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

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

　　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 :X934 　　文獻標(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)等上海世博會期間世博變電站引入了一套混

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

　　1氣體滅火系統(tǒng)的特點

　　在 500 世博站共設(shè)有個氣體消防防護區(qū) ,它們分別是通信機室、號站用變室、號繼電器室、2 號繼電器室、站用電室和35 kV GIS 室。其中 , 站用電室位于地下層 , 2 號繼電器室位于地下層其余保護區(qū)位于地下 - 層大部分房間都是通信設(shè)備和繼電保護及自動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。因為它的滅火介質(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)、二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)、三氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)等。考慮到對臭氧耗損、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 混合氣體由的氮氣、的氬氣和 8 %的二氧化碳組成個組成成分均為大氣基本成分,對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 ;滅火時不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,不會污染環(huán)境、無毒、無腐蝕、電絕緣性能好 ;特別是滅火過程不噴射液體等導(dǎo)電介質(zhì) ,所以對電氣設(shè)

　　備沒有任何損傷3 。混2合氣體3 IG25413在噴放時不產(chǎn)生霧,現(xiàn)場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 , 因此對現(xiàn)場人員的安全很不利 ,需要及時疏散到安全防護區(qū) ,這是應(yīng)用該系統(tǒng)的主要缺點。另外 , IG541混合氣體消防系統(tǒng)投資較大 ,儲存氣體的鋼瓶需要專門的房間放置以及日常維護。

　　2滅火鋼瓶的配置

　　變電站滅火需要的 IG541 混合氣體量與防護區(qū)的空間體積成正比。通常 ,滅火劑混合氣體設(shè)計滅火體積濃度為 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)計鋼瓶量防護區(qū)名稱

　　/ m/ m/ m用量/ m/ 瓶

　　通信機室5 560280145. 60 12 0號站用變室 5 77.9389.5202. 54 16

　　1號繼電器室 5 423.4 2 1171 101. 84 84 35kV GIS室 5 243.6 1 218633. 36 50

　　2號繼電器室 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

　　整個氣體滅火系統(tǒng)由藥劑儲存及噴放設(shè)施、

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

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

　　氣溶膠生成等無可見煙霧生成階段2) 進行探測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)某一防護區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時 ,感應(yīng)檢測裝置檢測到火災(zāi)信息 , 啟動火災(zāi)報警及控制裝置 ,經(jīng)過報警及控制設(shè)施的邏輯判斷及延時之后 ,啟動氣體鋼瓶及噴放設(shè)施 ,大量釋放混合氣體通過氣體輸送管道和防護區(qū)選擇閥到達相應(yīng)的防護區(qū) ,并通過防護區(qū)內(nèi)裝設(shè)的噴頭和噴嘴釋放氣體 ,在1 min之內(nèi)達到設(shè)計濃度 ,通過窒息方式實施滅火。

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

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

　　報警 ,可以在火災(zāi)發(fā)生早期發(fā)現(xiàn)機房內(nèi)的常規(guī)火情 ,甚至可以發(fā)現(xiàn)由于線路過載產(chǎn)生的微小煙霧 , 報警時間比傳統(tǒng)探測設(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)引起某一防護區(qū)內(nèi)的探測器動作 ,報警信號經(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) ,并啟動該防護區(qū)內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈進行氣體預(yù)噴放聲光報警 ,告知防護區(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)量的氣體儲瓶瓶頭閥電磁啟動器和有關(guān)防護區(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區(qū) , 在60 s之內(nèi)達到最小設(shè)計濃度的 95 % ,從而迅速滅火。同時 ,設(shè)在氣體輸送管路上的壓力開關(guān)動作信號反饋至消防控制盤 ,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)具有自動控制、手動控制和機械應(yīng)急操作三種啟動方式。每個保護區(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 ,特殊情況下 ,還可在鋼瓶站通過各保護區(qū)所對應(yīng)的手動啟動器緊急機械啟動。

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

　　氣體消防滅火的流程

　　此外 ,保護區(qū)的每個出入口外側(cè)還設(shè)置手動/ 自動選擇開關(guān)、緊急停止開關(guān)和電氣式手動開關(guān) , 其中手動/ 自動選擇開關(guān)正常時為自動狀態(tài) ,也可將其切換至手動狀態(tài) ,如發(fā)生火警 ,先由工作人員進行視覺檢查 ,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開關(guān) ,氣體滅火系統(tǒng)將不經(jīng)過延時而直接啟動滅火。

　　對于設(shè)有氣體滅火裝置的電氣設(shè)備房 ,進出電氣設(shè)備房的通風(fēng)管道上 ,設(shè)置具有電信號和 70 ℃自動關(guān)閉和具有自動復(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、空調(diào)機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

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

　　系統(tǒng)的報警信號聯(lián)動控制。當(dāng)房間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時 ,由消防控制中心發(fā)出信號 ,自動關(guān)閉房間內(nèi)的防火隔斷擋板、停運空調(diào)設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備。當(dāng)火災(zāi)熄滅時 ,由消防控制中心發(fā)出信號 ,打開排煙擋板、事故排風(fēng)機進行排煙。排煙結(jié)束后 ,恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

　　5結(jié)語

　　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行人員。受控站的消防如果采用傳統(tǒng)的自動噴淋系統(tǒng) ,一旦發(fā)生火災(zāi)噴淋系統(tǒng)將自動啟動 ,噴淋水對于繼電保護和自動裝置設(shè)備將是致命的打擊 ,即使火災(zāi)得到及時控制 ,這些貴重的弱電設(shè)備也無疑將全部報廢 ,損失巨大。

　　對于未配置自動噴淋裝置的變電站 ,發(fā)生火災(zāi)后必須由運行人員或者消防人員及時趕到現(xiàn)場進行撲滅 ,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)的實現(xiàn)方法上 ,現(xiàn)在各高電壓等級地上變電站都已采用二維界面與三維界面結(jié)合的方式進行模擬仿真 ,在實現(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第一座 500 kV 等級的超高壓地下變電站 ,沒有成熟的運行經(jīng)驗可以借鑒。500 kV 地下變電站采用的設(shè)備、技術(shù)都有其獨特性 ,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)雜地下輔機系統(tǒng)的應(yīng)用 ,造成了地下

　　分保護 ,有可能毀于火災(zāi)。在日后大集控運行模式下 ,更有必要加強消防配置 ,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氣體消防滅火系統(tǒng) ,該系統(tǒng)的設(shè)計運行實踐為推廣自動氣體消防滅火系統(tǒng)積累了成功的經(jīng)驗,也表現(xiàn)出自動氣體消防滅火在其他變電站中廣闊的應(yīng)用前景。

　　現(xiàn)階段對于每個受控站,可考慮在繼保室、通信室、控制室這 3 個房間內(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)代變電站自動化程度越來越高 ,無人化運行越來越普及 ,氣體消防 IG541 滅火系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)勢 ,必將得到更加廣泛的應(yīng)用。