淺談主變水噴霧滅火系統防誤動技術

倫洪標

（廣東電網公司東莞供電局，廣東 東莞523008)

2014 年4 月，某變電站監控機發出“#3 號主變B 相火災”告警信號，經運行人員詳細排查，發現起因為#3號主變B相的戶外感溫電纜終端箱（如圖1 所示）因密封較差而入水，兩路感溫電纜受潮短路，導致雨淋閥組中的電磁閥誤動作。

圖1 感溫電纜終端箱位置及內部圖

2016 年1 月，運行人員對#3 主變A 相進行雨淋閥試驗，但#5主變B相雨淋閥同時動作，經檢查發現#5主變B相雨淋閥壓力控制腔相關控制管道中的止回閥被異物堵塞。當消防水泵啟動時，壓力控制腔內壓力因止回閥堵塞而不能跟隨上腔一起升高，導致鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，上腔的水壓力把閥瓣頂開，出現雨淋閥誤動。

圖2 止回閥堵塞情況圖

由上述案例可見，水噴霧滅火系統會因為線路受潮短路、部件堵塞等原因，出現誤動作的情況。根據《水噴霧滅火系統技術規范》要求“變壓器絕緣子升高座孔口設置水霧噴頭”。因此當水噴霧滅火系統誤噴時，水霧將噴灑至帶電的套管及引線處，極易引起主變壓器短路跳閘。

為防止出現上述情況，本文將結合上述案例和水噴霧滅火系統的組成原理，提出改進方案，降低系統的誤動率，保證變壓器的穩定運行。

1 水噴霧滅火系統與雨淋閥的組成

水噴霧滅火系統主要由兩組感溫電纜、火災探測報警系統、消防水池、壓力泵、消防管道、雨淋閥組、噴頭等部件組成的裝置。

雨淋閥組是由雨淋閥、電磁閥、壓力開關、水力警鈴、壓力表以及配套的通用閥門組成的裝置。

雨淋閥是指通過電動、機械或其他方法進行開啟，使水能夠自動單方向流入噴水系統同時進行報警的一種控制閥。

雨淋閥的閥腔分為上腔、下腔和壓力控制腔3部分。壓力控制腔通過控制管道與水泵側供水管道連通。供水管道中的壓力水推動驅動桿頂緊閥瓣鎖定桿，鎖定桿產生力矩，把閥瓣鎖定在閥座上，閥瓣使下腔的水不能進入上腔（如圖3所示）。

當主變發生火災時，相互纏繞的兩組感溫電纜的絕緣皮被融化，感溫電纜內銅線短接，火災探測報警系統得到火警信號，雨淋閥組中過的電磁閥得電啟動，控制管道中水被快速排出，壓力控制腔泄壓，其作用在閥瓣鎖定桿上的力矩低于供水壓力作用在閥瓣上的力矩，下腔（水泵側）的水迅速推起閥瓣，開啟雨淋閥，水即進入上腔及變壓器側管網（如圖3所示）。

圖3 雨淋閥的閥瓣鎖定與開啟狀態圖

2 原因分析

結合上述案例和雨淋閥組的組成原理，分析得出水噴霧滅火系統誤動的原因如下。

2.1 電磁閥誤動作

在主變正常運行的情況下，兩組感溫電纜相互纏繞，處于絕緣狀態。只有當發生火災時，包裹感溫電纜的溫度敏感材料才會破裂，鋼絲短路，從而發出火警信號使電磁閥得電啟動。

但當戶外的終端箱入水，兩路感溫電纜端都受潮短路，將造成感溫電纜短接假象、火災自動報警系統主機輸出報警信號、電磁閥得電啟動，打開雨淋閥。

2.2 止回閥堵塞

根據上述案例“某站雨淋閥組的止回閥堵塞導致雨淋閥誤動”分析，由于多個雨淋閥組是并聯設置的，當某個雨淋閥管轄設備發出火災報警信號啟動消防水泵供水時，其他雨淋閥的上腔和壓力控制腔水壓會因為水泵啟動而一起升高，若某個非火災的雨淋閥組止回閥發生堵塞，則其壓力控制腔中水壓未能跟隨上腔水壓一起快速升高（閥前壓力表的壓力值明顯高于閥后壓力表的壓力值），則鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，上腔的壓力會把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動。

2.3 止回閥的單向功能失效

如果止回閥單向功能失效，壓力控制腔的控制管道中的水流會因水泵側供水管道的水壓變化而流回供水管道中，造成壓力控制腔壓力不穩定，水壓變化大時，會導致鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，下腔的壓力把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動。

3 改進措施

為防止系統發生誤噴造成變壓器電氣短路故障，根據上述分析及多年的運行經驗，制定了以下改進措施。

3.1 采用兩路防潮火災探測器

針對感溫電纜受潮短路問題，為了保證水噴霧滅火系統的可靠啟動，主變火災探測器應選擇防潮、防水的線型感溫火災探測器（即感溫電纜），必要時，可采用標準報警長度不宜大于1 m 的線型光纖感溫火災探測器（分布式光纖線型、光纖光柵線型或線式多點型），如圖4所示。

圖4 線型光纖感溫火災探測器示意圖

3.2 感溫電纜戶外終端箱的防潮設計要求

針對上述的感溫電纜終端箱內入水受潮問題，感溫電纜的戶外終端箱的選擇和安裝應符合下列規定：

應選擇防護等級不低于IP65的產品，以滿足防水、防小動物等要求；

在墻上安裝時，其底邊距地面高度宜為1.3～1.5 m；

接線端子和元件不應安裝在箱底，靠近門縫隙的距離不應小于0.3 m。

3.3 止回閥入口增加易裝拆式過濾器

針對上述的止回閥堵塞問題，因為雨淋閥配置的電磁閥和止回閥，其流道的通徑很小，容易被堵塞，為保證電磁閥和止回閥的可靠性，應在止回閥入口設置易裝拆式過濾器（如圖5所示）。

圖5 在止回閥入口設置過濾器圖

3.4 雨淋閥入口信號蝶閥由手動改為手電動一體閥

針對上述雨淋閥誤動作的問題，當某個雨淋閥管轄設備發出火災報警信號啟動消防水泵供水時，為防止其他雨淋閥下腔的壓力把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動而對帶電主變水噴霧，宜將雨淋閥入口手動信號蝶閥改為手電動一體閥（如圖6所示），并設置手電動一體閥程序化聯動功能。

圖6 手電動一體閥示意圖

手電動一體閥的程序化聯動邏輯如下：正常運行時主變對應的手電動一體閥都在常開狀態，當某個雨淋閥管轄主變發出火災報警信號啟動消防水泵供水時，著火主變對應的手電動一體閥保持常開狀態，其他非著火主變對應的手電動一體閥自動關閉，保證不會誤動誤噴非著火主變；此時如果第二臺主變發出火災報警信號，在保持第一臺著火主變手電動一體閥常開的同時，自動打開第二臺著火主變手電動一體閥，實現對2 臺著火主變的水噴霧滅火。如果再出現第三臺主變火災，相關聯動邏輯如此類推。

3.5 雨淋閥下游增加雨淋閥試驗管道

針對上述雨淋閥誤動作的問題，應定期開展雨淋閥試噴水測試，檢驗雨淋閥功能。為了在主變帶電情況下可開展雨淋閥試噴水測試，雨淋閥下游宜增加試驗管道及其閘閥，試驗管道通向排水溝（如圖7所示）。關閉噴淋蝶閥，打開試驗蝶閥后，即可在主變帶電情況下開展水噴霧系統試驗，保證水噴霧系統的日常檢驗不受主變運行影響。

圖7 雨淋閥下游增加雨淋閥試驗管道示意圖

3.6 每組主變設置獨立消防水泵

針對電磁閥和雨淋閥誤動作的問題，為防止雨淋閥誤動作，在安裝場所、消防給水設計流量和揚程滿足要求的情況下，宜每組主變設置獨立消防水泵。

4 結束語

本文結合2 個水噴淋滅火系統誤動案例提出了多個改進方案，通過對止回閥、戶外終端箱、手電動一體閥等部件進行改進，降低水噴霧滅火系統誤動的可能性，保證變壓器的安全穩定運行。