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　　氣體消防 IG 541 滅火系統(tǒng)在世博變電站的應(yīng)用

　　摘　要 :氣體消防 IG 541 滅火系統(tǒng)采用氮?dú)?、氬氣和二氧化碳作為滅火?,不會(huì)污染環(huán)境 ,不會(huì)損壞電氣設(shè)備。超高壓電網(wǎng)采用集控模式后受控站不安排值班運(yùn)行人員 ,滅火系統(tǒng)采用自動(dòng)控制非常重要。500 kV世博變電站引入該套消防滅火系統(tǒng)在世博會(huì)期間起到了十分重要的作用。介紹了該系統(tǒng)的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況 ,該項(xiàng)目的應(yīng)用 ,為自動(dòng)氣體消防滅火系統(tǒng)在變電站的推廣應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。

　　關(guān)鍵詞 :IG 541 氣體滅火系統(tǒng) ;變電站 ;吸氣式感煙探測(cè)器

　　合氣體 ,IG,213581k4,10V12.,V消550m防0 k滅3V8,火2I0G,3-系5V1202,0統(tǒng)1%0(.2O5(,I它6NGDm2是P5)4)上1,,-海4206地%1.,5區(qū)I m變,電中圖分類號(hào) :X934 　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼 :B

　　目前超高壓輸變電公司所轄變電站內(nèi)的消防設(shè)備主要有消防栓、滅火器、水噴淋系統(tǒng)等上海世博會(huì)期間世博變電站引入了一套混

　　站第一次采用自動(dòng)氣體消防滅火系統(tǒng)。本文將介紹該系統(tǒng)的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況。

　　1氣體滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　在 500 世博站共設(shè)有個(gè)氣體消防防護(hù)區(qū) ,它們分別是通信機(jī)室、號(hào)站用變室、號(hào)繼電器室、2 號(hào)繼電器室、站用電室和35 kV GIS 室。其中 , 站用電室位于地下層 , 2 號(hào)繼電器室位于地下層其余保護(hù)區(qū)位于地下 - 層大部分房間都是通信設(shè)備和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等較貴重的弱電設(shè)備。

　　氣體消防系統(tǒng)使用的范圍很廣幾乎適合所有封閉房間。因?yàn)樗臏缁鸾橘|(zhì)為氣體不導(dǎo)電 , 所以特別適合配置在含有大量電器設(shè)備的封閉房間。如通信機(jī)房、繼保室等。在電力系統(tǒng)特別是大型變電站有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　按照使用氣體的不同如今廣泛應(yīng)用的氣體滅火系統(tǒng)主要有七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)、G541 混合氣體滅火系統(tǒng)、二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)、三氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)等?？紤]到對(duì)臭氧耗損、溫室效應(yīng)排放等因素 , 500 kV世博變電站最終選用混合氣體滅火系統(tǒng)。

　　IG54 混合氣體由的氮?dú)狻?的氬氣和 8 %的二氧化碳組成個(gè)組成成分均為大氣基本成分,對(duì)臭氧耗損潛能值為零、溫室效

　　應(yīng)潛能值( GWP) 為零。

　　IG541 混合氣體消防系統(tǒng)采用窒息式滅火方式 ,滅火效果好 ;滅火時(shí)不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,不會(huì)污染環(huán)境、無(wú)毒、無(wú)腐蝕、電絕緣性能好 ;特別是滅火過(guò)程不噴射液體等導(dǎo)電介質(zhì) ,所以對(duì)電氣設(shè)

　　備沒(méi)有任何損傷3 ?；?合氣體3 IG25413在噴放時(shí)不產(chǎn)生霧,現(xiàn)場(chǎng)人員可以清楚地看到緊急出口。由于 IG541 混合氣體消防系統(tǒng)采用窒息滅火方式 , 因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的安全很不利 ,需要及時(shí)疏散到安全防護(hù)區(qū) ,這是應(yīng)用該系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)。另外 , IG541混合氣體消防系統(tǒng)投資較大 ,儲(chǔ)存氣體的鋼瓶需要專門的房間放置以及日常維護(hù)。

　　2滅火鋼瓶的配置

　　變電站滅火需要的 IG541 混合氣體量與防護(hù)區(qū)的空間體積成正比。通常 ,滅火劑混合氣體設(shè)計(jì)滅火體積濃度為 40 %,考慮到泄漏和留有一定的裕度 ,取系數(shù)為 130 %,滅火氣體鋼瓶的容積大約為2. 32 m 。根據(jù)500kV世博變電站各室的大小 ,可以算出應(yīng)有的鋼瓶配置量 ,參見表 1。

　　表1　500 kV世博變電站氣體滅火系統(tǒng)鋼瓶配置

　　層高面積凈容積滅火劑設(shè)計(jì)鋼瓶量防護(hù)區(qū)名稱

　　/ m/ m/ m用量/ m/ 瓶

　　通信機(jī)室5 560280145. 60 12 0號(hào)站用變室 5 77.9389.5202. 54 16

　　1號(hào)繼電器室 5 423.4 2 1171 101. 84 84 35kV GIS室 5 243.6 1 218633. 36 50

　　2號(hào)繼電器室 5250.21 376715. 5256

　　380V 站用電室 5136.5655.3340. 7626

　　3氣體消防滅火系統(tǒng)的配置

　　整個(gè)氣體滅火系統(tǒng)由藥劑儲(chǔ)存及噴放設(shè)施、

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　　火災(zāi)報(bào)警及控制設(shè)施兩部分組成。藥劑儲(chǔ)存及噴放設(shè)施主要由高壓氣體儲(chǔ)存鋼瓶、鋼瓶固定支架、瓶頭閥電動(dòng)及手動(dòng)啟動(dòng)器、防護(hù)區(qū)選擇閥、氣體輸送管道等設(shè)備組成 ;報(bào)警及控制設(shè)施主要由火災(zāi)探測(cè)器、氣體滅火系統(tǒng)控制盤、手動(dòng)開關(guān)、緊急停止開關(guān)、手動(dòng)/ 自動(dòng)選擇開關(guān)、警鈴、蜂鳴器及閃燈等設(shè)備組成。系統(tǒng)具有自動(dòng)/ 手動(dòng)均噴放氣體滅火 ,并報(bào)告火災(zāi)危險(xiǎn)和反饋系統(tǒng)狀態(tài)等功能。

　　在 500 kV 世博站地下 - 6. 5 m 層 ,專門設(shè)氣

　　氣溶膠生成等無(wú)可見煙霧生成階段2) 進(jìn)行探測(cè)與體滅火鋼瓶室一間 ,房間內(nèi)放置 IG 541 氣體滅火系統(tǒng)所需的混合氣體鋼瓶 ,共 84 瓶。當(dāng)某一防護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí) ,感應(yīng)檢測(cè)裝置檢測(cè)到火災(zāi)信息 , 啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警及控制裝置 ,經(jīng)過(guò)報(bào)警及控制設(shè)施的邏輯判斷及延時(shí)之后 ,啟動(dòng)氣體鋼瓶及噴放設(shè)施 ,大量釋放混合氣體通過(guò)氣體輸送管道和防護(hù)區(qū)選擇閥到達(dá)相應(yīng)的防護(hù)區(qū) ,并通過(guò)防護(hù)區(qū)內(nèi)裝設(shè)的噴頭和噴嘴釋放氣體 ,在1 min之內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)濃度 ,通過(guò)窒息方式實(shí)施滅火。

　　500 kV 世博站主要采用了吸氣式感煙探測(cè)器。火災(zāi)初期有一個(gè)陰燃的階段 ,在陰燃階段會(huì)產(chǎn)生大量的煙和少量的熱 ,但很少甚至沒(méi)有火焰輻射的區(qū)域。吸氣式感煙探測(cè)器通過(guò)分布在被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的采樣管網(wǎng)采集空氣樣品 ,經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置濾去灰塵之后 ,送至一個(gè)激光探測(cè)器 ,空氣樣品在探測(cè)器中經(jīng)分析 ,將空氣中燃燒產(chǎn)生的微粒加以測(cè)定 ,由此給出準(zhǔn)確的煙霧濃度值 ,并根據(jù)使用者事先設(shè)定的報(bào)警煙霧濃度值發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。

　　吸氣式感煙探測(cè)器具有極高的靈敏度 ,探測(cè)靈敏度調(diào)節(jié)范圍可達(dá) 0. 005 %～20 % ,而點(diǎn)型感煙探測(cè)器靈敏度只有 3 %～5 %。吸氣式感煙探測(cè)器能夠在火災(zāi)初期 (過(guò)熱、悶燒、或低熱輻射和

　　報(bào)警 ,可以在火災(zāi)發(fā)生早期發(fā)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)的常規(guī)火情 ,甚至可以發(fā)現(xiàn)由于線路過(guò)載產(chǎn)生的微小煙霧 , 報(bào)警時(shí)間比傳統(tǒng)探測(cè)設(shè)備大大提早 ,在火災(zāi)生成初期就能消除火災(zāi)隱患 ,使火災(zāi)損失降到最小。

　　4氣體消防滅火系統(tǒng)的控制策略

　　當(dāng)火災(zāi)引起某一防護(hù)區(qū)內(nèi)的探測(cè)器動(dòng)作 ,報(bào)警信號(hào)經(jīng)控制盤送至消防主監(jiān)控盤 ,關(guān)閉該區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng) ,并啟動(dòng)該防護(hù)區(qū)內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈進(jìn)行氣體預(yù)噴放聲光報(bào)警 ,告知防護(hù)區(qū)內(nèi)的工作人員發(fā)生火災(zāi)和滅火氣體即將噴放 ,并應(yīng)盡快

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　　撤離。30 s后 ,控制系統(tǒng)打開相應(yīng)數(shù)量的氣體儲(chǔ)瓶瓶頭閥電磁啟動(dòng)器和有關(guān)防護(hù)區(qū)選擇閥 ,將氣體經(jīng)組合分配管路和噴頭均勻輸送至該防護(hù)區(qū) , 在60 s之內(nèi)達(dá)到最小設(shè)計(jì)濃度的 95 % ,從而迅速滅火。同時(shí) ,設(shè)在氣體輸送管路上的壓力開關(guān)動(dòng)作信號(hào)反饋至消防控制盤 ,確認(rèn)氣體釋放。

　　500 kV 世博站的 IG2541 氣體滅火系統(tǒng)的消

　　系統(tǒng)具有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和機(jī)械應(yīng)急操作三種啟動(dòng)方式。每個(gè)保護(hù)區(qū)氣體滅火系統(tǒng)還可以在控制盤或消防主監(jiān)控盤上遙控啟動(dòng) ,特殊情況下 ,還可在鋼瓶站通過(guò)各保護(hù)區(qū)所對(duì)應(yīng)的手動(dòng)啟動(dòng)器緊急機(jī)械啟動(dòng)。

　　當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)延時(shí)噴放階段 ,如發(fā)現(xiàn)是誤動(dòng)作 ,或確有火災(zāi)發(fā)生但用手提式滅火器即可撲滅時(shí) ,可按下門外的緊急停止開關(guān) ,使系統(tǒng)暫時(shí)停止噴放氣體。

　　氣體消防滅火的流程

　　此外 ,保護(hù)區(qū)的每個(gè)出入口外側(cè)還設(shè)置手動(dòng)/ 自動(dòng)選擇開關(guān)、緊急停止開關(guān)和電氣式手動(dòng)開關(guān) , 其中手動(dòng)/ 自動(dòng)選擇開關(guān)正常時(shí)為自動(dòng)狀態(tài) ,也可將其切換至手動(dòng)狀態(tài) ,如發(fā)生火警 ,先由工作人員進(jìn)行視覺檢查 ,然后決定是否采用手提式滅火器滅火 ,或打開門外的電氣式手動(dòng)開關(guān) ,氣體滅火系統(tǒng)將不經(jīng)過(guò)延時(shí)而直接啟動(dòng)滅火。

　　對(duì)于設(shè)有氣體滅火裝置的電氣設(shè)備房 ,進(jìn)出電氣設(shè)備房的通風(fēng)管道上 ,設(shè)置具有電信號(hào)和 70 ℃自動(dòng)關(guān)閉和具有自動(dòng)復(fù)位功能的防火排煙隔斷擋板。在設(shè)有氣體滅火裝置的電氣設(shè)備室 ,其通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組和防火排煙隔斷擋板(如有) 由消防控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)火災(zāi)探測(cè)

　　在電力系統(tǒng)的日常生產(chǎn)過(guò)程中 ,電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的崗位操作技能被認(rèn)為是影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性的一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式缺乏真實(shí)感 ,主要采用與實(shí)際變電站 1∶1 的開關(guān)控制屏和保護(hù)屏硬件組成培訓(xùn)系統(tǒng)主控室和保護(hù)室 ,投入成本高、操作復(fù)雜、速度慢 ,培訓(xùn)效果差強(qiáng)人意?，F(xiàn)在普遍采用的是對(duì)全站進(jìn)行純軟件模擬的方式 ,包括開關(guān)控制屏、保護(hù)屏、模擬屏、室內(nèi)外設(shè)備的三維模型仿真 ,經(jīng)濟(jì)、功能全面、可移植性、可操作性強(qiáng) ,使學(xué)員操作技能培訓(xùn)變得更加直觀

　　系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)控制。當(dāng)房間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí) ,由消防控制中心發(fā)出信號(hào) ,自動(dòng)關(guān)閉房間內(nèi)的防火隔斷擋板、停運(yùn)空調(diào)設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備。當(dāng)火災(zāi)熄滅時(shí) ,由消防控制中心發(fā)出信號(hào) ,打開排煙擋板、事故排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙。排煙結(jié)束后 ,恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　現(xiàn)今上海超高壓電網(wǎng)采用的是集控模式 ,部分的受控站由集控站集控 ,受控站本身不安排值班運(yùn)行人員。受控站的消防如果采用傳統(tǒng)的自動(dòng)噴淋系統(tǒng) ,一旦發(fā)生火災(zāi)噴淋系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng) ,噴淋水對(duì)于繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)備將是致命的打擊 ,即使火災(zāi)得到及時(shí)控制 ,這些貴重的弱電設(shè)備也無(wú)疑將全部報(bào)廢 ,損失巨大。

　　對(duì)于未配置自動(dòng)噴淋裝置的變電站 ,發(fā)生火災(zāi)后必須由運(yùn)行人員或者消防人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行撲滅 ,這些貴重的電氣設(shè)備也不可能得到充方便。在變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法上 ,現(xiàn)在各高電壓等級(jí)地上變電站都已采用二維界面與三維界面結(jié)合的方式進(jìn)行模擬仿真 ,在實(shí)現(xiàn)方法上各有不同 ,功能也基本滿足地上變電站培訓(xùn)要求。但由于靜安世博地下變電站是我國(guó)第一座 500 kV 等級(jí)的超高壓地下變電站 ,沒(méi)有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。500 kV 地下變電站采用的設(shè)備、技術(shù)都有其獨(dú)特性 ,比如大容量水冷變壓器的應(yīng)用、戶內(nèi)絕緣母線或通管的應(yīng)用、超高壓電纜的應(yīng)用以及復(fù)雜地下輔機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用 ,造成了地下

　　分保護(hù) ,有可能毀于火災(zāi)。在日后大集控運(yùn)行模式下 ,更有必要加強(qiáng)消防配置 ,減少火災(zāi)損失。

　　500 kV世博站采用的 IG541 氣體滅火系統(tǒng)是上海地區(qū)變電站第一次采用自動(dòng)氣體消防滅火系統(tǒng) ,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行實(shí)踐為推廣自動(dòng)氣體消防滅火系統(tǒng)積累了成功的經(jīng)驗(yàn),也表現(xiàn)出自動(dòng)氣體消防滅火在其他變電站中廣闊的應(yīng)用前景。

　　現(xiàn)階段對(duì)于每個(gè)受控站,可考慮在繼保室、通信室、控制室這 3 個(gè)房間內(nèi)配置氣體消防滅火系統(tǒng) ,而其他設(shè)備房間可根據(jù)具體情況選用氣體消防滅火系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代變電站自動(dòng)化程度越來(lái)越高 ,無(wú)人化運(yùn)行越來(lái)越普及 ,氣體消防 IG541 滅火系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì) ,必將得到更加廣泛的應(yīng)用。

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