油浸变压器消防系统设计浅析

油浸变压器消防系统设计浅析

韩涛

韩涛（河北能源工程设计有限公司）

摘要：本文主要介绍了水喷雾灭火系统、SD型泡沫喷淋灭火系统、高压CO2全淹没灭火系统三种变压器固定式消防系统，并分别对系统的组成、原理、设计计算参数等进行了比较,说明了不同系统的适用条件,以方便设计人员在变压器消防中更合理的选择固定式消防灭火系统。

关键词：水喷雾泡沫喷淋全淹没

0引言

随着科技进步和国民经济的快速发展，消防新技术、新产品不断出现，为预防和扑救火灾发挥了重要作用，同时一些传统的消防灭火系统通过技术更新，得到了更广泛的应用。随着国家工业化和地区城镇化进程的不断加快，一些大型电厂和厂矿企业相继建设，国家电网也在迅速扩展，变压器做为最重要的输变电设备，采用合理的消防系统对其加强保护是有必要的。据调查，目前国内大型电厂、变电站及厂矿企业大部分采用的是油浸式电力变压器。以下便对水喷雾灭火系统、SD型泡沫喷淋灭火系统、高压CO2全淹没灭火系统三种常用的的变压器消防系统分别进行阐述。

1水喷雾灭火系统

水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统。

1.1系统组成水喷雾灭火系统主要由水源、供水设备、供水管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成。水喷雾喷头一般可分为中速水喷雾喷头和高速水喷雾喷头；雨淋阀的控制可为电磁阀控制、现场手动控制和非电控远程手动装置控制三种。

1.2工作原理油浸变压器水喷雾灭火系统是一种典型的变压器固定式灭火系统，其开启和关闭由雨淋阀控制。雨淋阀是一种消防专用的水力快开阀，能够满足水喷雾灭火系统的自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式的要求。除雨淋阀外，阀组尚要求配套设置压力表，水力警铃和压力开关，水流控制阀和检查阀等，以满足检查水喷雾灭火系统的供水压力，显示雨淋阀启闭状态和便于维护检查等要求。

1.3设计思路及基本计算参数油浸变压器水喷雾消防系统主要由消防蓄水池、消防稳压泵组，供水管网，雨淋阀组和水雾喷头组成。通常大型厂矿企业均设有室内外消火栓给水系统，消火栓系统和水喷雾灭火系统的消防管网可合并设置，但应在水喷雾灭火系统的控制阀组前分开，管网压力日常由变频稳压泵和稳压罐提供，以保证消火栓系统的管网压力。一般情况下，一台变压器对应一套雨淋阀组，雨淋阀组设置在环境温度不低于4℃，并有排水设施的室内，其安装位置宜在靠近保护对象并便于操作的地点。变压器本体水喷雾管道布置可成环状或支状，采用环状布置的管道喷头压力计算较复杂，建议采用支状布置。支状布置即在变压器周围设置给水立管，采用丝扣连接，便于拆卸和检修，水雾喷头在给水立管上均匀布置,距离给水设备最远端的喷头即为最不利点水雾喷头。雨淋阀组至水雾喷头之间的管道为干式管道，只有在喷水试验或灭火时充压、充水。

1.4水喷雾灭火系统的适用条件水喷雾灭火系统适用范围广泛，可迅速使变压器主体表面冷却降温，产生的细小水雾可使周围空气中的氧含量降低，达到窒息灭火的目的，同时还能将外泄的油品乳化和稀释，增强灭火效果。但不适宜用水扑救的物质（过氧化物等）和使用水雾会造成爆炸或破坏的场所。在缺水地区、寒冷地区、变压器放于室内时、以及单独设置变压器水喷雾灭火系统时也不宜采用。

2SD型泡沫喷淋灭火系统

SD型泡沫喷淋灭火系统是采用SD系列高效泡沫灭火剂为灭火药剂，在一定的压力作用下通过专用的喷头，将灭火药剂喷射覆盖到变压器本体上，利用该灭火剂具有泡沫和水雾的冷却、窒息、乳化、隔离等综合效应来迅速灭火。

2.1系统组成SD型泡沫喷淋灭火系统主要由储液罐、氮气动力源、减压阀、安全阀、控制电磁阀、分段阀、喷头、控制单元和各种管件组成。

2.2工作原理SD型泡沫喷淋灭火装置在准工作状态下控制电磁阀处于常关状态，分段阀处于关闭状态，当灭火条件成立时，通过控制单元打开控制电磁阀，启动氮气动力源，高压氮气通过减压阀减压后进入灭火药剂容器罐，给灭火药剂加压，同时开启相应的分段阀门，通过喷头进行泡沫喷淋灭火。

2.3设计思路及基本计算参数灭火药剂储罐、氮气动力源钢瓶和现场控制柜均放置在单独的泡沫消防间内，消防控制屏位于有人值班的主控制室内。变压器喷淋管网呈支状布置，喷头数量及布置型式应使泡沫灭火药剂能够完全覆盖变压器水平面积，并直接喷射到变压器本体上。系统分段阀门至喷头之间的管道通常为干式管道，只有在喷淋试验或灭火时充满药剂。

2.4SD型泡沫喷淋灭火系统的适用条件SD型泡沫喷淋灭火系统适用于室内外大型电力变压器消防，其最大优点在于体积小、投资少、安装维护简便易行、组合灵活多变，特别适用于寒冷地区和缺水地区，以及只需设置电力变压器固定消防的场所。但是灭火药剂较易变质，需定期检验，更换时间间隔约为3～5年，增加了后期维护成本。

3高压CO2全淹没灭火系统

高压二氧化碳灭火系统既可用于全淹没灭火，又可用于局部灭火，目前已成为室内变压器消防上采用的最主要的固定式灭火系统之一。

3.1系统组成高压CO2全淹没灭火系统主要由火灾探测控制单元（包括火灾探测器、报警控制器、气体灭火控制盘、声光报警器、喷洒指示灯、紧急启动/停止按钮等）、灭火系统单元（包括CO2储瓶、高压软管、液流单向阀、集流管、气体单向阀、泄漏报警装置、启动瓶阀、气瓶框架、选择阀、压力讯号器、管网及喷嘴）等组成。

3.2工作原理本系统控制要求具有气动启动、电气手动启动及应急机械手动启动三种方式。当某个防护区两种火灾探测器同时发出火灾信号，自动灭火控制器立即发出信号指令，打开该区启动钢瓶，瓶中高压氮气分为两路，一路经气路单向阀打开该区选择阀，一路直接打开灭火剂储瓶组，施行该防护区灭火；若将灭火控制柜面板上启动方式转换开关置于半自动位置时，手动按动灭火系统启动按纽，便可实施电气手动启动灭火功能；若电启动、气动启动及电气手动启动功能失效时，工作人员可在设备现场实施应急手动进行灭火。

3.3设计思路及基本计算参数电力变压器室空间相对封闭，适合采用二氧化碳全淹没灭火系统。灭火系统单元（包括CO2储瓶、启动瓶阀等）单独放置于室内消防间内，灭火管网在变压器室呈支状布置，喷头宜等距布置，并以正方形保护面积组合排列。当变压器室有4个或4个以内时，灭火系统可采用组合分配系统，不同防护区灭火由系统选择阀控制；当防护区多于4个时，二氧化碳灭火剂应有备用量，备用量不应小于系统设计的储存量，备用量的储存容器应与系统管网相连，并能与主储存容器切换使用。当变压器灭火时，变压器室的通风机和通风管道中的防火阀，在喷放二氧化碳前应能自动关闭。

3.4高压CO2全淹没灭火系统的适用条件二氧化碳全淹没灭火系统造价昂贵、对设计工作要求较高、安装要求精度高，无泄漏，后期维护工作量大管理成本较高，同时要求采用二氧化碳全淹没灭火系统的变压器室，室外需设置喷射指示灯和自动手动转换开关及专用的呼吸器，以避免误喷射产生高浓度的二氧化碳对人的伤害。

4结论

综上所述，以上三种变压器固定式灭火系统各有优缺点，水喷雾灭火系统技术成熟，安全可靠，SD型泡沫喷淋灭火系统在经济上则比其它两种灭火系统有较大的优势，而高压CO2全淹没灭火系统特别适用于室内变压器消防，并且响应时间短，灭火效果好。总之，究竟采用哪种灭火系统，设计人员应根据实际情况综合考虑，通过技术经济比较后再确定。随着国民经济的发展，消防标准的进一步提高，越来越多的新型固定式灭火系统将被广泛应用在变压器消防上，为电力变压器的安全运行保驾护航。

参考文献：

[1]设计规范：《建筑设计防火规范》GB50016－2006中国计划出版社2006年.《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229－2006中国计划出版社2007年.《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219－95中国计划出版社1995年.《二氧化碳灭火系统设计规范》（1999年版）GB50193－93中国计划出版社2000年.

[2]协会标准：《合成型泡沫喷雾灭火系统应用技术规程》CECS156：2004.中国计划出版社.2004年.

[3]全国建筑给水排水委员会气体消防分会：《中国气体消防技术领域的发展现状和未来瞻望》.