一種變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置

雷 強(qiáng)，金 宇

（深圳供電局有限公司，廣東深圳 518000）

0 引言

電力變壓器作為變電站中最主要的電氣設(shè)備，應(yīng)用最廣泛的是油浸式變壓器。變壓器油作為絕緣介質(zhì)，燃點(diǎn)低，一旦變壓器出現(xiàn)過熱、電弧閃烙、短路等情況，極易引發(fā)變壓器火災(zāi)事故，造成直接財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。變電站中的變壓器發(fā)生火災(zāi)還可能引起大面積的停電事故，影響工業(yè)生產(chǎn)和居民生活。

經(jīng)變壓器滅火試驗及應(yīng)用實踐證明，水噴霧滅火系統(tǒng)是首選的撲救變壓器火災(zāi)的措施，因此水噴霧系統(tǒng)在變電站消防中占據(jù)舉足輕重的地位。

為確保油浸式變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)正常運(yùn)行，按照規(guī)程要求每年對其進(jìn)行一次測試，需要停電后進(jìn)行測試。現(xiàn)階段，油浸式變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)的測試工作，從報送停電計劃申請停電到正式實施停電，正常流程需要1 個月以上。停送電操作需要6 h 左右，準(zhǔn)備和測試工作需要4 h 左右，耗費(fèi)大量時間和人力。本文研制一種變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置，裝置投入使用后，可不停電測試水噴霧系統(tǒng)的控制回路和水回路，達(dá)到測試水噴霧系統(tǒng)的效果。該產(chǎn)品推廣后，配有水噴霧滅火系統(tǒng)的變壓器每年可減少一次停電，減少安全隱患，提高效率。

1 變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置的硬件組成

該變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置的硬件見圖1，主要由箱體、控制面板、渦輪增壓風(fēng)扇、加熱棒、3 組繼電器、AC 220 V 電源端子、帶漏電保護(hù)總開關(guān)、干冰籃、進(jìn)風(fēng)口、增壓風(fēng)扇、熱水器箱、干冰箱、干冰籃放置裝置、輸出氣體收集箱、排水龍頭、出風(fēng)口、低溫干冰氣體輸出裝置等組成。控制面板如圖2所示，通過控制面板、干冰籃、快接法蘭、排水閥的創(chuàng)新組合應(yīng)用，解決了水噴霧滅火系統(tǒng)檢測費(fèi)時費(fèi)力的問題，具有便捷、省時、易儲存、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 裝置正面

圖2 裝置控制面板

2 變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置的功能和技術(shù)

2.1 功能介紹

設(shè)計并優(yōu)化裝置的電氣接線圖，使得變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置具有以下功能。

（1）實現(xiàn)變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試功能，區(qū)別于傳統(tǒng)測試方式需要停電。

（2）實現(xiàn)雨淋閥水回路試驗功能，帶電測試水噴霧系統(tǒng)控制回路和雨淋閥前管網(wǎng)功能正常。

（3）采用干冰測試水噴霧管網(wǎng)是否堵塞，完成水噴霧系統(tǒng)雨淋閥后管網(wǎng)、噴頭帶電測試功能。

（4）裝置各接口均采用快速接口設(shè)計，使得其在反復(fù)操作和外力作用下，都不易脫落和產(chǎn)生縫隙。

（5）裝置內(nèi)部的風(fēng)機(jī)具有延遲啟動功能。

（6）裝置恒溫調(diào)節(jié)器與加熱棒連接，通過旋轉(zhuǎn)恒溫調(diào)節(jié)器到指定溫度（30～100 ℃），即可自動保持指定溫度。

（7）通過渦輪增壓方式將風(fēng)力集中于出風(fēng)口，再經(jīng)過轉(zhuǎn)接頭將風(fēng)力導(dǎo)入干冰室。

（8）具有自動模式。加熱器由啟動主變水噴淋系統(tǒng)的消防信號（DC 24 V）控制，加熱器啟動后3 min，風(fēng)機(jī)自動啟動。

（9）具有手動模式。可手動操作加熱開關(guān)，可手動操作打開和關(guān)閉風(fēng)機(jī)。

2.2 材料選擇

對比原有不銹鋼、線路、風(fēng)機(jī)、開關(guān)、快速接口等材料，為確保裝置持久耐用，考慮裝置功能實現(xiàn)、減少維護(hù)量等因素。經(jīng)考察多種材料，最終選擇不銹鋼外殼、不銹鋼接口、優(yōu)質(zhì)線路等材料制作裝置。

2.3 該套裝置的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

（1）測試介質(zhì)干冰排放裝置的壓力。需確保測試氣體的釋放速度和釋放壓力，確保不超過水噴霧管網(wǎng)的承載壓力。

（2）雨淋閥前水回路試驗。需確保水噴霧系統(tǒng)正常啟動后，水能從試驗閥噴出，確保雨淋閥前水管網(wǎng)回路和控制回路正常。

（3）雨淋閥后水回路管網(wǎng)的測試介質(zhì)和壓力選擇。既要保證能完整測試水噴霧滅火系統(tǒng)的功能，又不損壞和影響原有水噴霧管道。

（4）各接口設(shè)計。既可以增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也保持了接口牢固。使得其在反復(fù)操作和外力作用下，都不易脫落和產(chǎn)生縫隙。增加了裝置的穩(wěn)定性和便捷性。

（5）外觀設(shè)計。將各種元器件設(shè)計到一個便攜型裝置內(nèi)部，外部通過快速接口裝置與消防信號、待測試消防管網(wǎng)對接。

2.4 技術(shù)方案

（1）介質(zhì)選型。需選用不導(dǎo)電，耗材價值低的氣體。通過對比七氟丙烷和干冰耗材價值，選用經(jīng)濟(jì)適用的干冰做為測試介質(zhì)。

（2）測試方式選擇。設(shè)計消防信號控制的全流程自動啟動測試裝置，也可采用人工手動操作。實現(xiàn)手動自動兩種工作模式。自動模式：加熱器由消防信號（DC 24 V）控制啟動。加熱啟動后3 min 風(fēng)機(jī)自動啟動；手動模式：可手動操作加熱開關(guān)，可手動操作打開和關(guān)閉風(fēng)機(jī)。無論在自動模式還是手動模式，都可以通過風(fēng)機(jī)擋位（2-11）進(jìn)行風(fēng)機(jī)擋位切換。

（3）雨淋閥前水回路測試。設(shè)計雨淋閥水回路試驗閥，實現(xiàn)帶電測試水噴霧系統(tǒng)控制回路和雨淋閥前管網(wǎng)功能正常；通過加熱主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)的兩路感溫探頭，正常啟動雨淋閥，消防水從試驗閥中噴出，同時啟動新研制的變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置。

3 變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置現(xiàn)場測試結(jié)果和對比

3.1 測試方案

對本文研制的變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置開展現(xiàn)場測試。測試地點(diǎn)在110 kV 五村變電站#3 主變水噴霧滅火系統(tǒng)安裝處。

（1）現(xiàn)場測試計劃。測試傳統(tǒng)的試驗全過程，測試新研制的變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置，進(jìn)行時間和效率的對比分析。

（2）現(xiàn)場測試結(jié)果。新研制的變壓器水噴霧滅火帶電測試裝置測試時間僅需30 min。傳統(tǒng)的測試變壓器水噴霧滅火裝置需要停電測試，需要約10 h。新研制的變壓器水噴霧滅火帶電測試裝置大幅提升了運(yùn)行人員的工作效率。

3.2 對比情況

變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試裝置和傳統(tǒng)測試方法相比，采用水噴霧滅火帶電測試裝置測試時間可減少95%，見表1。

表1 兩種方案測試結(jié)果對比

3.3 試用效果

2020 年8—10 月，10 臺主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)帶電測試過程中，每臺主變水噴霧滅火裝置測試時間平均為30 min，既保證安全生產(chǎn)，又提高工作效率。

4 結(jié)語

設(shè)計研制一種不停電測試主變壓器水噴霧滅火功能的裝置，利用干冰加熱揮發(fā)后的氣體測試水噴霧管網(wǎng)是否堵塞。該裝置整體便攜、硬朗外觀，采用信號線、出風(fēng)口快速法蘭接口裝置，實現(xiàn)快速裝拆，不易脫落。該裝置是消防信號控制的全流程自動啟動測試裝置，也可采用人工手動操作。

本文研究的裝置在安全和經(jīng)濟(jì)效益上具有極高價值。該裝置縮短每臺主變水噴霧滅火裝置測試時間，由傳統(tǒng)方法的10 h縮短為30 min，既保障了主變水噴霧系統(tǒng)功能的正常，又提升了變電運(yùn)行人員的工作效率。同時，減少主變壓器停電時長，間接提升了電網(wǎng)系統(tǒng)供電的可靠性。