變電所消防系統(tǒng)設計淺析

1、變電所消防系統(tǒng)設計淺析隨著西部大開發(fā)的展開，西部地區(qū)城鎮(zhèn)化進程也在加快。在城網(wǎng)改造建設過程中，市區(qū)變電所的建設數(shù)量呈上升趨勢。為了節(jié)省用地、減少建筑面積、控制工程造價和與城建規(guī)劃相協(xié)調(diào)，許多變電所都設計為綜合自動化無人值班變電所，采用全戶內(nèi)或半戶內(nèi)布置方案。在此種情況下，消防系統(tǒng)的正常運行對于變電所的安全生產(chǎn)顯得更為重要。對于變電所的消防設計，要采取一定的技術措施，貫徹執(zhí)行預防為主、防消結合”的消防工作方針，滿足一旦火災發(fā)生時能夠及時報警和有效防范的要求。變電站消防系統(tǒng)的設計可分為火災自動報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和防火封堵等幾部分內(nèi)容，以下對各個系 統(tǒng)的設計原則作一簡略介紹。一：火災自動報警系統(tǒng)火災

2、自動報警系統(tǒng)是用于盡早探測初期火災并發(fā)出警報，以便采取相應措施（例如疏散人員、呼叫消防隊、啟動滅火系統(tǒng)、操作防火門、防火卷簾、防煙、排煙風機等）的系統(tǒng)。常用的一般分為區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)、控制中心報警系統(tǒng)。區(qū)域報警系統(tǒng)比較簡單，但使用面很廣。它是由通用報警控制器或區(qū)域報警控制器和火災探測器、手 動報警按鈕、警報裝置等組成的火災報警系統(tǒng)。其原理框圖，如下圖所示：集中報警控制系統(tǒng)應設有一臺集中報警控制器（或通用報警控制器）和兩臺以上區(qū)域報警控制器（或 樓層顯示器、帶聲光報警)。根據(jù)管理情況，集中報警控制器設在消防控制室，區(qū)域報警控制器設在各區(qū)域，以便與管理。集中報警系統(tǒng)加上消防聯(lián)動控制設備就

3、構成了控制中心報警系統(tǒng)，其主要用于大型綜合樓工程。在設計區(qū)域報警系統(tǒng)時，根據(jù)規(guī)范要求應符合下列幾點：在一個區(qū)域系統(tǒng)中，宜選用一臺通用報警控制器，最多不超過兩臺；區(qū)域報警控制器應設在有人值班的房間；該系統(tǒng)比較小，只能設置一些功能簡單的聯(lián)動控制設備；當區(qū)域報警控制器安裝在墻上時， 其底邊距地面或樓板的高度為 1.31.5 米， 靠近門軸的側(cè)面距離不小于 0.5 米，正面操作距離不小于1.2 米；報警系統(tǒng)的各組成部分中：1) 火災探測器是組成火災自動報警系統(tǒng)的重要組件，是系統(tǒng)的感覺器官，其作用是監(jiān)視被保護區(qū)域有無火災發(fā)生。若發(fā)現(xiàn)火情，可將火災的特征物理量，如溫度、煙霧、氣體和輻射光等轉(zhuǎn)換成電信號，并

4、立即動作，向火災報警控制器發(fā)送報警信號?；馂奶綔y器根據(jù)探測火災參數(shù)的不同，可劃分為感煙、感溫、感光、氣體和復合式。按結構造型也可分為點型和線型兩大類。火災探測器的主要技術性能要求有：可靠性、工作電壓和允差、響應閾值和靈敏度、監(jiān)視電流、允許的最大報警電流、報警電流、保護范圍、工作環(huán)境條件等。點型火災探測器的探測區(qū)域內(nèi)的每個房間至少應設一只探測器。探測器的保護面積和保護半徑應按 GB50116-98 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。2) 手動火災報警按鈕在每個防火分區(qū)至少應設置一只。 從一個防火分區(qū)的任何位置到最鄰近的一個火災報警按鈕的步行距離不應大于30 米。 手動火災報警按鈕宜設置在公共活

5、動場所的出入口處， 按鈕應設置在明顯的和便于操作的部位，安裝在墻上時其底邊距地高度宜為 1.31.5 米，且應有明顯的標志。3) 火災報警控制器是火災自動報警系統(tǒng)的重要組成部分， 火災報警控制器擔負著為火災報警提供穩(wěn)定的工作電源；監(jiān)視探測器及系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)；接受、轉(zhuǎn)換、處理火災探測器輸出的報警信號；進行聲光報警；指示報警的具體部位及時間；同時執(zhí)行相應輔助控制等任務。在全戶內(nèi)布置的變電所內(nèi)，在主變壓器室、配電裝置室、電容器室、消弧線圈及接地變室、地下電纜 室、二次設備室、通信室等重要場所均應設置配套的離子感煙、定溫報警探測器，在主變本體、電纜隧道、 豎井、二次設備室及通信室活動地板下的電纜層

6、之間敷設感溫電纜。當變電所內(nèi)有火災發(fā)生或有煙氣散發(fā)時，火災報警主機發(fā)出報警聲光信號并顯示火災地點或聯(lián)動啟閉消防設備和通風設施。系統(tǒng)通過接點及數(shù)字通信接口接入變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，并遙信控制中心報警。這就是自動報警系統(tǒng)的工作過程，從中可見其在整個消防系統(tǒng)中的重要性。規(guī)范對報警系統(tǒng)形式規(guī)定的很原則，設計時應在符合基本原則的條件下，根據(jù)工程實際情況和聯(lián)動控制的復雜程度，對市場上的各類產(chǎn)品多加了解，選用較好的產(chǎn)品，以便設計出可靠的火災自動報警系統(tǒng)。二：滅火系統(tǒng)變電所內(nèi)的滅火系統(tǒng)有水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、移動式滅火系統(tǒng)等多種形式。水噴霧滅火系統(tǒng)一般設置在室外，在北方地區(qū)，會給設計、安裝、運行維

7、修等帶來許多問題。而氣體滅火系統(tǒng)尤其是1301 鹵代烷氣體滅火系統(tǒng)由于具有滅火效率高、無水漬、無腐蝕、不污染、毒性低、絕緣性強等優(yōu)點多年來被廣泛使用， 但 1971 年美國科學家提出氟氯烴類釋放后進入大氣層， 會在平流層中破壞對地球起屏蔽紫外線輻射作用的臭氧層。 1987 年 9 月聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在蒙特利爾會議上制定了限制對環(huán)境有害的五種氟氯烴類物質(zhì)和三種鹵代烷生產(chǎn)的蒙特利爾議定書。根據(jù)議定書的規(guī)定，發(fā)達國家到公元 2000 年將完全停止生產(chǎn)和使用氟里昂、鹵代烷和氟氯烴類物質(zhì)。人均消耗量低于0.3kg 的發(fā)展中國家，這一限期可延遲至2010 年。 我國作為議定書的簽約國和發(fā)展中國家， 也制定

8、了一系列政策逐步停止鹵代烷的應用。根據(jù)公安部消防局公消1996 169 號文 “關于印發(fā)哈龍?zhí)娲吠茝V應用的規(guī)定 ” ，對于應設置氣體滅火系統(tǒng)的場所推薦使用二氧化碳和惰性氣體滅火系統(tǒng)（即煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)），也可使用含氫氟烴（ FM200 ，七氟丙烷）的滅火系統(tǒng)。這些滅火系統(tǒng)都屬于潔凈藥劑滅火系統(tǒng)，所謂潔凈藥劑滅火系統(tǒng)是指由美國國家防火協(xié)會 （ NFPA ） 在它所制定的NFPA2001 標準中規(guī)定的一系列被稱為潔凈藥劑的滅火劑所構成的滅火系統(tǒng)。 NFPA2001 標準規(guī)定，所有被稱為潔凈藥劑的滅火劑都必須是氣態(tài)的，不導電，很容易揮發(fā)，并且在揮發(fā)后無任何殘留物。因此，如今在變電站的消防設計中，

9、若采用氣體消防，已不能再設計采用 1301 滅火系統(tǒng)，而是應該使用潔凈藥劑滅火系統(tǒng)中的某一類氣體消防系統(tǒng)。這些滅火系統(tǒng)與1301 系統(tǒng)的對比，可參見表1 。1） 二氧化碳滅火系統(tǒng)： 工業(yè)發(fā)達國家應用二氧化碳滅火系統(tǒng)時間較長。 二氧化碳來源廣泛、 價格低廉。二氧化碳以物理作用滅火，其中窒息作用為主，冷卻作用其次。可撲救的火災類型有：液體或可熔化的固體（如石蠟、瀝青）火災；固體表面火災及部分固體（如棉花、紙張）深位火災；電氣火災;氣體火災（滅火時不能切斷氣源的除外）；二氧化碳滅火系統(tǒng)的防護區(qū)大多是重點要害部位或是可能無人在場的場所。因此需要自動控制，但要 求在具有自動控制系統(tǒng)的同時應設有手動操作裝

10、置。手動裝置要設在防護區(qū)外或遠離保護對象的場所。此 外，需考慮兩種控制方式同時失靈時，有緊急手動啟動消防系統(tǒng)的裝置。二氧化碳系統(tǒng)防護區(qū)應采用機械 排風裝置，排風口設在防護區(qū)下部，進風口設在上部。根據(jù)保護對象空間是否封閉，二氧化碳滅火系統(tǒng)分 為全淹沒系統(tǒng)與局部施用系統(tǒng)兩種類型。全淹沒滅火系統(tǒng)使用的二氧化碳設計濃度為34%或更高，對人是致命濃度。所以在設有自動控制的防護區(qū)外，需設置噴射指示燈和自動手動轉(zhuǎn)換開關及專用的呼吸器，以 避免對人可能產(chǎn)生的危害。2）惰性氣體滅火系統(tǒng)（煙烙盡）：煙烙盡（INERGEN）藥劑是三種惰性氣體的混合物，即52%氮氣、40%瀛氣、8%二氧化碳。它是把氧氣濃度降低到不能

11、支持燃燒來撲滅火災。煙烙盡氣體噴放后氧濃度降低，二氧化碳濃度提高，促使加快人的呼吸頻率，使人員獲得更多的氧氣，保證即使有人在防護區(qū)也不至于產(chǎn)生危害。系統(tǒng)類型為全淹沒方式，設計時，應把滅火噴放情況下對處于保護區(qū)內(nèi)的人的危害減低到最低程 度。滅火劑以干燥有壓氣態(tài)方式貯存，滅火劑在管路中膨脹并噴放到保護區(qū)，系統(tǒng)設計應包括手動操作裝 置使得人可以操作，延遲藥劑噴放，讓人員可以撤離完畢和關閉保護區(qū)。3） FM200 （七氟丙烷）滅火系統(tǒng)：此種滅火系統(tǒng)是作為1301滅火系統(tǒng)的替代品出現(xiàn)的，它具有鹵代烷1301滅火劑的全部優(yōu)點，同時又對環(huán)境無害。FM2000滅火系統(tǒng)使用的設備、管道及配置方式與1301幾乎完

12、全相同。破壞臭1301遇火發(fā)生反應成熟氧層（一漠三氟甲切斷燃燒鏈快小低壓低有國家規(guī)范已不宜烷）使用尚未有國家規(guī)范FM2000降溫慢較低壓較使用NFPA綠色環(huán)（七氟丙烷）小高2001保標準尚未有國家規(guī)范煙烙盡窒息最最高壓高使用NFPA綠色環(huán)INERGEN慢大2001保標準遇火發(fā)生反應較較綠色環(huán)EBM氣溶膠切斷燃燒鏈快小低壓高尚未有國家規(guī)范保高壓系統(tǒng)常窒息較溫存放較綠色環(huán)二氧化碳冷卻慢大低壓系統(tǒng)低高已有國家規(guī)范保溫存放4） EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)：這是一種新型滅火系統(tǒng)。EBM氣溶膠是一種煙霧型全淹沒式滅火劑，由不含鹵族元素的固體含氧物質(zhì)合成，采用固體火箭推進技術，其結構設計以燃燒化學、空氣動力學為基

13、礎，點火燃燒時形成氣溶膠煙霧，并迅速向四周擴散。EBM氣溶膠釋放后，空間含氧量無明顯變化。此種滅火劑滅火效率高、無毒害、無污染、電絕緣性良好、設計安裝維護管理簡便可靠、存儲不需壓力容器、處于常溫常壓狀態(tài)。但EBM 氣溶膠釋放后能見度差，對火場逃生有不利影響。對于主變的消防系統(tǒng)，還可以采用主變排油注氮滅火系統(tǒng)。電力變壓器是變電站中最昂貴最重要的設備之一。變壓器本體內(nèi)含有大量的易燃性物質(zhì)，變壓器著火時，會將火噴至附近的設備，所以需要特別注意對變壓器的保護。變壓器爆炸及燃燒一般是因內(nèi)部絕緣破壞引起的，原因可能是過負荷、操作過電壓和雷電過電壓、絕緣逐漸退化、油位下降、潮濕或油酸解及絕緣套管損壞等。針對

14、這些情況，法國 SERGI 公司研制出變壓器防爆防火保護系統(tǒng)，通過在油剛一著火的時侯啟動滅火程序來防止變壓器爆炸及著火。目前我國已引進并進行了國產(chǎn)化，取得了較好的應用效果。此系統(tǒng)是通過兩種信號來啟動的，一是保護變壓器的斷路器跳閘和壓力釋放裝置動作；二是溫度保護和瓦斯保護動作。系統(tǒng)收到信號后，打開快速排油閥將壓力釋放，防止變壓器爆炸。同時關閉油枕斷流閥，使變壓器本體油位下降至頂蓋下方20 厘米，并將油枕內(nèi)的油與本體隔離。在油排出 3 秒后，氮氣從變壓器底部進入本體內(nèi)，氮氣的注入和在油中的攪拌，使得油溫立刻降低到閃點之下， 使火在 1 分鐘內(nèi)熄滅。注入氮氣將持續(xù)45 分鐘以冷卻變壓器本體及頂蓋，

15、防止重燃。主變排油注氮滅火系統(tǒng)集報警與滅火系統(tǒng)于一身，可防止變壓器爆炸，制造較簡單，價格較低，系統(tǒng)維護費用較小，但需對變壓器本體進行改造，一旦系統(tǒng)發(fā)生誤動作，對整個系統(tǒng)和變壓器的影響會很大。在變電所內(nèi)，除了配置氣體滅火系統(tǒng)外，還需根據(jù)房間面積和規(guī)范要求配置移動式滅火器。變電所的滅火器宜按中級危險和 B 類火災危險場所配置，撲救B 類火災的滅火器類型有：干粉滅火器；（國家標準中僅含碳酸氫鈉和磷酸銨鹽干粉滅火器）泡沫滅火器；鹵代烷滅火器；二氧化碳滅火器；在同一滅火器配置場所，宜配置操作方法相同的滅火器，以在滅火時避免混亂，且便于訓練和維修。不同種類滅火器應能相容，即要求滅火器充裝的滅火劑在同時或先

16、后滅火時，不應產(chǎn)生相互破壞而導致不利滅火的反作用。滅火器設置位置應明顯，便于取用和不影響安全疏散?？梢?，變電站內(nèi)可采用的滅火系統(tǒng)是多種多樣的，而且這些系統(tǒng)目前正在發(fā)展完善之中。為此，設計時應根據(jù)不同情況，充分考慮各種影響因素，做好經(jīng)濟技術評價，選擇可靠、經(jīng)濟、管理維護簡單的系統(tǒng)，保障變電所的安全運行。三：防火封堵系統(tǒng)防火封堵系統(tǒng)有防火門、防火閥、防火隔板、防火堵料和防火涂料。封堵的主要目的就是防止火災順電纜或建筑物通道燃燒，阻止火勢蔓延。防火門是在建筑物中，能不同程度阻止火災蔓延或延緩火災蔓延的門，設置在為達到防火分區(qū)的目的而設置的分隔設施 防火墻上。防火閥用于變壓器室的通風窗口，它與報警裝置聯(lián)動，在確認火災后，將在滅火系統(tǒng)啟動前關閉通風窗。此外變電所內(nèi)電纜從室外進入室內(nèi)的入口處、電纜豎井的出入口處、電纜接頭處、電纜夾層之間及長度超過 100 米的電纜溝和電纜隧道均應采取防