浅谈城市户内变电站的消防灭火系统设计

何伟就

【摘 要】 户内变电站越来越普遍，相应的消防安全也日趋严峻，配置的消防设施随着不断增加，系统的安装和投产后的运行管理越发重要。本文从设计的角度，介绍了户内变电站消防灭火系统的组成和各部分设计的原则，并提出消防灭火系统的设计需要贯穿设计全过程和各专业的紧密配合。

【关键词】 户内GIS变电站 消火栓系统 七氟丙烷灭火系统 合成型泡沫喷雾灭火系统

随着经济的高速发展，城镇对电力供应的要求也越来越高，供电负荷的猛增，使深入城市中心的变电站越来越多。为了缓解城市中心地区用地紧张、减少建筑面积、控制工程造价及与城市环境规划相协调，许多城市变电站普遍采用室内变电站的建筑方式，GIS配电设备及主变压器等所有变配电及控制等电气设备均设在户内配电装置楼内。室内变电站占地面积小、美观、容易与周围环境相协调，但同时存在的消防安全问题也越来越突出，必须引起高度重视，否则一旦发生火灾除危及本身外还会波及周围的建筑造成重大事故。

结合户内GIS变电站的特点及近年来发生的电气火灾事故的经验教训，严格根据规范及“预防为主，防消结合”的原则设计变电站的消防灭火系统是抑制变电站火灾事故扩大、减少停电范围的有效手段。本文结合户内变电站消防灭火系统的构成，简要阐述变电站消防灭火系统的设计原则。

1 概述

按照《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）等相关规范，户内GIS变电站消防系统的设计可分为火灾自动报警及联动控制系统；消防给水系统；主变压器设置合成型泡沫喷雾灭火系统；户内配电装置楼油浸式电容器室设置七氟丙烷灭火系统；移动灭火装置系统等几部分内容。

2 火灾自动报警及联动控制系统

全站集中设置一套火灾自动报警系统，采用编码传输总线制火灾报警系统，一般包括自动报警控制器、各类火灾探测器、手动报警按钮、隔离模块、信号模块、联动控制模块等设备。自动报警控制器容量应满足变电站终期建设规模要求，并应具有通信串行口或网口与站内监控系统或图像监视系统连接，以实现火灾报警部位信号和联动控制状态信号的实时监视。 火灾探测报警范围应包括主控制室、通信室、蓄电池室、GIS高压室、10kV配电装置室及主变压器、电容器室等处，并根据安装位置的特点和电气设备的特性选用不同的智能火灾探测器。火灾自动报警系统应由站内交流不间断电源系统提供专用回路供电。

联动要求：本系统必须能联动控制主变合成型泡沫喷雾灭火系统、电容器室七氟丙烷灭火系统等固定自动灭火装置，能传输探测、控制和反馈信号。

3 消防给水系统

城市户内变电站的消防给水系统包括室内、外消火栓系统。

3.1 室外消火栓系统

户内配电装置楼和主变压器均设置室外消火栓系统。户内配电装置楼的火灾危险性为丙类，耐火等级为一级，根据建筑物的体积可确定其室外消防水量；火灾延续时间均为3h。由于地处城市中心，户内变电站的室外消火栓给水管道采用低压系统，与站内生活给水系统共用管道，在户内配电装置楼周围设置DN150埋地生活消防环管及地上式消火栓，在变电站周围不同的市政给水管道分别引接一根DN150引入管与站内埋地生活消防环管连接，两路市政给水管道供水压力均大于0.15MPa。地上式消火栓布置间距不大于60m。

3.2 室内消火栓系统

户内配电装置楼的火灾危险性为丙类，耐火等级为一级，根据建筑物的高度和体积可确定其室内消防水量，其火灾延续时间为3h。室内消火栓给水管道采用临时高压系统，独立设置，给水管道连成环状，设置两条进水管与消火栓给水泵连接，在方便消防车使用的地方设置1—2套水泵接合器。户内配电装置楼各层均设置消火栓，确保每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位，最不利室内消火栓水枪充实水柱不小于13m，室内消火栓箱内设有消火栓口、水枪、水龙带、破玻按钮等设备。屋顶设置试验和检查用消火栓及重力自流消防水箱。

4 合成型泡沫喷雾灭火系统

户内变电站的主变压器设置合成型泡沫喷雾灭火系统。

合成型泡沫喷雾灭火系统主要有储液罐、合成泡沫灭火剂、电磁控制阀、氮气 启动源、氮气动力源、减压阀、安全阀、水雾喷头和管网等部件组成。 合成型泡沫喷雾灭火系统是采用合成型灭火剂和水按一定比例混合储存于储液罐中。火灾时，通过火灾自动报警联动控制或手动控制，启动高压氮气动力源，氮气推动储液罐内的合成型灭火剂，经管道和喷头雾化后，将其喷射到灭火对象上，借助水雾和泡沫的冷却、窒息、乳化、隔离等综合作用，实现迅速灭火的目的。 合成型泡沫喷雾灭火系统采用了气体灭火系统的启动方式，采用氮气钢瓶作为动力源，在气压作用下，不需要设置复杂的泡沫发生器和混合器，即产生发泡倍数达8倍的泡沫。合成型泡沫喷雾灭火系统不仅提高了灭火效果，由于灭火剂存在储 液罐中，灭火系统的管路为干式管，这样灭火系统不需要定期试喷，还能在缺水和寒冷地区中使用，不必设置专用供、排水设备。因此系统占地小，投资节省，设备安装、操作、维修简单方便。 合成型泡沫喷雾灭火系统兼具泡沫和水喷雾灭火系统的优点，是一种高效、安全、经济的灭火系统，在油浸电力变压器（特别是寒冷和缺水地区）消防中得到广泛应用。

5 七氟丙烷灭火系统

户内配电装置楼油浸式电容器室设置七氟丙烷灭火系统，采用全淹没式组合分配系统。

七氟丙烷储瓶间内设一套储存及驱动装置，主要包括以下设备：储存瓶组、驱动瓶组及相应各防护区的管道和阀门。

七氟丙烷灭火系统设有自动控制、手动控制和机械应急操作。自动控制时，电容器室火灾控测系统探测到火灾后，向消防控制中心发出信号，连锁启动相应防护区的启动瓶，从而打开相应的贮存瓶及分配阀，启动动气体灭火系统；手动控制时，可在消防控制中心远程启动相应防护区的启动瓶，从而打开相应的贮药瓶及分配阀，启动气体灭火系统：机械应急操时可在启动瓶旁手动机械启动相应的启动瓶，从而打开相应的贮药瓶及分配阀，启动气体灭火系统。在各防护区的门口均设置自动与手动的转换开关。

6 移动灭火装置系统

户内变电站除设置上述的灭火系统以外，还需要根据各个房间的功能、面积及规范要求配置移动式灭火器。按照《建筑灭火器设置规范》，户内变电站的灭火器宜按严重危险等级，配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。

在主变压器附近设置消防小室，小室内除配置推车式磷酸铵盐干粉灭火器，及以下设备：消防砂池、消防铲、消防桶、消防斧等设施。

总之，变电所的消防系统是一个独立的综合性系统。以上各方面并不能包含消防系统设计的全部内容，设计人员在设计过程中，从总平面布置、电气设备选型开始，就始终要将消防设计贯穿其中，建筑、结构、电气、给排水、采暖空调等各个专业要协同配合，共同努力，全面考虑，力求使得变电所消防系统设计做到安全可靠、经济合理，为日后变电所的安全运行打下良好的基础。

参考文献

[1] 《建筑设计防火规范））GB50016-2006

[2] 《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）

[3] 《泡沫喷雾灭火装置》（GA834-2009）

[4] 《变电所给水排水设计规程》DL/T 5143-2002

[5] 《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）

[6] 《变电所总布置设计技术规程》（DL/T5056-2007）

[7] 《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）

[8] 《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）

[9] 《电力设备典型消防规程》（DL 5027-1993）