变压器火灾的消防保护

刘建忠，党 玲，谢 敏，魏 峰

西安核设备有限公司，陕西西安 710021

变压器火灾的消防保护

刘建忠，党 玲，谢 敏，魏 峰

西安核设备有限公司，陕西西安 710021

介绍了变压器火灾、变压器的火灾保护形式比较、泡沫喷雾灭火装置的优缺点。

变压器火灾；泡沫喷雾灭火装置

变压器是发电厂和变电站内最重要的设备。在发电厂和变电所中，各种大中小型油浸变压器使用特别多，而且这些变压器的安全问题直接影响到电厂变电所的正常运行，特别是电厂的主变、高压厂用变、启动备用变等更是发电厂的核心设备，一旦发生火灾，直接影响电厂机组运行，而且威胁到周围建筑设备和人员的安全。因此，必须对电厂及变电所重要的变压器设置消防保护系统。

1 变压器介绍

1）变压器主体，即变压器器身，由浸于变压器绝缘油油箱中的铁芯和绕组线圈构成；2）变压器绝缘油及管路系统；3）贮油柜，又称膨胀油箱或油枕，位于变压器器身上方；4）冷却器（或散热器），变压器冷却器有风冷却器、水冷却器、片式散热器等，通过冷却器连接管与主油箱相连，用于冷却并降低油箱内的绝缘油的油温。冷却器可与器身紧接在一起，也可单独另外布置；5）高压套管，位于器身之上，端部带电，温度较高；6）低压套管；7）高压中点套管，又称中性点；8）调压开关；9）放油阀，位于器身油箱底部；10）主控制箱；压力释放阀，安全气道，净油器等。对于电压等级较高的变压器，除高低压套管外，还可能有中压套管。

2 变压器火灾

油浸变压器是一种多油电器设备（闪电130℃～140℃的可燃液体），当长期负荷运行或发生故障产生电弧时，将使变压器内的绝缘油迅速发生热分解，析出氢气、甲烷、乙烯等可燃气体，压力骤增，造成变压器外壳或高压套管处爆裂而大量喷油，一旦火灾发生油从箱体开裂处喷出，在变压器外部燃烧；或者析出的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合物，在电弧或火花的作用下极易引起燃烧爆炸，变压器爆炸后，火灾将随高温变压器油的流淌而蔓延，容易形成大范围的火灾。充有可燃油的高压电容器、多油开关等，也有较大的火灾危险性。变压器内部一旦短路发生，变压器油箱内在极短的时间内（有的不到1s）便形成一个高温高压的空间，并随即爆炸起火。

因此，运行中的变压器存在有燃烧或爆裂的可能。

3 消防保护形式

目前，油浸变压器的消防灭火介质和系统型式较多，通常采用水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统、排油注氮装置等。

由于变压器一般安装在缺水、寒冷、风沙大、运行条件恶劣的地区，使用传统的水喷雾灭火系统灭火效果不佳，且费用相对较高。因此产生了泡沫喷雾灭火装置和排油注氮灭火装置。

水喷雾灭火系统 泡沫喷雾灭火装置 排油注氮灭火装置不适于寒冷地域 适于缺水、寒冷地域使用场所适于新建、扩建、改建的变压器保护仅适用于新建、扩建的变压器，不适用于改建工程(因为排油注氮灭火装置需在变压器本体上开N2管道进出口，对于运行过的变压器是不允许的)

成本次之因为水喷雾系统可进行组合分配，即一套灭火装置可保护多个变压器但保护多个变压器时成本最高因为本灭火系统只能是单元独立系统，即一套产品只能保护一个变压器成 本成本最低因为泡沫喷雾系统可进行组合分配，即一套灭火装置可保护多个变压器;且系统动力源采用氮气，比水喷雾灭火系统的供水系统成本降低了好多倍但保护单个变压器时成本最高因设大型的蓄水池、水泵、控制阀门及管道等成本较低（对于110KV的变压器其造价约二十万）由于泡沫预混液贮罐采用耐腐蚀的不锈钢材料制造。【GA834-2009泡沫喷雾灭火装置5.2条】成本低（对于110KV的变压器其造价约十几万）灭火效果较好具有水喷雾灭火系统的表面冷却、窒息、乳化、稀释效果最好具有水喷雾灭火系统的表面冷却、窒息、乳化、稀释效果；还具有泡沫的坚韧和牢固防护膜的遮断和窒息作用较好“预防为主、防消结合”.本系统原理是：注入氮气冷却故障点，稀释空气中氧气的过程；变压器火灾后大部分有箱体开裂现象一旦火灾发生油从箱体开裂处喷出，在变压器外部燃烧。该装置将不能发挥作用。总述缺点：水喷雾灭火系统喷放时用水量大，其周围需要建设消防水池等储水设施，但某些场所不能提供这样的储水设施。优点：泡沫喷雾灭火装置，用水量不大，且不需要对变压器设备进行改造的高效灭火装置。缺点：1、排油注氮灭火系统需对变压器进行改造，其灭火系统管道需与变压器连接，且相互联通，会对其结构进行相应破坏，使变压器寿命降低；且易引起变压器漏油。2、 排油注氮灭火装置在误动作或正常灭火的情况下，注入的氮气压力在0.6～0.8MPa,可能造成变压器主体损坏；且不能正常供电。

4 系统简介

泡沫喷雾灭火装置是以惰性气体作为动力源，以优良泡沫为灭火剂，以水雾喷头良好的雾化效果为喷洒装置的灭火装置。

4.1 系统组成

泡沫喷雾灭火装置主要由贮液罐、泡沫灭火剂、动力瓶组、驱动瓶组、减压装置、分区阀、单向阀、泡沫喷雾喷头、控制盘、信号反馈装置、管网等部件组成。

4.2 工作原理

泡沫喷雾灭火装置是采用泡沫预混液作为灭火剂，通过气体顶压的方式，在一定压力下使灭火剂通过专用的泡沫喷雾喷头喷射到灭火对象上，实现迅速灭火的一种新型灭火装置。该装置吸取了水喷雾灭火和泡沫灭火的特点，借助水雾和泡沫的冷却、窒息、乳化、隔离等综合作用实现迅速灭火。

5 结论

综上所述，可以看出泡沫喷雾灭火装置是一种“高效、经济、安全、环保”的灭火系统，将被广泛应用在独立变电站的油浸电力变压器（尤其是寒冷和压力水源困难地区的变压器和布置在室内及地下的变压器）变压器的消防保护中。

[1]GB50016-2006 建筑设计防火规范.

[2]GB50029-2006 火力发电厂与变电站设计防火规范.

[3]GB50219-95 水喷雾灭火系统设计规范.

[4]GB50016-1998 火灾自动报警系统设计规范.

[5]GB50151-2010 泡沫灭火系统设计规范.

TM4

A

1674-6708（2011）50-0157-02

刘建忠，工程师，工作单位：西安核设备有限公司，从事消防专业技术工作