基于220kV地下變電站消防技術優化研究

謝丹 姜海英 付光來 劉博 郭笑晨

摘 要：本文分析了220kV地下變電站的火災危險性，并根據相關要求規范對220kV地下變電站的消防技術進行探究，主要介紹了水消防系統、煙烙盡全淹沒氣體滅火以及消防排水系統等，并對220kV地下變電站消防系統的設計方法以及優化策略提出建議。

關鍵詞：技術優化;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展趨勢。目前我國220kV地下變電站的數量較少，并且缺乏相應的消防規范。但隨著電力系統的快速發展，地下變電站的防火問題越來越受到人們的重視。本文針對上海220kV濟南地下變電站消防設計實例，對220kV地下變電站消防措施進行探究，希望對220kV地下變電站消防技術的優化有所幫助。

1 220kV地下變電站存在的危險

（1）變壓器。在電力生產和電力分配過程中，都離開變壓器，變壓器是電力系統中的重要設備之一。目前使用的變壓器普遍為油浸式變壓器，其主要構造包括：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，它是一種碳氫化合物，其閃點在一百三十攝氏度上下，是一種可燃性液體。由于變壓器的這種構造特點，在其發生故障時，很容易產生變壓器油受熱氣化的狀況，變壓器油的氣化會導致變壓器內的壓力升高，一旦繼電保護裝置不能發揮作用，可燃氣體會連同變壓器絕緣油和火苗一同噴出[1]。這種狀況很容易導致變壓器因承受的壓力過大而產生破裂，甚至是導致變壓器發生爆炸，從而引起火災。

（2）電纜。目前的電纜的保護層和護套所采用的材料都是可燃的，這也是引發火災的原因之一。一旦電纜發生火災，要比普通火災更具危險性，電纜發生火災由于其火勢蔓延的速度非常快，其火勢十分兇猛，會對救援工作帶來非常大的困難，很容易導致出現二次危害。

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

（4）造成大面積停電。地下變電站一旦發生火災，相關電氣設備會受到影響，無法正常運行，從而影響正常的電力供應。一旦地下變電站的主控設備受到損壞，會導致大面積的停電，由于其維修工作比較復雜，會使恢復供電時間變長，這會給國家和社會造成巨大的經濟損失。

2 消防設計具體方案

（1）水消防系統。將市政給水管網引入兩路進水，以此來作為消防給水的水源。應設置室外的消火栓，并且在室外應設置消防蓄水池。與此同時，還應將室外消防環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設置水噴霧以及預作用水噴淋加壓系統[2]。將室外消防環網作為室內消火栓系統的水源供給處，將室外消防蓄水池作為水噴霧系統的水源供給處。

（2）煙烙盡氣體滅火系統。在地下變電站增設煙烙盡全淹沒氣體滅火系統，這樣可以使地下變電站在110kV 就地繼保室和繼電室兩個防護區的基礎上增加了保護措施。一旦地下變電站發生火災，首先采用氣體滅火系統進行滅火，如果氣體滅火系統能完成滅火任務，則不再需要啟動水噴淋系統，這樣可以有效避免水噴淋系統對電氣設備的損害。如果氣體滅火系統出現故障或者是氣體滅火系統沒能完成火災撲滅任務，則需要啟動水噴淋系統進行滅火，這樣可以確?；馂谋粨錅纾档突馂牡膿p失。

（3）消防排水系統。在地下變電站的地下三層處設置消防排水集水池。消防排水集水池的作用是匯集室內消防排水，主要包括室內消火栓的消防排水、水噴霧以及預作用水噴淋系統的消防排水等。在消防排水集水池中應設置水位自動控制裝置和潛水泵，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行油水分離，分離出來的廢油應運到站外由相關專業部門進行處理，分離出來的清水可以排入站區內的雨水管中。

3 消防技術優化

以220 kV濟南地下變電站為例，在220kV濟南變電站內，設置有室內消火栓、水噴霧等多套消防系統，在這些消防系統中，水噴霧系統的用水量最多，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，由于水噴霧系統的雨淋閥也比較大，這使得水噴霧系統需要占據較大的面積。這些對于減少220kV地下變電站用地面積以及降低220kV地下變電站造價十分不利。隨著科技的進步，細水霧滅火系統逐漸進入了人們的視野，在日本以及歐美等國得到了廣泛的應用，這對我國220kV地下變電站消防技術的優化提供了一定幫助，目前，在我國部分地下變電站中也有所應用。細水霧滅火系統的滅火原理主要包括阻隔輻射熱、高效吸熱以及窒息等。細水霧滅火系統可以對滅火對象進行滅火、控溫、降塵等多種保護，相較于水噴霧系統，細水霧滅火系統具有較強的優越性，可以降低消防水池的占地面積，減少大功率水泵對地下變電站的沖擊，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報警與滅火系統技術規程》[3]的頒布實施，為220kV地下變電站內細水霧滅火系統的應用提供了規范支持，促進了220kV地下變電站消防技術的發展。

參考文獻：

[1]高曉華，朱亞平.220kV地下變電站消防技術優化研究[J].華東電力，2011，39（08）：1324-1326.

[2]王怡風，王斌，鄭培鋼，陳寶運.地下變電站消防策略技術研究[J].華東電力，2008，36（11）：74-77.

[3]徐鵬，魏本剛，徐立，辛亮，劉闖，周谷亮，羅莎，謝林，鄒彬.城市地下變電站輔助系統可靠性分析及優化研究[J].華東電力，2014，42（03）：581-585.