變電站消防設施配置及優化研究

李智勇　王平　張秀路　錢雅云　丁金幫

摘要：變電站消防設施是指在變電站內為了預防和控制火災事故，保障電力設施和人身安全而設置的一系列專門設備和措施。結合實際情況而言，目前針對變電站火災所采取的設施，主要還是以固定式自動滅火設施為主，但效果有限。基于此，文章將圍繞變電站消防設施的基本要求，從變電站消防設施配置以及應用現狀入手，對設施配置及優化提出建議，介紹變電站消防沙噴射滅火技術，以期能為變電站滅火設施改革提供有價值的參考依據。

關鍵詞：變電站；消防設施；配置；優化

引言

變電站消防設施是為預防和控制火災事故，保障電力設施和人身安全而設置的一系列專門設備和措施。通過這些設施，可以及時發現和撲滅火源，保障變電站安全運行。

一、變電站消防設施的基本要求

變電站消防設施涵蓋面比較廣，包括火災自動報警系統、滅火設備、消防栓系統、排煙設施、疏散通道和安全出口以及火災應急預案等。

（一）消防設施的設計和施工應符合國家相關標準和規定

變電站消防設施設計和施工應嚴格遵循國家有關消防法律法規和技術標準，確保各項設施的合規性和可靠性。這些標準和規定包括《建筑設計防火規范》《消防設施工程驗收規范》等，涉及消防設施設備選型、布置、施工、驗收等多個環節。

（二）消防設施應覆蓋變電站主要火災風險區域

變電站消防設施設置應根據變電站火災風險特點和實際情況進行合理布局。通常情況下，變電站消防設施應覆蓋以下區域。

1.變壓器室

變壓器室是變電站內火災風險較高區域，應設置泡沫滅火器、干粉滅火器、消防沙等滅火設施設備，并配備二氧化碳滅火系統，以防止火勢擴大。

2.配電室

配電室內有大量電纜和設備，容易引發火災。因此，應設置消防栓系統和滅火器等設備，以便在火災發生時迅速進行滅火。

3.控制室和辦公室

這些區域雖然火災風險較低，但仍需設置火災自動報警系統和疏散通道等設施，以確保人員安全[1]。

（三）消防設施應定期檢查和維護

為確保消防設施在火災發生時能夠正常工作，變電站應定期對消防設施進行檢查和維護，具體而言：第一，定期檢查消防設備的完好性和操作性，確保設備處于良好狀態；第二，定期對消防設施進行檢查，保證其正常工作；第三，定期對疏散通道、安全出口等進行檢查，確保通道暢通，出口標識清晰；第四，定期組織消防演練，增強員工的消防意識和應對火災的能力。

（四）消防設施應配備專業的消防管理人員

為保證消防設施的有效運行，變電站應配備專業的消防管理人員。這些人員應具備一定消防知識和技能，能夠對消防設施進行日常管理和維護，并在火災發生時指揮滅火和疏散工作。

二、變電站消防設施配置以及應用現狀

變電站是電力系統中輸電和配電的關鍵節點，承擔著變換電壓、接收和分配電能、控制電力流向和調整電壓的重要任務。在變電站中，變壓器作為核心設備，通常采用油浸式設計，其使用的礦物絕緣油量相大。例如，500kV主變單相油的重量約為50噸，而1000kV主變單相油的重量更是高達約130噸。為確保變壓器的安全運行，防止火災事故發生，變電站通常采用細水霧、泡沫噴淋、排油注氮等固定式自動滅火系統進行防護。這些系統可以在火災初期迅速啟動，有效抑制火勢擴散，降低火災對變壓器的損害。然而，一旦變壓器發生火災，設備燃燒產生的高溫可能會引發油箱破裂，使油料噴濺出來形成流淌火。在這種情況下，現有的滅火系統只能對變壓器本身進行防護，而無法覆蓋到周圍的設備，對于流淌火這種形式的火災，現有滅火設施與系統基本束手無策。

三、變電站消防設施配置及優化建議

變電站作為電力系統的關鍵環節，其消防安全不容忽視。結合目前變電站消防設施火災防控存在的實際問題，需要對消防設施配置及優化提出建議。

（一）配置報警系統

變電站應配置火災報警系統，包括火災探測器、火災報警器等，可以及時發現火災隱患，并通過警報通知人員采取措施，降低火災造成的損失。首先，火災探測器是火災報警系統的核心部件，能夠監測變電站內的火源和煙霧，及時發現火災隱患。常見的火災探測器有紅外線探測器、光電探測器、離子探測器等，可以對火源和煙霧進行快速、準確檢測。同時，火災報警器在檢測到火災隱患時，會立即發出警報，通知人員采取措施。火災報警器有多種類型，包括電鈴、警笛、廣播等，可以根據變電站實際情況進行選擇。其次，為提高火災報警系統的有效性，應合理布局火災探測器位置。火災探測器應安裝在變電站的重要部位，如配電柜、變壓器、電纜隧道等，以便及時發現火災隱患。同時，火災報警系統應與其他消防設施進行聯動控制，共同提高變電站的消防安全水平。例如，當火災報警器發出警報時，應自動啟動滅火系統、排煙系統、移動滅火系統等設施設備，以便迅速撲滅火源。最后，為確保火災報警系統的正常運行，應定期對其進行檢測和維護。例如，檢查火災探測器的靈敏度、火災報警器的音響效果等，確保設備在火災發生時能夠及時發出警報[2]。

（二）配置消防器材

變電站應配置足夠的消防器材，如干粉滅火器、二氧化碳滅火器、泡沫滅火器、消防沙等，工作人員應熟悉消防器材使用方法，以便在火災發生時能夠迅速采取撲救措施。首先，消防器材合理配置，包括：（1）干粉滅火器是一種常見的滅火設備，可以撲滅多種類型的火災，包括液體、氣體和電氣設備火災。干粉滅火器應配置在變電站的各個工作區域，例如，配電柜、變壓器、電纜隧道等。（2）二氧化碳滅火器適用于撲滅帶電設備火災，具有滅火后不留痕跡的優點。二氧化碳滅火器應放置在變電站的電氣設備附近，以方便在火災發生時迅速使用。（3）泡沫滅火器適用于撲滅油類和油脂火災，具有一定的滅火和隔離作用。泡沫滅火器應配置在變電站的油浸式設備區域，例如，油浸式變壓器、儲油罐等。（4）消防沙主要用于撲滅油類火災，具有成本低、易于存放和使用的優點。消防沙應放置在變電站的油浸式設備附近，以方便在火災發生時迅速使用。其次，消防器材使用培訓應定期進行，確保工作人員能夠掌握各種消防器材的正確使用方法；同時，還應組織定期消防演習，讓工作人員在實際操作中熟悉消防器材的使用，提高撲救火災的能力。最后，為確保消防器材的正常運行，應定期對其進行檢查和維護。例如，檢查滅火器的壓力表、閥門等部件是否正常、消防沙是否受潮等。定期檢查和維護消防器材，可以確保在火災發生時，消防器材能夠迅速投入使用，降低火災造成的損失[3]。

（三）完善滅火系統

目前，變電站主要采用的是細水霧、泡沫噴淋、排油注氮等固定式自動滅火系統，但對于流淌火的抑制效果比較差。基于此，在原有滅火系統基礎上，對消防設施設備進行革新，將采用消防沙噴射滅火技術。消防沙是價廉物質，適用范圍較廣，具有吸附、阻截及覆蓋窒息滅火的作用，可抑制流淌火。一般儲備在附近的沙池、沙袋或沙箱內，常采用就近設置的消防鏟、消防桶進行人工滅火，然而火場溫度較高人員無法靠近，人工取沙滅火方式不可行。根據各等級電壓變電站消防沙存儲方式、布置位置等情況，將嘗試推出機動性強、體積小、可安全輸送及精準定位噴射消防沙的移動式小型噴沙滅火設備，主要包括移動式小型消防沙輸送技術與消防沙定位噴射技術。目前，該技術還處于探索之中，未來將會通過一系列的消防沙噴射參數驗證試驗及方法。具體來講，主要對已發生火災案例進行統計，分析火災演化規律，通過開展模擬測試試驗，獲取輸送速度、噴射量等關鍵參數，再對輸送、定位噴射機內部結構進一步優化調整，提出精準定位噴射消防沙方法，根據測試結果提出安全有效阻隔、抑制流淌火的方法、機制。

本裝置由沙箱、吸沙機構、噴射機構、定位釋放機構及控制系統等組成。吸沙機構采用軟螺旋輸送，可以快捷自動吸沙；噴射機構采用新型氣力輸送泵（0.2m3）+供氣裝置（3m3/min，0.8MPa）壓縮空氣驅動組合方式，泵內設有流化裝置，使壓縮空氣與消防沙最大程度混合輸出，在降低能耗的同時大大提高輸送效率及輸送距離；定位釋放機構采用智能小車+無線遠程控制，機構本身耐高溫、防水，小車上部設有噴頭調整模塊，實現噴頭全方位調整。從試驗結果來看，該技術最大輸送效率達到40t/h，最大輸送距離為2km，實現機器代人近距離定位釋放，安全抑制流淌火；同時，配合細水霧、泡沫噴淋、排油注氮等消防手段，不僅能夠進一步完善變電站滅火系統，而且可以提高變電站含油設備火災防護水平。

（四）設置消防通道

在電力系統中，變電站的安全性直接影響到電力供應的穩定性和可靠性。因此，為確保變電站的安全運行，設置消防通道并保持其暢通至關重要。消防通道的作用是在火災發生時，確保人員能夠迅速撤離，并為消防人員提供進入火災現場的道路。首先，在設計和建設變電站時，應充分考慮消防通道的布局。消防通道應貫穿整個變電站，連接各個工作區域，確保在火災發生時，人員能夠迅速撤離到安全地帶。在消防通道的規劃中，應明確疏散路線，避免出現交叉、死胡同等情況；同時，還應設置明確的疏散指示標志，以便在火災發生時，人員能夠迅速找到疏散路線。其次，應嚴格禁止在消防通道內堆放任何物品，包括工具、材料、設備等。對于必須放置在通道附近的物品，應盡量選擇輕便、易搬動的物品，并在火災發生時迅速搬離通道。同時，消防通道應定期清潔，確保通道內無雜物、無塵土，以便在火災發生時，人員能夠迅速撤離，消防車輛能夠順利進入火災現場。最后，通過消防培訓，員工將更加重視消防通道的重要性，并在日常生活中主動維護 [4]。

（五）智能監測技術

隨著科技的不斷發展，物聯網和大數據技術逐漸融入社會各個領域。在電力系統中，變電站的安全性直接影響到電力供應的穩定性和可靠性。因此，利用物聯網、大數據等技術手段，對變電站的消防設施進行實時監測和分析，及時發現設施故障和火災隱患，提高消防安全管理的智能化水平顯得尤為重要。首先，物聯網技術在變電站消防設施中的應用。一方面，通過安裝物聯網傳感器，可以實時監測變電站消防設施狀態，包括如壓力、溫度、濕度等參數，確保設施正常運行。當監測到異常情況時，系統將自動發出警報，提醒工作人員及時處理。另一方面，利用物聯網技術，可以實現對變電站消防設施的遠程控制。在火災發生時，工作人員可以通過遠程操作啟動消防設施，包括啟動噴淋系統、釋放滅火器等，及時撲滅火源。其次，大數據技術在變電站消防設施中的應用。通過收集和分析變電站消防設施的運行數據，可以發現設施的潛在故障和火災隱患。大數據技術可以幫助工作人員識別出異常數據，提前進行維護和處理，降低火災發生風險。同時，基于大數據分析，可以對變電站消防設施進行預測性維護。通過對歷史數據的分析，可以預測設施在未來一段時間內可能出現的故障，并制定相應維護計劃，提高設施運行穩定性和安全性。整體而言，物聯網和大數據技術在變電站消防設施中的應用，可以提高消防安全管理的智能化水平，及時發現設施故障和火災隱患。為確保變電站安全運行，應充分利用物聯網和大數據技術，不斷提升消防安全管理水平[5]。

結語

總之，變電站消防設施配置及優化應結合實際情況，制定合理的消防安全策略，包括配置火災報警系統、配置消防器材、完善滅火系統、設置消防通道、智能監測技術等，能夠最大限度確保變電站消防安全；同時，應不斷探索新技術，例如，消防沙噴射滅火技術、智能監測技術等在消防領域的應用，提高消防安全管理的效率和效果。

參考文獻

[1]李良創，羅梓聰，阮彥俊，等.基于物聯網的智能化消防系統研究[J].電子測試，2022，36（14）：50-52+96.

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[3]董玉林，韓忠暉，朱磊，等.變電站消防安全評估指標體系建設[J].消防界（電子版），2020，6（17）：69-70+72.

[4]楊路漫.工廠變電站電力變壓器消防設施應用與探討[J].銅業工程，2020（03）：76-79.

[5]蔣從偉，曹飛，馮飛波，等.110kV變電站消防策略研究[J].河北電力技術，2020，39（03）：26-28+49.

作者簡介：李智勇（1976- ），男，漢族，安徽五河人，碩士，高級工程師，研究方向：電力系統生產管理。