1油浸變壓器火災(zāi)的特點(diǎn)1.1油浸變壓器火災(zāi)的危害性油浸變壓器是發(fā)電廠(chǎng)和變電所的主要電氣設(shè)備，一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域內(nèi)的電力網(wǎng)癱瘓。

　　1.2引起變壓器火災(zāi)的原因目前，發(fā)電廠(chǎng)和變電所的電力變壓器通常是油浸變壓器。本體內(nèi)的變壓器油是作為絕緣、冷卻劑和隔熱用的可燃液體。變壓器運(yùn)行時(shí)的工作油溫一般在50~ 70C左右，當(dāng)溫度達(dá)到400C時(shí)就開(kāi)始產(chǎn)生輕微的分解，當(dāng)過(guò)熱溫度超過(guò)800C時(shí)，變壓器油幾乎全部分解為氫、甲烷和乙炔。電力變壓器故障時(shí)，硅鋼片的層間絕緣被破壞、鐵芯發(fā)熱，使變壓器鐵芯產(chǎn)生局部過(guò)熱，其溫度可高達(dá)800C以上；而變壓器的高能放電可使局部溫度高達(dá)3000C變壓器在高溫作用下所生成的可燃?xì)怏w，有的直接進(jìn)入變壓器油枕上部的空間；有的被變壓器油溶解（使變壓器油的絕緣強(qiáng)度降低）后再部分的釋放出來(lái)；這樣在變壓器油枕上部空間內(nèi)就積聚了大量的可燃?xì)怏w，使變壓器油的閃點(diǎn)降低。如果變壓器的繼電保護(hù)拒絕動(dòng)作或動(dòng)作不及時(shí)，將使變壓器油的溫度在極短的時(shí)間內(nèi)以極快的速度上升，迅速加的被氣化的變壓器油體積急劇膨脹，一旦變壓器的器身有薄弱部位（如變壓器瓷套管、器身焊縫、防爆口等處）將破成裂口，使變壓器油及產(chǎn)生的可燃?xì)怏w一起從裂口中噴出，噴出的變壓器油及可燃?xì)怏w的混合物在與空氣摩擦接觸后，就產(chǎn)生火焰或爆炸。如：1989年8月8日安徽洛河電廠(chǎng)升壓站的250MVA單相變壓器因高壓繞組線(xiàn)圈換位處對(duì)變壓器鐵芯放電而突然爆炸起火，油箱開(kāi)裂。

　　1987年6月5日山東淄博魏家莊220kV變電所的1臺(tái)120MVA的自耦變壓器起火。事故的起因是高壓線(xiàn)路短路，著火點(diǎn)在變壓器套管處，油枕不斷向起火點(diǎn)處供油，使火越燒越旺。1991年江蘇諫壁電廠(chǎng)9號(hào)主變的火災(zāi)事故也屬于這一類(lèi)型。

　　2變壓器的消防措施在9CMW及以上可燃油油浸電廠(chǎng)電力變壓器或單臺(tái)容量在125MW及以上的獨(dú)立變電所可燃油油浸電力變壓器應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。同時(shí)注明當(dāng)設(shè)置在缺水或嚴(yán)寒地區(qū)時(shí)，應(yīng)采用其他滅火系統(tǒng)。

　　經(jīng)當(dāng)?shù)叵辣O(jiān)督部門(mén)及建設(shè)單位認(rèn)可的情況下，可采用排油注氮滅火系統(tǒng)。

　　氣體、泡沫等其他滅火系統(tǒng)在以上消防措施中，針對(duì)電廠(chǎng)與變電所油浸變壓器，采用水噴霧消防系統(tǒng)或排油注氮消防系統(tǒng)是變壓器消防主要的方式，選擇時(shí)通過(guò)綜合比較后確定其3水噴霧消防系統(tǒng)3.1消防機(jī)理水噴霧消防系統(tǒng)是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細(xì)小的不連續(xù)的間斷水霧滴進(jìn)行滅火或防護(hù)冷卻的一種固定滅火系統(tǒng)。

　　水噴霧主要是通過(guò)表面冷卻、窒息及乳化等作用對(duì)變壓器火災(zāi)進(jìn)行滅火的。），1994年畢業(yè)于沈陽(yáng)建筑大學(xué)，福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院工程師，長(zhǎng)期從事發(fā)電廠(chǎng)與變電所水工工藝及消防設(shè)計(jì)工作。

　　能源與環(huán)境相同體積的水以水霧滴形態(tài)噴出時(shí)表面積大了幾百倍，因此噴射至燃燒油表面時(shí)會(huì)吸收大量的熱而迅速汽化，從而使變壓器油表面溫度迅速降低，使熱分解結(jié)束，中止燃燒。

　　水霧滴汽化后形成原體積1680倍的水蒸汽，可降低變壓器周?chē)諝庵械难鯕夂?，抑制燃燒?p>　　當(dāng)水霧滴噴射到正在燃燒的油表面時(shí)，由于水霧滴的沖擊，在油表層造成攪拌作用，從而造成油表層的乳化。由于乳化層的不燃燒性，將中斷燃燒。乳化層在噴射停止后仍能保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，可防止復(fù)燃。

　　而且，由于水噴霧消防系統(tǒng)不會(huì)造成液體飛濺、電氣絕緣度高的特點(diǎn)，因此在變壓器的消防中被廣泛應(yīng)用。

　　32水噴霧消防系統(tǒng)工作原理（以纜式感溫電纜探測(cè)、自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)方式為例）當(dāng)主變壓器發(fā)生火災(zāi)時(shí)，纜式感溫電纜將火警信號(hào)傳至主控室消控盤(pán)，聯(lián)動(dòng)打開(kāi)對(duì)應(yīng)的雨淋閥，雨淋閥打開(kāi)后，管道內(nèi)的壓力下降，穩(wěn)壓設(shè)備開(kāi)始投入運(yùn)行，因穩(wěn)壓泵流量有限，壓力將迅速下降，當(dāng)降至設(shè)定值時(shí)，消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)。從火災(zāi)報(bào)警至水噴霧管道噴出水霧，時(shí)間不超過(guò)45s. 3.3系統(tǒng)占地面積（以配套3臺(tái)180MVA容量主變的220kV變電所為例）總占地面積約為196. 3.4系統(tǒng)造價(jià)（以配套3臺(tái)180MVA容量主變的220kV變電所為例，含施工費(fèi)）消防泵房土建造價(jià)：114000元設(shè)備及管道：228879元消防水池、砂池及滅火器：150005元雨淋閥間：60000元（5）室外消防管道、鋼結(jié)構(gòu)、管道支架及噴射器：4排油注氮消防系統(tǒng)41消防機(jī)理根據(jù)前面論述的變壓器火災(zāi)的原因可知，在變壓器短時(shí)或持續(xù)性故障時(shí)間里，如果產(chǎn)生的可燃?xì)怏w數(shù)量或壓力超過(guò)變壓器的容許值時(shí)，將發(fā)生爆炸，并從變壓器器身的薄弱環(huán)節(jié)噴射出來(lái)而造成火災(zāi)。經(jīng)調(diào)查和分析可知，在變壓器火災(zāi)的案例中從故障到爆炸的過(guò)程往往不到1s.排油注氮方案是通過(guò)壓力探測(cè)或溫度感應(yīng)和電氣保護(hù)同時(shí)動(dòng)作后，在0.5s內(nèi)啟動(dòng)排油系統(tǒng)，排掉部分油，降低本體內(nèi)的壓力，同時(shí)關(guān)閉油枕連接本體的斷流閥，并在3s后從變壓器底部充氮?dú)猓捎诘獨(dú)獗旧淼牡蜏睾筒蝗夹?，通過(guò)在油內(nèi)的上升、攪拌和覆蓋，降低油溫，并隔絕空氣，起到防火、防爆及滅火的作用。

　　4.2系統(tǒng)工作原理當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)到變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的高壓力（通過(guò)壓力控制器檢測(cè)）或檢測(cè)到變壓器發(fā)生火災(zāi)（通過(guò)溫感火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)）和電氣保護(hù)（重瓦斯等）的信號(hào)時(shí)，在0.2s內(nèi)啟動(dòng)排油注氮設(shè)備。由于排油注氮系統(tǒng)比較突出的特點(diǎn)就是防爆因此在火災(zāi)之前就應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)，這就要求系統(tǒng)動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確，不能誤動(dòng)作而排掉變壓器內(nèi)部的油而造成巨大的損失。壓力探測(cè)器或溫感探測(cè)器信號(hào)與斷路器跳閘以及重瓦斯等電氣保護(hù)信號(hào)同時(shí)動(dòng)作的目的就是在于強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，在保證可靠性的前提下比較大限度地防止系統(tǒng)誤動(dòng)作。

　　設(shè)備在收到故障信號(hào)后，在0.2s內(nèi)打開(kāi)快速排油閥，將變壓器箱體內(nèi)部的油排至事故排油系統(tǒng)，同時(shí)關(guān)閉斷流閥將油枕的油與本體隔離，使變壓器本體的油位下降從而降壓。在油排出3s后，氮?dú)鈴淖儔浩鞯撞孔⑷氡倔w內(nèi)，氮?dú)夂陀偷臄嚢枋构收蠀^(qū)域的油溫降低，并充滿(mǎn)上部空間防止空氣進(jìn)入，氮?dú)膺B續(xù)注入30min以上，冷卻變壓器本體及頂蓋，防止復(fù)燃。

　　4.3系統(tǒng)占地面積（以配套3臺(tái)18CMVA容量主變的220kV變電所為例）4.4系統(tǒng)造價(jià)（以配套3臺(tái)18CMVA容量主變的220kV變電所為例）排油注氮設(shè)備：750000元合計(jì)：880000元5系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)5.1水噴霧消防系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)是：能有效地?fù)錅缱儔浩骰馂?zāi)，經(jīng)消防實(shí)例驗(yàn)證是有效的變壓器火災(zāi)消防措施。

　　安全生產(chǎn)總造價(jià)較低，3臺(tái)主變壓器所配設(shè)的消防總造價(jià)為65.8萬(wàn)元，兩臺(tái)主變壓器所配設(shè)的消防總造價(jià)約為63萬(wàn)元。

　　防爆性能較差。本方案是通過(guò)纜式感溫電纜或閉式噴頭探測(cè)變壓器本體外殼的溫度連鎖啟動(dòng)水噴霧系統(tǒng)的，由于變壓器發(fā)生故障到發(fā)生爆燃的時(shí)間很短，感溫電纜或閉式噴頭往往還來(lái)不及探測(cè)到溫度變化的時(shí)候，變壓器就發(fā)生了爆炸。

　　由于系統(tǒng)需建消防泵房和較大的消防水池，因此占地面積較大。

　　在個(gè)別消防案例中，由于變壓器爆炸損壞了水噴霧管道，因此造成消防系統(tǒng)無(wú)法有效地運(yùn)行。

　　由于變壓器起火后，內(nèi)部油溫很高，將明火撲滅后，如果不采取持續(xù)降溫措施和可靠的排油措施，油溫得不到降低，仍將可能導(dǎo)致復(fù)燃。

　　由于以往設(shè)計(jì)的水噴霧系統(tǒng)無(wú)法在火災(zāi)時(shí)阻止儲(chǔ)油柜的油下泄，因此會(huì)造成“火上澆油”的現(xiàn)象，造成滅火的困難。

　　5.2排油注氮消防系統(tǒng)排油注氮消防在我國(guó)一些省份特別是一些缺水地區(qū)及嚴(yán)寒地區(qū)的220kV變電所應(yīng)用較多，我省沿海地區(qū)淡水資源匱乏，也可選擇本系統(tǒng)。

　　防爆性能較好。本方案是通過(guò)消防柜中壓力控制器探測(cè)造成火災(zāi)的壓力變化及有可能導(dǎo)致火災(zāi)的報(bào)警信號(hào)同時(shí)作用，來(lái)連鎖啟動(dòng)排油注氮設(shè)備的。

　　排了變壓器部分油后降低了本體內(nèi)的壓力，再通過(guò)高壓注氮管從本體底部向本體內(nèi)充氮，一方面冷卻了油溫，另一方面上升的氮?dú)鈺?huì)在油表面隔絕氧氣，防止火災(zāi)發(fā)生。

　　在儲(chǔ)油柜與變壓器本體間設(shè)斷流閥，一旦變壓器本體內(nèi)油位迅速下降，斷流閥立刻動(dòng)作，防止儲(chǔ)油柜中的油下泄，以避免火災(zāi)的擴(kuò)大。

　　由于系統(tǒng)不需建消防泵房和較大的消防水池；因此占地面積較小。

　　尚無(wú)消防實(shí)例驗(yàn)證其防爆、防火及滅火的確實(shí)有效性。

　　造價(jià)較高，3臺(tái)主變壓器所配設(shè)的消防總造價(jià)為88萬(wàn)元，兩臺(tái)主變壓器所配設(shè)的消防總造價(jià)約為63萬(wàn)元。

　　由于本系統(tǒng)對(duì)己發(fā)生燃燒的火災(zāi)撲救效果較能源與環(huán)境安全生產(chǎn)差，更無(wú)法防止火災(zāi)在變壓器油坑及其他地方蔓延（除了用室外消火栓能起一些作用）因此對(duì)于火災(zāi)的撲救來(lái)說(shuō)，效果不好。

　　由于變壓器一旦排油就將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成很大影響。因此系統(tǒng)采取了一系列的防止誤動(dòng)作的措施，但防誤動(dòng)作的同時(shí)，必將對(duì)設(shè)備運(yùn)行的可靠性造成負(fù)面的影響。如果某個(gè)保護(hù)信號(hào)或壓力控制器發(fā)生故障不能動(dòng)作時(shí)，本設(shè)備將無(wú)法實(shí)現(xiàn)其消防功能。

　　6比較分析在現(xiàn)行的有關(guān)消防規(guī)范中，明確指出撲救室外油浸變壓器火災(zāi)應(yīng)采用水噴霧消防系統(tǒng)，在缺水或嚴(yán)寒地區(qū)或經(jīng)當(dāng)?shù)叵辣O(jiān)督部門(mén)及建設(shè)單位認(rèn)可的情況下，可采用排油注氮滅火系統(tǒng)。水噴霧消防系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其撲救火災(zāi)及防止火災(zāi)蔓延，而排油注氮消防系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其更為出色的防爆性能，能更有效地預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。

　　對(duì)于變壓器消防來(lái)說(shuō)，防的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消，這也與我國(guó)“以防為主、消防結(jié)合”的消防指導(dǎo)思想相一致。變壓器一旦爆炸起火，即使是滅火性能較好的水噴霧消防系統(tǒng)也無(wú)十分成功的把握。況且水噴霧消防系統(tǒng)可能因變壓器爆炸而影響其滅火效果。

　　從這方面而言，排油注氮消防系統(tǒng)要優(yōu)于水噴霧消防系統(tǒng)。

　　但從另一方面來(lái)說(shuō)，一旦變壓器爆炸起火，更重要的不是如何撲滅變壓器火災(zāi)，而是如何防止火災(zāi)沿主變油坑、排油管道以及電纜蔓延。在這方面，水噴霧消防系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)，而排油注氮消防系統(tǒng)除了室外消火栓外，幾乎沒(méi)有防蔓延的有效手段。

　　針對(duì)水噴霧消防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)一直存在一定程度的誤報(bào)率，因此變壓器運(yùn)行時(shí)往往關(guān)閉了自動(dòng)啟動(dòng)方式，該由人工確認(rèn)來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)，往往延誤了撲滅火災(zāi)的比較佳時(shí)機(jī)。而針對(duì)排油注氮消防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于擔(dān)心系統(tǒng)誤動(dòng)作而造成不必要的巨大損失，往往在設(shè)計(jì)時(shí)多考慮了許多防誤動(dòng)的措施，比如需多個(gè)信號(hào)同時(shí)動(dòng)作才啟動(dòng)裝置，還有專(zhuān)家提出設(shè)一壓力控制器并將兩壓力控制器串聯(lián)來(lái)防止誤動(dòng)作。這樣一來(lái)，系統(tǒng)的安全性得到了提高，但消防系統(tǒng)的可靠性卻大大下降了，一旦某個(gè)信號(hào)出現(xiàn)了故障，將無(wú)法啟動(dòng)裝置，從而失去了排油注氮消防系統(tǒng)比較優(yōu)的防爆性能，導(dǎo)致變壓器火災(zāi)的發(fā)生，而且撲救火災(zāi)和防止蔓延又正好是本系統(tǒng)的弱點(diǎn)所在。所以，對(duì)于水噴霧消防系統(tǒng)，應(yīng)重視火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性，盡可能選用質(zhì)量可靠、誤報(bào)率低的設(shè)備，在此前提下應(yīng)保持系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)方式。另一方面對(duì)現(xiàn)行的水噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，比如在儲(chǔ)油柜與變壓器本體間設(shè)斷流閥，進(jìn)一步防止火災(zāi)的蔓延；針對(duì)某些水噴霧系統(tǒng)出現(xiàn)的管路銹渣堵塞噴頭的現(xiàn)象，采取鋼塑復(fù)合管等新型供水管材來(lái)預(yù)防銹蝕。而對(duì)于排油注氮消防系統(tǒng)，針對(duì)可靠性與安全性之間尖銳的矛盾：應(yīng)進(jìn)行充分的論證，找到合理的平衡點(diǎn)，以免造成重大的損失。

　　由于現(xiàn)在變壓器的電氣二次保護(hù)己較為完善，事故的可能性己經(jīng)很小，所以對(duì)于消防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，防止火災(zāi)蔓延應(yīng)是更重要的。排油注氮消防系統(tǒng)的可靠性與安全性很難兩全，如果處理不好，不是容易誤動(dòng)作造成不必要的損失，就是因?yàn)椴荒芗皶r(shí)啟動(dòng)裝置而造成火災(zāi)無(wú)法控制釀成更大的損失。

　　對(duì)于兩臺(tái)變壓器來(lái)說(shuō)，水噴霧消防系統(tǒng)與排油注氮消防系統(tǒng)的造價(jià)相當(dāng)，但對(duì)于3臺(tái)及以上變壓器來(lái)說(shuō)，水噴霧消防系統(tǒng)的造價(jià)明顯低于排油注氮消防系統(tǒng)。當(dāng)前，絕大多數(shù)電廠(chǎng)和變電所的主變壓器臺(tái)數(shù)均不少于兩臺(tái)，很多為3臺(tái)甚至更多，因此，從造價(jià)方面來(lái)看，水噴霧消防系統(tǒng)優(yōu)于排油注氮消防系統(tǒng)。

　　7結(jié)語(yǔ)綜上所述，筆者認(rèn)為使用水噴霧方案更為安全、可靠、實(shí)用，也更經(jīng)濟(jì)。但如果條件不允許，抑或建設(shè)單位有明確的意向，在征得了消防監(jiān)督部門(mén)同意的前提下，也可采用排油注氮消防系統(tǒng)。