细水雾灭火系统在室内变电站的应用Word格式.docx

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细水雾灭火系统计算书

设计说明

设计图纸

一、前言

随着经济的不断发展，人们在消防的观念上，不再是单单的预防和扑灭火灾。

在战胜火灾的同时，保护环境成为人类不断追求的目标，既要灭火效率高，又要对环境无影响的灭火技术是人们努力的方向。

1987年的联合国环境保护公约——蒙特利尔公约，对各签约国提出明确目标：

在21世纪初叶取代卤代烷系列灭火剂，从此，喷水灭火系统、CO2、惰性气体及泡沫等高新技术研究备受重视。

细水雾灭火技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、破坏性小，在喷水灭火系统中占有极其重要的地位，被看作是卤代烷系列灭火剂的主要替代品。

二、细水雾灭火系统的发展状况

细水雾灭火技术在消防方面的应用始于二十世纪四十年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。

由于当时水喷淋灭火技术作为主要发展和研究方向，细水雾灭火技术没有得到深入研究，故一直发展比较缓慢。

随着科学技术的进步、人们防灭火观念的转变，特别是发现卤代烷灭火剂对大气臭氧层有破坏作用以及一九八七年蒙特利尔议定书签署之后，细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一得到各界的关注和青睐。

细水雾灭火技术在二十世纪九十年代得到飞跃性地发展。

1993年，美国工程界和科研部门、细水雾系统的制造商、保险公司、行政管理部门和工业用户代表，组成了美国消防联合会细水雾灭火系统技术委员会，该委员会开始编制用于规范细水雾技术的NFPA标准，并作为设计和安装的依据。

1996年，在美国的马萨诸塞州波士顿市每年5月的年会上，细水雾灭火系统技术委员会提交了细水雾灭火系统标准，并获得美国消防联合会的批准。

并于同年7月18日颁布，8月9日开始实施。

96版NFP被批准为美国国家规范。

这是世界上第一本细水雾灭火系统的设计安装规范，而且是一体性能化的规范。

它的出现进一步推动了细水雾灭火技术的深入研究，也预示着细水雾应用将进入一个新阶段。

中国90年代末开始进行细水雾灭火系统的研究开发和试验工作，并列为国家“九五”科技攻关项目。

其主要是参照美国NFPA750标准并结合我国实际应用情况开展各项研发工作，至此已经相继开发出相应的细水雾灭火系统。

但至今还没有一本国家级的有关细水雾灭火系统的设计、施工和验收标准和规范。

目前北京及浙江省的主管部门已制定出相应的细水雾灭火系统设计、施工及验收规范。

三、细水雾灭火机理

细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理可归纳如下：

1、高效吸热作用

由于细水雾的雾滴直径很小，相对表面积较一般水滴大1700倍，在火场中能完全蒸发。

按100℃水的蒸发潜热为2257kJ/kg计，每只喷头喷出的水雾吸热功率约为300kW，可见其吸热率之高，冷却效果之强。

2、窒息作用

细水雾喷入火场后，迅速蒸发形成蒸汽，体积急剧膨胀，排除空气，在燃烧物周围形成一道屏障阻挡新鲜空气的吸入。

当氧气周围的氧气浓度降低到一定水平时，火焰将被窒息、熄灭。

3、阻隔辐射热作用

细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。

四、室内变电站的概况及特点

1.油浸变压器基本上都由以下几部分组成:

1.1.变压器主体,即变压器器身,由浸于变压器主体中的铁芯和绕组线圈构成；

1.2变压器绝缘油及其管路系统；

1.3储油柜,又称膨胀油箱或油枕,位于变压器器身上方；

1.4冷却器（或散热器）,油浸变压器冷却器主要使用风式冷却器,通过冷却器联管与主油箱相连,用于冷却并降低油箱内的绝缘油油温。

冷却器可与器身紧接在一起,也可单独另外布置；

1.5高压套管,位于器身之上,端部带电,温度较高；

1.6低压套管；

1.7高压中点套管,又称中性点；

1.8调压开关；

1.9放油阀,位于器身油箱底部；

1.10主控制箱；

1.11压力释放阀,安全气道,净油器等。

2.油浸电力变压器室应采用一级耐火等级建筑，对不易取得钢材和水泥的地区，可以采用独立的三级耐火等级建筑。

容量在100kw以上的油浸电力变压器应安装在单独的变压器室内。

室内应有良好的自然通风，且室内温度勿超过45℃。

若室温过高，可使用机械通风。

通风装置应设网格不大于10mm×

10mm的铁丝网和防雨、雪侵入的措施。

油浸电力变压器室，不应设在人员聚集的室内，或医院病房的上面和下面，或贴近主要疏散出口的两旁。

在无特殊防火要求的其他民用建筑的第一层内可设置油浸电力变压器室，但不应设在经常有积水的场所和厕所、浴室的下面。

这时，一个变压器室内只能设一台油浸电力变压器，且其容量不应超过400kw，还应有向外开启的门。

3.高压油浸电力电容器室应采用不低于二级耐火等级的建筑，室内应有良好的自然通风。

若自然通风不能保证室内温度低于45℃时，应另设通风装置，并采取防雨、雪和小动物进入的措施。

高压电容器宜单独设置。

1000v以下的低压电容器可设置在高、低压配电室内。

电容器的分层不宜超过三层，下层底部距地面不应小于100mm，电容器外壳相邻宽面之间至少保持50mm的间距，通道宽度不应小于1m。

电容器带电桩头离地低于2.2m时应加适当的遮护设施。

电容器组应由单独的总开关控制，设有自动放电装置和接地装置。

每个电容器还应由单独的熔断器加以保护。

电容器投入运行时，室内温度不应超过45℃，电容器表面温度不应超过55℃，并保证室内、设备表面及支架的清洁，应经常检查电容器运行情况，发现问题，及时处理和维修，修复后，应进行绝缘测定。

4.电缆隧道负有给相关厂区提供动力和传播控制信号的重大责任，因为通过电流大，电缆密集度高，内部和外部火因多，火灾危险大。

实验表明电缆纵向火灾传播速度达到20m/s，火灾蔓延快。

由于电缆隧道位于地下，细长比特别大，同时电缆隧道环境恶劣，普通火灾报警装置难以长期正常工作，即使报出火灾情况，消防队员是难以进入火灾现场，很难谈得上有效灭火的。

所以电缆隧道除了用防火堵料进行正常封堵外，配备固定灭火系统是非常必要的。

在电缆隧道固定灭火系统中，由于电缆隧道火灾属于严重危险级，而且又是电气火灾，综合比较电缆隧道灭火系统最适合选用自动水喷雾灭火系统。

水喷雾灭火系统由于其特有的冷却、窒息、乳化和稀释作用，除可以有效地扑灭A类火灾外，还可以扑灭液体火灾和电气火灾，在工业发达国家应用很普遍。

尤其在工业领域中的石化、冶金、交通和电力部门获得十分广泛的应用。

五、室内变电站火灾危险性的分析

1.变压器油箱爆裂着火。

在变压器内部发生故障时，变压器油在电弧的作用下，便可分解出氢气、乙炔气等可燃性气体，并产生大量的热，使油温升高，内部压力增大。

当压力超过油箱的机械强度时，就会发生喷油或油箱爆裂，可燃性气体燃烧。

　　变压器内部事故较为严重时，都会引起油箱内压力增加，外部原因引起的内部事故也在其中,一般引起油箱内压力上升事故的原因有：

1.1变压器内部短路；

1.2变压器遭雷击，过电压击穿绝缘，使变压器爆燃；

1.3防爆管事故；

1.4变压器出线发生短路，使变压器保护装置失灵，烧毁变压器而发生火灾；

1.5变压器周围堆放杂物，有油污，由外界火源引起。

总之，变压器油箱爆裂起火，大都不是某一单一原因，一般都是几种因素共同作用而引起的。

2.绝缘油套管爆炸起火。

绝缘套管是变压器的薄弱环节，在变压器火灾事故中占很大的比例。

2.1高压电容套管在运行中长期受高电压的作用，一旦经受电气事故的冲击，便可爆发并伴随高压套管爆裂，引起喷油起火。

2.2变压器的绝缘套管由于上部密封不严，雨水浸入或受潮，使其绝缘下降而爆炸起火。

2.3变压器发生出线短路、内部发生长时间、严重的绝缘破坏事故，如果防爆管不能及时泄压，或泄压能力不足，也可能造成绝缘套管爆炸起火。

2.4瓷套管有裂纹，出现渗油、漏油表面脏污，致使绝缘降低，易引起瓷套管沿表面闪络局部放电，使瓷质发热受损，发生绝缘击穿事故。

2.5瓷套管中心导体脱落，造成绕组出线端接地，或套管在油箱内部破裂，与油箱引起短路接地，产生电弧，发生变压器油的内部燃烧。

2.6套管接线柱由于螺栓松动，或安装时未采取铜铝过渡措施，产生局部过热或火花、电弧、电化学腐蚀，出现接触不良，引起套管破裂漏油燃烧，进而引起衬垫、油箱顶部油污起火。

2.8检修变压器时绕组和套管受损，未被发现而投入运行，发生事故。

3.有载调压的分接开关和绕组连接处接触不良，产生高温引起爆炸与燃烧。

此类事故的比例仅次于套管闪络事故。

3.1变压器分接开关位置不正或制造时弹簧压力不足，滚轮压力不均，使实际有效接触面积减小；

3.2镀银层强度不够，磨损脱皮造成接触不良，接触不良产生高温，使油分解产生油气，引起燃烧和爆炸；

3.3有的变压器三相调压开关相间距离不够或绝缘材质不合格，在过电压下引起绝缘击穿，造成相间短路事故；

3.4在线圈与线圈之间、绕组端部和分接头之间、以及露出油面的接线头等，如果开焊，或连接不好、松动或断开而产生电弧的故障也经常发生。

4.磁路、铁芯故障产生涡流、环流发热，引起变压器故障。

5.导致变压器故障的其他原因有：

大气过电压和内部过电压使线圈主绝缘损毁，小动物或金属导线、照明线、铝箔、装配或检修工具和其他外来杂物造成绝缘损毁，小动物或金属导线、照明线、铝箔、装配或检修工具和其他外来杂物造成变压器短路；

变压器周围可燃物起火引起变压器短路爆炸。

六、消防系统的选择分析

由上述分析，可以看出变电站的消防系统的重要性，在此仅对细水雾灭火系统和其它灭火系统做以简洁比较，以便于针对性的选择使用。

1.细水雾灭火系统相对于水喷淋灭火系统或常规水喷雾灭火系统

1.1用水量大大降低。

通常而言常规水喷雾用水量是水喷淋的70%～90%，而细水雾灭火系统的用水量通常为常规水喷雾的20%以下；

1.2降低了火灾损失和水渍损失。

对于水喷淋系统，很多情况下由于使用大量水进行火灾扑救造成的水渍损失还要高于火灾损失；

1.3减少了火灾区域热量的传播。

由于细水雾的阻隔热辐射作用，有效控制火灾蔓延；

1.4电气绝缘性能更好，可以有效扑救带电设备火灾；

1.5能够有效扑救低闪点的液体火灾。

2.细水雾灭火系统相对于气体灭火系统

2.1细水雾对人体无害，对环境无影响，适用于有人的场所；

2.2细水雾具有很好的冷却作用，可以有效避免高温造成的结构变形，且灭火后不会复燃；

2.3细水雾系统的水源更容易获取，灭火的可持续能力强；

2.4可以有效降低火灾中的烟气含量及毒性。

2.5封闭空间开口大小对细水雾灭火效果的影响较小，在敞开空间内，细水雾系统比气体灭火系统具有非常明显的优势。

3.细水雾灭火系统相对于热气溶胶灭火系统

热气溶胶在燃烧反应时产生高温，造成二次损害；

灭火时产生的高分散度、高浓度烟雾，使防护区内能见度小于1米，影响人员逃生；

其释放出的高浓度胶体中含有水分及金属盐（钾盐为主），降低空气的电阻率；

烟雾微粒具有较强的吸附能力