CN111346323B - 一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法 - Google Patents

一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法。***包括集油坑、压缩空气泡沫产生装置、泡沫干管、分区阀、压缩空气泡沫喷淋***。采用充填卵石层的独立集油坑，有效限定了阀侧套管、阀侧升高座及发生事故后的变压器油流淌蔓延，最大限度减小了火灾规模，降低了火灾损失，保护毗邻设施及阀厅安全。压缩空气泡沫喷淋***采用无喷头无支管的喷淋管，并紧贴防火墙布置，最大限度降低了阀侧套管***冲击对泡沫释放装置的破坏，提高了***的安全可靠性。从而彻底解决了特高压换流变压器阀侧套管火灾防控技术难题，既可用于特高压换流变压器，也可以用于其它换流变压器。

Description

一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法
技术领域
本发明涉及电力变压器灭火技术，尤其涉及一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法。
背景技术
近年来，随着特高压直流输电技术的迅猛发展，我国已率先建成十几条特高压直流输电工程，拥有特高压换流变压器数百台。特高压换流变压器是特高压直流输电工程的核心设备，其安全稳定运行是特高压直流输电工程正常运行的基础。然而，由于特高压换流变压器的电压等级高、能量大、储油量多、布置紧密、运行温度高，火灾风险高、危害大，一旦发生火灾，会造成重大经济财产损失，严重影威胁电网的安稳运行。因此，特高压换流变压器应采取有效的消防安全防护措施。
目前，特高压换流变压器主要采取阀侧套管***阀厅的布置方式，由阀厅防火墙分隔为换流变压器本体区域和阀厅内部区域。换流变压器本体区域在外部，包括油箱、网侧套管、油枕等。阀厅内部区域主要是阀侧升高座、阀侧套管以及阀组等。现有的消防措施（如水喷雾灭火***、泡沫喷雾灭火***等）主要针对换流变压器本体区域，尚未考虑阀厅内部区域，尤其缺乏针对阀侧套管火灾的有效防护措施，易形成大面积流淌火和高温热油火，存在很大消防安全风险，具体而言：
（1）阀侧套管发生***起火会烧毁阀厅。一旦阀侧套管破裂或发生***起火，不仅阀侧套管内的变压器油会泄漏到阀厅内形成流淌火，而且换流变压器油箱及高位油枕内的油在重力作用下也会源源不断的输入到阀侧套管，并进一步形成动态溢流火和大面积流淌火，从而威胁整个阀厅的安全。
（2）特高压换流变压器油箱及网侧套管火灾也会波及阀厅，致使阀厅损毁。根据近期几起特高压换流变压器火灾事故案例可知，特高压换流变压器主体区域火灾的破坏性大、温度高、辐射强，泄漏的变压器油也可能会流淌蔓延至阀厅内部，致使阀厅被烧毁。
现有水喷雾灭火***、泡沫喷雾灭火***等自动灭火***的喷雾喷头及消防支管受变压器***、火灾、高温影响较大，易被炸飞的零部件及***冲击波会损毁，致使整体***失效，故此不适宜用于具有***危险性的换流变压器套管。现有水喷雾灭火***、泡沫喷雾灭火***等自动灭火***对于变压器油大面积流淌火的灭火和抗复燃能力有限，常规的事故排油、构筑防火堤等措施不适宜在阀厅有限的空间内使用，易造成大面积流淌火蔓延，损毁阀厅内大量贵重仪器设备。
由此可见，现有特高压换流变压器火灾防护措施无法满足阀侧套管及阀厅内火灾防护需求，存在很大消防安全隐患，急需有效的消防安全防护措施。
发明内容
鉴于现有火灾防护方案的不足，本发明提供一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***及使用方法，可有效阻止变压器油流淌火在阀厅内蔓延，能够将阀侧套管破裂或***引发的高温热油火灾快速高效扑灭，且具有抗爆功能，从而解决阀侧套管火灾防控难题，既可用于特高压换流变压器，也可以用于其它换流变压器。
本发明采取的技术方案是：一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***，其特征在于，包括集油坑、压缩空气泡沫产生装置、泡沫干管、分区阀、压缩空气泡沫喷淋***，所述集油坑设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，集油坑中间固定有支撑网架，支撑网架上铺设卵石层，用于收集流入的换流变压器油；所述压缩空气泡沫喷淋***通过分区阀与泡沫干管直接连通，压缩空气泡沫喷淋***布置在穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方，且紧贴阀厅防火墙，所述压缩空气泡沫产生装置通过泡沫干管、分区阀与压缩空气泡沫喷淋***连通。
本发明所述的压缩空气泡沫喷淋***包括喷淋管、泡沫输送管、连接件，所述喷淋管一端封闭，另一端敞口为压缩空气泡沫入口，喷淋管表面均匀分布数排释放孔，所述泡沫输送管通过连接件与两根喷淋管连通。
本发明所述的铺设卵石层高度不小于250mm，单个卵石直径不小于38mm。
本发明所述的压缩空气泡沫喷淋***全部采用耐高温金属材质制作。
本发明所述的分区阀采用电动阀门、气动阀门或液动阀门中任意一种。
一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、当换流变压器阀侧套管发生***火灾时，换流变压器油通过***预先在集油坑中间的支撑网架上铺设的卵石层流入集油坑；集油坑置于穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，用来收集流入的换流变压器油，并阻止火灾蔓延。
二、与火灾报警联动自启动或手动启动且在远离换流变压器***区域设置的压缩空气泡沫产生装置。
三、布置在不受换流变压器***影响或者影响较小位置且与压缩空气泡沫产生装置连通的泡沫干管开始输送压缩空气泡沫。
四、打开对应的分区阀，泡沫干管输送的压缩空气泡沫通过压缩空气泡沫喷淋***喷淋管表面的数排释放孔进行喷洒。
五、在每台换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方且紧贴阀厅防火墙水平安装的压缩空气泡沫喷淋***喷洒的压缩空气泡沫，将穿入阀厅内的阀侧套管、升高座以及集油坑全覆盖。
六、在换流变压器升高座、阀侧套管及集油坑处形成压缩空气泡沫覆盖层，最终扑灭明火。
本发明所述的压缩空气泡沫喷淋***设定的压缩空气泡沫供给强度为1.5 ~ 16L/（min·m2）。
本发明的工作原理：当阀侧套管或阀侧升高座发生***火灾时，换流变压器油泄漏，自由流入下方的集油坑，并经卵石层渗入集油坑底部净空区，卵石层及顶部仅残留少量变压器油火，从而最大限度减少了火灾燃烧面积及火灾功率；火灾报警***探测到火灾或者值班人员发现火灾，立即自动或手动启动压缩空气泡沫产生装置，压缩空气泡沫产生装置按照预设的流量和压力产生高稳定性的压缩空气泡沫，并经压缩空气泡沫干管、分区阀输送至压缩空气泡沫喷淋***，向着火阀侧套管、阀侧升高座、集油坑喷洒高稳定性的压缩空气泡沫，扑灭明火的同时在整个保护区域形成一层高稳定的泡沫覆盖层，此外还在两侧集油坑毗邻区域喷洒覆盖一层泡沫，及时扑灭飞溅至相邻换流变压器区域的明火，并保护未发生故障的阀侧套管及阀侧升高座。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用充填卵石层的独立集油坑，有效限定了阀侧套管、阀侧升高座及发生事故后的换流变压器油流淌蔓延，最大限度减小了火灾规模，降低了火灾损失，保护毗邻设施及阀厅安全。
2、本发明采用基于正压泡沫产生方式的压缩空气泡沫喷淋灭火技术，具有泡沫析液时间长、稳定性高、控灭火能力强、抗复燃性能优异等突出特点，可快速有效扑灭变压器油火灾，长时间滞留在卵石层上方，隔绝空气，彻底扑灭集油坑内火灾，并防止复燃。
3、本发明的压缩空气泡沫喷淋***采用无喷头无支管的喷淋管，并紧贴防火墙布置，最大限度降低了阀侧套管***冲击对泡沫释放装置的破坏，提高了***的安全可靠性。
4、本发明的压缩空气泡沫产生装置远离***区域设置，使得压缩空气泡沫的产生免受***影响。泡沫干管布置在不受变压器***影响或者影响较小的位置，如地下、防火墙后面、槽钢内部等，使得泡沫输送免受***影响，保证了***的安全可靠性。
5、本发明火灾防护***技术先进、安全可靠、可操作性强、具有抗爆功能，无论是阀厅内阀侧套管***火灾还是换流变压器本体流淌蔓延至阀厅火灾，均具有良好灭火作用，可有效阻止变压器油流淌火在阀厅内蔓延，彻底解决了特高压换流变压器阀侧套管火灾防控技术难题，既可用于特高压换流变压器，也可以用于其它换流变压器。
附图说明
图1是本发明***实施例侧视图；
图2是本发明***实施例俯视图；
图3是图2和图3中的压缩空气泡沫喷淋***的一个实例示意图；
图4是图2和图3中的压缩空气泡沫喷淋***泡沫覆盖效果图；
图5是本发明***的使用方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***包括集油坑1、压缩空气泡沫产生装置4、泡沫干管5、分区阀6、压缩空气泡沫喷淋***7，集油坑1设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管11及升高座10正下方，集油坑1中间固定有支撑网架2，支撑网架2上铺设卵石层3，铺设卵石层3高度不小于250mm，单个卵石直径不小于38mm，用于收集流入的换流变压器油；压缩空气泡沫喷淋***7通过分区阀6与泡沫干管5直接连通，压缩空气泡沫喷淋***7布置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管11及升高座10正上方，且紧贴阀厅防火墙12，压缩空气泡沫产生装置4通过泡沫干管5、分区阀6与压缩空气泡沫喷淋***7连通。压缩空气泡沫喷洒轨迹8将穿入阀厅内的阀侧套管11、升高座10以及集油坑1全覆盖。
压缩空气泡沫干管布置在地下，或者布置在防火墙后面，或者放置在保护设施内部紧贴防火墙布置。
如图3所示，压缩空气泡沫喷淋***7包括喷淋管7-1、泡沫输送管7-2、连接件7-3，所述喷淋管7-1一端封闭，另一端敞口为压缩空气泡沫入口，喷淋管表面均匀分布数排释放孔7-4，泡沫输送管7-2通过连接件7-3与两根喷淋管7-1连通。压缩空气泡沫喷淋***7全部采用耐高温金属材质制作。
喷淋管7-1的管长在1m～20m范围内，本实施例管长设为8m；喷淋管7-1的直径在20mm～200mm范围内（根据所需的泡沫溶液流量定直径），本实施例直径设为80mm；喷淋管7-1表面释放孔7-4间距在20 mm～100mm范围内（根据单位长度所需的泡沫溶液流量定间距）；本实施例释放孔7-4间距设为40mm；喷淋管7-1表面均匀分布六排（如图1所示）释放孔7-4，释放孔7-4的孔径在1 mm～30mm范围内（根据单位长度所需的泡沫溶液流量定孔距），本实施例孔径设为8mm；各排施放孔之间的夹角为5°～35°。
集油坑的净容积不小于阀侧升高座及阀侧套管***或破裂后泄漏的换流变压器油量。集油坑大小可保证阀侧升高座及套管***或破裂后换流变压器油不外溢。
本实施例的分区阀6采用电动阀门中的Q941F-16C 型电动球阀。
如图5所示，特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***的使用方法包括以下步骤：
一、当换流变压器阀侧套管发生***火灾时，换流变压器油通过***预先在集油坑上部的支撑网架上铺设的卵石层流入集油坑；集油坑置于穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，用来收集流入的换流变压器油，并阻止火灾蔓延。
二、与火灾报警联动自启动或手动启动且在远离换流变压器***区域设置的压缩空气泡沫产生装置。
三、布置在不受换流变压器***影响或者影响较小位置且与压缩空气泡沫产生装置连通的泡沫干管开始输送压缩空气泡沫。
采用压缩空气泡沫产生装置提供压缩空气泡沫，并通过压缩空气泡沫干管向每套压缩空气泡沫喷淋管***输送泡沫，压缩空气泡沫产生装置远离换流变压器***区域设置，泡沫干管布置在不受变压器***影响或者影响较小的位置（布置在地下，或者防火墙后面，或者放置在保护设施内部紧贴防火墙布置）。
四、打开对应的分区阀，泡沫干管输送的压缩空气泡沫通过压缩空气泡沫喷淋***喷淋管表面的六排释放孔进行喷洒。
五、在每台换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方且紧贴阀厅防火墙水平安装的压缩空气泡沫喷淋***喷洒的压缩空气泡沫，将穿入阀厅内的阀侧套管、升高座以及集油坑全覆盖。
压缩空气泡沫喷淋***可将升高座及阀侧套管穿入阀厅内的部分以及集油坑全覆盖，并且部分覆盖两侧毗邻的集油坑，压缩空气泡沫供给强度为13L/（min·m2）。
六、在换流变压器升高座、阀侧套管及集油坑区域形成压缩空气泡沫覆盖层，同时在两侧集油坑相邻局部区域也形成压缩空气泡沫覆盖层，最终扑灭明火。
当换流变压器9的升高座及阀侧套管发生***或破裂起火时，泄漏的变压器油自由流入集油坑，同时自动或手动启动压缩空气泡沫产生装置，并打开对应分区阀，向着火的升高座、阀侧套管以及集油坑喷洒压缩空气泡沫，扑灭明火的同时在整个保护区域13形成一层高稳定的泡沫覆盖层，此外还在两侧集油坑毗邻区域14喷洒覆盖一层泡沫，及时扑灭飞溅至相邻换流变压器区域的明火。

Claims (6)

1.一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***，其特征在于，包括集油坑（1）、压缩空气泡沫产生装置（4）、泡沫干管（5）、分区阀（6）、压缩空气泡沫喷淋***（7），所述集油坑（1）设置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正下方，集油坑（1）中间固定有支撑网架（2），支撑网架（2）上铺设卵石层（3），用于收集流入的换流变压器油；所述压缩空气泡沫喷淋***（7）通过分区阀（6）与泡沫干管（5）直接连通，压缩空气泡沫喷淋***（7）布置在换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管（11）及升高座（10）正上方，且紧贴阀厅防火墙（12），所述压缩空气泡沫产生装置（4）通过泡沫干管（5）、分区阀（6）与压缩空气泡沫喷淋***（7）连通；
所述的压缩空气泡沫喷淋***（7）包括喷淋管（7-1）、泡沫输送管（7-2）、连接件（7-3），所述喷淋管（7-1）一端封闭，另一端敞口为压缩空气泡沫入口，喷淋管表面均匀分布数排释放孔（7-4），所述泡沫输送管（7-2）通过连接件（7-3）与两根喷淋管（7-1）连通。
2.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***，其特征在于，所述的铺设卵石层（3）高度不小于250mm，单个卵石直径不小于38mm。
3.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***，其特征在于，所述的压缩空气泡沫喷淋***（7）全部采用耐高温金属材质制作。
4.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***，其特征在于，所述的分区阀（6）采用电动阀门、气动阀门或液动阀门中任意一种。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、当换流变压器阀侧套管发生***火灾时，换流变压器油通过***预先在集油坑中间的支撑网架上铺设的卵石层流入集油坑；集油坑置于穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正下方，用来收集流入的换流变压器油，并阻止火灾蔓延；
二、与火灾报警联动自启动或手动启动且在远离换流变压器***区域设置的压缩空气泡沫产生装置；
三、布置在不受换流变压器***影响或者影响较小位置且与压缩空气泡沫产生装置连通的泡沫干管开始输送压缩空气泡沫；
四、打开对应的分区阀，泡沫干管输送的压缩空气泡沫通过压缩空气泡沫喷淋***喷淋管表面的数排释放孔进行喷洒；
五、在每台换流变压器穿入阀厅内的阀侧套管及升高座正上方且紧贴阀厅防火墙水平安装的压缩空气泡沫喷淋***喷洒的压缩空气泡沫，将穿入阀厅内的阀侧套管、升高座以及集油坑全覆盖；
六、在换流变压器升高座、阀侧套管及集油坑处形成压缩空气泡沫覆盖层，最终扑灭明火。
6.根据权利要求5所述的一种特高压换流变压器阀侧套管火灾防护***的使用方法，其特征在于，所述的压缩空气泡沫喷淋***设定的压缩空气泡沫供给强度为1.5 ~ 16 L/（min·m2）。
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