無人值班變電站消防系統新方案研究

作者簡介：

胡杰仁（1991- ），男，漢族，江西進賢人，本科，助理工程師，研究方向：變電站消防系統。

摘要：

本文通過案例分析法，結合35kV變電站的實際情況，從變電站的火災探測與報警系統、高效干粉自動滅火系統、防火封堵裝置等幾個方面，論述了無人值班變電站消防系統的組成，分析了消防系統工作方式和具體設置方法。得出結論，無人值班35kV變電站消防系統新方案由火災探測系統、報警系統、自動滅火系統、防火封堵裝置構成，應根據系統工作方式，恰當設置。

關鍵詞：35kV變電站；火災探測報警系統；高效干粉自動滅火系統；防火封堵裝置

引言

近幾年，無人值班變電站的建設如火如荼，為變電生產效率的提升提供了支撐。某35kV無人值班變電站為單母線接線，采用TAS9000綜合自動化系統，包括1套后臺監控系統（含通信管理機TDC9628）和1面主變保護屏、1面載波屏、1面高頻開關直流電源、1面蓄電池屏和交流配電盤等。在無人值班變電站運行過程中，面臨著諸多消防風險，給變電站運行安全帶來了較大威脅。因此，探究35kV無人值班變電站消防系統新方案具有非常重要的意義。

一、變電站火災探測、報警系統

（一）探測系統

某35kV無人值班變電站火災探測系統宜選擇紅外散射原理設計的智能光電型感煙火災探測器。以JTY-GM-JLDS1點型光電感煙火災探測器為例，探測器采用先進火災煙霧探測算法，內置二線制無極性MCU（Microcontroller Unit，微控制單元/單片微型計算機）微處理器，經先進SMT（Surface Mounted Technology，表面組裝技術）貼片技術制造，兼具防潮、防腐蝕、防霉變、抗電磁環境干擾等優良功能。

光電型感煙火災探測器主要包括外殼、線路板、紅外發射傳感器、迷宮體、紅外光線接收傳感器、支座等幾個部分，工作電壓為DC24V，高電平DC21V-30V，低電平DC6V-12V，適應-10℃-+50℃、95%以下的溫濕度環境。在35kV無人值班變電站智能光電型感煙火災探測器運行時，探測器經紅外發射傳感器、接收光纖傳感器進行煙霧濃度測量。因光電型感煙火災探測器的迷宮為黑色（阻擋光線進入）[1]。煙霧進入迷宮內，煙霧粒子將部分光束散射至紅外傳感器，在散射光束達到一定程度時，接通2mA及以下的報警電流，探測器指示燈常亮，直至復位控制器。同時，光電型感煙火災探測器經檢測回路探測器反饋火情信息，啟動關聯火情控制設備。

（二）報警系統

35kV無人值班變電站火災探測系統可采用電子編碼方式編址（1-200），與火災報警控制器關聯使用。在智能光電型感煙火災探測器正常運行時，紅燈閃亮；在檢測到火災警情信號時，紅燈常亮[2]。35kV無人值班變電站火災報警系統可選擇JB-TGZL-JLV3系列火災報警控制器（聯動型）或JB-TBZL-JLV3系列火災報警控制器（聯動型）。

根據《火災報警控制器》（GB4717）、《消防聯動控制系統》（GB16806）的相關規定，35kV無人值班變電站火災報警控制器（聯動型）結構為壁掛式，設計模塊化軟件支持菜單式對話與漢字注釋、歷史記錄追查、黑匣子等，顯示為大屏幕漢字液晶屏，組網控制32臺及以上消防系統[3]。根據高度可靠、靈活配置、滅火聯動的要求，圍繞無人值班變電站大中型火災報警及消防聯動一體化需求，在主電源為35kV、運行環境無凝露情況下，可選擇同一條報警總線進行火災報警控制器與樓層顯示盤、總線式輸入輸出模塊的掛接，簡化布線。一般系統可配置1回路到8回路，每一回路配置200個智能火災報警控制器，連接12800個火災探測器，各探測器經“多主（或主從）”構成多機組網系統，實現對等網絡資源共享，便于火警信號的高效傳遞、處理。

二、變電站的滅火系統

（一）高效干粉自動滅火系統

高效干粉自動滅火系統是無管網式自動啟動滅火系統，裝置不需火災探測報警設備提供信號，也不需電源支持，具有結構簡便、運行可靠、維護方便等特點，可設置在35kV變電站內各種復雜易燃、狹小空間[4]。以貯壓式高效干粉自動滅火系統為例，從系統組成來看，包括罩殼、高壓干粉貯藏室、連接架組、熱敏溫度傳感器幾個部分。其中，高壓干粉貯藏室位于罩殼內，底部開口位置裝配密封結構，借助高壓氣泵完成加壓，對準35kV無人值班變電站電纜排架以及電氣設備；連接架組位于墻壁、罩殼之間，電纜夾層選擇FZX-ACT4/1.2-X型落地式連接架，控制35kV無人值班變電站每層電纜橋架連接架組兩側間距小于2.5m。若選擇FZX-ACT-1.2-X型懸空式連接架組，需要控制連接架組兩側間距在2.0m以內；熱敏溫度傳感器位于可調角度的連接架組內（臨近火災危險位置），可以串聯相鄰滅火裝置。非貯壓式高效干粉自動滅火系統由罩殼、干粉貯藏室、固體轉換劑、連接架組、熱敏溫度傳感器構成，整體結構較為簡單。

在運行方面，35kV無人值班變電站高效干粉自動滅火系統無須電源，不受電磁、灰塵、油煙影響，誤報概率較低。在維護方面，35kV無人值班變電站高效干粉自動滅火系統無電氣部件，維護難度較小。一般在5年內，自動滅火系統不需特別維護，養護費用較低。

（二）工作方式

在35kV無人值班變電站貯壓式高效干粉自動滅火系統運行過程中，熱敏溫度傳感器檢測溫度超出預先設定數值時，高壓干粉貯藏室底部開口位置裝配密封結構快速加壓，大量高壓氣體沖破密封結構，干粉快速擴散，全面覆蓋火災位置，在迅速滅火的同時，避免二次火災出現[5]。在部分發電機艙無法應用貯壓式高效干粉自動滅火系統時，可以選擇非貯壓式高效干粉自動滅火系統，在滅火裝置接收啟動信號后，固體轉換劑被激活，罩殼內氣體在短時間內膨脹，內部壓力增大，沖破噴嘴薄膜，干粉向35kV無人值班變電站周圍區域噴射并迅速向四周彌散，形成全面淹沒滅火狀態，火焰在干粉的連續作用下被撲滅。

（三）具體設置

在35kV無人值班變電站內，高效干粉自動滅火系統主要負責撲滅帶電設備火災，包括變壓器、電纜、配電柜、配電室、發電機房等，可設定熱敏溫度傳感器玻璃橋感溫啟動參數為68℃，電熱啟動器工作電壓小于DC24V，帶信號反饋啟動電流小于1A-1.5A。在工作環境溫度處于-10℃—+50℃ 的情況下，根據滅火空間體積，設定適宜的高效干粉自動滅火系統重量、噴射時間與貯藏壓力（局部見表1、表2）。

三、防火封堵裝置

（一）組成及功能

35kV無人值班變電站防火封堵裝置主要是依據《火力發電廠和變電所設計防火規范》（GB 50229）的相關規定，借助柔性材料封堵局部位置。防火封堵裝置主要包括防火門、防火包、防火閥、防火板、防火涂料以及有機無機防火材料[6]。其中，防火門可以防控防火區域人員進出通道的火災，涉及配電室、電容器室、開關室、電纜夾層等區域；防火閥主要防護35kV變電站變壓器室的通風窗，在確定火災警情后，關閉防火閥，可以提高火災撲滅效率；防火板可以在上電纜、下電纜之間設置防火分隔，保證火災發生時電纜夾層內電纜橋架的安全。防火包、防火涂料以及有機無機防火材料均可以防控變電站設備進出口、電纜穿越建筑物孔洞、電纜分割等部位的火災，避免火災從電纜或建筑物通道蔓延。例如，在電纜密集區，重要回路電纜采用有機電纜防火槽盒以及耐火電纜橋架、耐火電纜走線孔，并全部借助耐火材料封堵。

防火封堵裝置在35kV變電站內發揮著至關重要的作用。一方面，科學設置防火封堵裝置，可以有效切斷火源，阻擋火災繼續蔓延，保障人員人身安全。另一方面，在火災發生時，防火封堵裝置可以將火災控制在特定范圍內，降低火災對人員生命財產安全的威脅。同時，利用防火封堵裝置，可以在設計耐火時間內與相應防火構件協同作業，阻擋熱量、煙氣、火災，增加火災發生后的反應時間、救援時間，提升火災處理效率。

（二）防火封堵材料的分類

根據材質的差異，35kV無人值班變電站防火封堵材料可以簡單劃分為有機防火封堵材料、無機防火封堵材料、復合防火封堵材料等。其中，有機防火封堵材料是借助合成樹脂黏合防火劑及其他填料的材料，具有維修便捷、切割效率高等特點，可應用于電纜類貫穿物中，阻擋火災煙氣蔓延；無機防火封堵材料是以快干水泥為基料，配合防火劑、耐火料進一步研磨、混合而成，適用于大型施工孔洞或電纜貫通線；復合防火封堵材料是將有機無機材料復合而成的新材料，兼具有機無機材料優勢，輕質高強度、隔熱防火、成本低廉，但操作較繁雜。

根據類型的差異，35kV無人值班變電站防火封堵材料可以劃分為阻火包、泡沫封堵材料、防火封堵板材、防火密封膠、防火密封漆、阻火圈等。根據用途的差異，35kV無人值班變電站防火封堵材料可以劃分為縫隙封堵材料、貫穿孔口防火封堵材料。其中，縫隙封堵材料可以選擇斷裂伸長率達到50%、導熱系數小于0.035、耐火溫度達到2000℃的柔性有機防火泥；貫穿孔口防火封堵材料主要是在水平貫穿防火分隔墻體兩側、豎向貫穿防火分隔下的管道設阻火包帶、阻火圈。

（三）防火封堵的重要部位

電纜是35kV無人值班變電站防火封堵的重要部位之一。因電纜穿越易燃易爆高溫區域，火災風險較高[7]。除在耐火或防火箱內敷設密集電纜外，還可以利用防火膠帶、防火涂料保護由普通主通道分支引出的電纜。同時，利用分段處理方法，處理配電設備多段對應通道，每間隔45m±5m處理長距離通道通風段以及變電站圍墻位置、配電通道入口位置，處理方式選擇180mm厚的有機或無機防火涂料。同時，在變電站圍墻與配電通道入口兩側5m位置涂抹防火涂料，沿著電纜外露接頭兩側2.5m±0.5m平行方向設置防火涂層。

對于35kV無人值班變電站高低壓配電柜、控制柜、機組集控室、電子設備室通道以及電纜進入配電盤、配電屏、配電箱、配電柜孔洞，均借助阻燃水泥封堵。一般阻燃水泥是以水泥為基質的耐火材料，斷裂伸長率應達到0.28，表觀密度應達到1.6g/cm3，導熱系數應小于0.035，封堵厚度應超出6mm-24mm。

結語

綜上所述，35kV無人值班變電站消防系統涵蓋火災探測系統與報警系統、高效干粉自動滅火系統、防火封堵裝置等幾個部分。根據各消防新系統工作方式，應分析裝置組成，科學設置系統參數，充分發揮消防系統新方案中探測報警與滅火裝置的優勢，保障35kV無人值班變電站安全、平穩運行。

參考文獻

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[7]陳月，孫進，徐友剛，等.基于聲學定位技術的電力電纜防火封堵性檢測研究及應用[J].電子技術與軟件工程，2022（22）：106-109.