險(xiǎn)

（1）變壓器。在電力生產(chǎn)和電力分配過程中，都離開變壓器，變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。目前使用的變壓器普遍為油浸式變壓器，其主要構(gòu)造包括：油箱、散熱器、鐵芯、壓力釋放閥以及油枕等，在油浸式變壓器中貯存著較多的變壓器油，這種變壓器油也被稱作絕緣油，它是一種碳?xì)浠衔铮溟W點(diǎn)在一百三十?dāng)z氏度上下，是一種可燃性液體。由于變壓器的這種構(gòu)造特點(diǎn)，在其發(fā)生故障時(shí)，很容易產(chǎn)生變壓器油受熱氣化的狀況，變壓器油的氣化會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)的壓力升高，一旦繼電保護(hù)裝置不能發(fā)揮作用，可燃?xì)怏w會(huì)連同變壓器絕緣油和火苗一同噴出[1]。這種狀況很容易導(dǎo)致變壓器因承受的壓力過大而產(chǎn)生破裂，甚至是導(dǎo)致變壓器發(fā)生爆炸，從而引起火災(zāi)。

（2）電纜。目前的電纜的保護(hù)層和護(hù)套所采用的材料都是可燃的，這也是引發(fā)火災(zāi)的原因之一。一旦電纜發(fā)生火災(zāi)，要比普通火災(zāi)更具危險(xiǎn)性，電纜發(fā)生火災(zāi)由于其火勢蔓延的速度非常快，其火勢十分兇猛，會(huì)對(duì)救援工作帶來非常大的困難，很容易導(dǎo)致出現(xiàn)二次危害。

（3）滅火難度大。由于220kV地下變電站的相關(guān)設(shè)備都分布在地下，一旦發(fā)生火災(zāi)，對(duì)于滅火救援工作而言，要比地上困難許多。地下變電站一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易產(chǎn)生大量的有毒氣體，這些有毒氣體會(huì)長時(shí)間被困在地下，很難分散，這不僅妨礙了火災(zāi)撲救工作的開展，而且會(huì)嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，導(dǎo)致滅火難度增大，增加了救援工作的難度，并且非常容易造成相關(guān)人員的傷亡。除此之外，在地下變電站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一些電氣設(shè)備會(huì)處于帶電的狀態(tài)，這也為火災(zāi)撲救工作帶來了巨大的困難，在火災(zāi)撲救過程中稍有不慎，就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)人員發(fā)生觸電而產(chǎn)生事故，造成人員傷亡。

（4）造成大面積停電。地下變電站一旦發(fā)生火災(zāi)，相關(guān)電氣設(shè)備會(huì)受到影響，無法正常運(yùn)行，從而影響正常的電力供應(yīng)。一旦地下變電站的主控設(shè)備受到損壞，會(huì)導(dǎo)致大面積的停電，由于其維修工作比較復(fù)雜，會(huì)使恢復(fù)供電時(shí)間變長，這會(huì)給國家和社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 消防設(shè)計(jì)具體方案

（1）水消防系統(tǒng)。將市政給水管網(wǎng)引入兩路進(jìn)水，以此來作為消防給水的水源。應(yīng)設(shè)置室外的消火栓，并且在室外應(yīng)設(shè)置消防蓄水池。與此同時(shí)，還應(yīng)將室外消防環(huán)管布置在地下變電站的四周。在地下變電站的地下一層處設(shè)置煙烙盡氣體鋼瓶室和消防水泵房。另外，在消防水泵房中還應(yīng)設(shè)置水噴霧以及預(yù)作用水噴淋加壓系統(tǒng)[2]。將室外消防環(huán)網(wǎng)作為室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的水源供給處，將室外消防蓄水池作為水噴霧系統(tǒng)的水源供給處。

（2）煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)。在地下變電站增設(shè)煙烙盡全淹沒氣體滅火系統(tǒng)，這樣可以使地下變電站在110kV 就地繼保室和繼電室兩個(gè)防護(hù)區(qū)的基礎(chǔ)上增加了保護(hù)措施。一旦地下變電站發(fā)生火災(zāi)，首先采用氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火，如果氣體滅火系統(tǒng)能完成滅火任務(wù)，則不再需要啟動(dòng)水噴淋系統(tǒng)，這樣可以有效避免水噴淋系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備的損害。如果氣體滅火系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者是氣體滅火系統(tǒng)沒能完成火災(zāi)撲滅任務(wù)，則需要啟動(dòng)水噴淋系統(tǒng)進(jìn)行滅火，這樣可以確保火災(zāi)被撲滅，降低火災(zāi)的損失。

（3）消防排水系統(tǒng)。在地下變電站的地下三層處設(shè)置消防排水集水池。消防排水集水池的作用是匯集室內(nèi)消防排水，主要包括室內(nèi)消火栓的消防排水、水噴霧以及預(yù)作用水噴淋系統(tǒng)的消防排水等。在消防排水集水池中應(yīng)設(shè)置水位自動(dòng)控制裝置和潛水泵，潛水泵的作用是將水排到含油廢水窨井中，并使其與地面散熱器中的含油廢水一同排放到室外事故油池之中，事故油池可以將其進(jìn)行油水分離，分離出來的廢油應(yīng)運(yùn)到站外由相關(guān)專業(yè)部門進(jìn)行處理，分離出來的清水可以排入站區(qū)內(nèi)的雨水管中。

3 消防技術(shù)優(yōu)化

以220 kV濟(jì)南地下變電站為例，在220kV濟(jì)南變電站內(nèi)，設(shè)置有室內(nèi)消火栓、水噴霧等多套消防系統(tǒng)，在這些消防系統(tǒng)中，水噴霧系統(tǒng)的用水量最多，這就需要為其提供水源的室外消防水池的面積也很大，另外，由于水噴霧系統(tǒng)的雨淋閥也比較大，這使得水噴霧系統(tǒng)需要占據(jù)較大的面積。這些對(duì)于減少220kV地下變電站用地面積以及降低220kV地下變電站造價(jià)十分不利。隨著科技的進(jìn)步，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)逐漸進(jìn)入了人們的視野，在日本以及歐美等國得到了廣泛的應(yīng)用，這對(duì)我國220kV地下變電站消防技術(shù)的優(yōu)化提供了一定幫助，目前，在我國部分地下變電站中也有所應(yīng)用。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火原理主要包括阻隔輻射熱、高效吸熱以及窒息等。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可以對(duì)滅火對(duì)象進(jìn)行滅火、控溫、降塵等多種保護(hù)，相較于水噴霧系統(tǒng)，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，可以降低消防水池的占地面積，減少大功率水泵對(duì)地下變電站的沖擊，并且解決了地下變電站的消防排水問題。隨著《油浸式電力變壓器火災(zāi)報(bào)警與滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》[3]的頒布實(shí)施，為220kV地下變電站內(nèi)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用提供了規(guī)范支持，促進(jìn)了220kV地下變電站消防技術(shù)的發(fā)展。

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