淺談城市戶內變電站的消防滅火系統設計

何偉就

【摘 要】 戶內變電站越來越普遍，相應的消防安全也日趨嚴峻，配置的消防設施隨著不斷增加，系統的安裝和投產后的運行管理越發重要。本文從設計的角度，介紹了戶內變電站消防滅火系統的組成和各部分設計的原則，并提出消防滅火系統的設計需要貫穿設計全過程和各專業的緊密配合。

【關鍵詞】 戶內GIS變電站 消火栓系統 七氟丙烷滅火系統 合成型泡沫噴霧滅火系統

隨著經濟的高速發展，城鎮對電力供應的要求也越來越高，供電負荷的猛增，使深入城市中心的變電站越來越多。為了緩解城市中心地區用地緊張、減少建筑面積、控制工程造價及與城市環境規劃相協調，許多城市變電站普遍采用室內變電站的建筑方式，GIS配電設備及主變壓器等所有變配電及控制等電氣設備均設在戶內配電裝置樓內。室內變電站占地面積小、美觀、容易與周圍環境相協調，但同時存在的消防安全問題也越來越突出，必須引起高度重視，否則一旦發生火災除危及本身外還會波及周圍的建筑造成重大事故。

結合戶內GIS變電站的特點及近年來發生的電氣火災事故的經驗教訓，嚴格根據規范及“預防為主，防消結合”的原則設計變電站的消防滅火系統是抑制變電站火災事故擴大、減少停電范圍的有效手段。本文結合戶內變電站消防滅火系統的構成，簡要闡述變電站消防滅火系統的設計原則。

1 概述

按照《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）等相關規范，戶內GIS變電站消防系統的設計可分為火災自動報警及聯動控制系統；消防給水系統；主變壓器設置合成型泡沫噴霧滅火系統；戶內配電裝置樓油浸式電容器室設置七氟丙烷滅火系統；移動滅火裝置系統等幾部分內容。

2 火災自動報警及聯動控制系統

全站集中設置一套火災自動報警系統，采用編碼傳輸總線制火災報警系統，一般包括自動報警控制器、各類火災探測器、手動報警按鈕、隔離模塊、信號模塊、聯動控制模塊等設備。自動報警控制器容量應滿足變電站終期建設規模要求，并應具有通信串行口或網口與站內監控系統或圖像監視系統連接，以實現火災報警部位信號和聯動控制狀態信號的實時監視。 火災探測報警范圍應包括主控制室、通信室、蓄電池室、GIS高壓室、10kV配電裝置室及主變壓器、電容器室等處，并根據安裝位置的特點和電氣設備的特性選用不同的智能火災探測器。火災自動報警系統應由站內交流不間斷電源系統提供專用回路供電。

聯動要求：本系統必須能聯動控制主變合成型泡沫噴霧滅火系統、電容器室七氟丙烷滅火系統等固定自動滅火裝置，能傳輸探測、控制和反饋信號。

3 消防給水系統

城市戶內變電站的消防給水系統包括室內、外消火栓系統。

3.1 室外消火栓系統

戶內配電裝置樓和主變壓器均設置室外消火栓系統。戶內配電裝置樓的火災危險性為丙類，耐火等級為一級，根據建筑物的體積可確定其室外消防水量；火災延續時間均為3h。由于地處城市中心，戶內變電站的室外消火栓給水管道采用低壓系統，與站內生活給水系統共用管道，在戶內配電裝置樓周圍設置DN150埋地生活消防環管及地上式消火栓，在變電站周圍不同的市政給水管道分別引接一根DN150引入管與站內埋地生活消防環管連接，兩路市政給水管道供水壓力均大于0.15MPa。地上式消火栓布置間距不大于60m。

3.2 室內消火栓系統

戶內配電裝置樓的火災危險性為丙類，耐火等級為一級，根據建筑物的高度和體積可確定其室內消防水量，其火災延續時間為3h。室內消火栓給水管道采用臨時高壓系統，獨立設置，給水管道連成環狀，設置兩條進水管與消火栓給水泵連接，在方便消防車使用的地方設置1—2套水泵接合器。戶內配電裝置樓各層均設置消火栓，確保每一個防火分區同層有兩支水槍的充實水柱同時到達任何部位，最不利室內消火栓水槍充實水柱不小于13m，室內消火栓箱內設有消火栓口、水槍、水龍帶、破玻按鈕等設備。屋頂設置試驗和檢查用消火栓及重力自流消防水箱。

4 合成型泡沫噴霧滅火系統

戶內變電站的主變壓器設置合成型泡沫噴霧滅火系統。

合成型泡沫噴霧滅火系統主要有儲液罐、合成泡沫滅火劑、電磁控制閥、氮氣 啟動源、氮氣動力源、減壓閥、安全閥、水霧噴頭和管網等部件組成。 合成型泡沫噴霧滅火系統是采用合成型滅火劑和水按一定比例混合儲存于儲液罐中。火災時，通過火災自動報警聯動控制或手動控制，啟動高壓氮氣動力源，氮氣推動儲液罐內的合成型滅火劑，經管道和噴頭霧化后，將其噴射到滅火對象上，借助水霧和泡沫的冷卻、窒息、乳化、隔離等綜合作用，實現迅速滅火的目的。 合成型泡沫噴霧滅火系統采用了氣體滅火系統的啟動方式，采用氮氣鋼瓶作為動力源，在氣壓作用下，不需要設置復雜的泡沫發生器和混合器，即產生發泡倍數達8倍的泡沫。合成型泡沫噴霧滅火系統不僅提高了滅火效果，由于滅火劑存在儲 液罐中，滅火系統的管路為干式管，這樣滅火系統不需要定期試噴，還能在缺水和寒冷地區中使用，不必設置專用供、排水設備。因此系統占地小，投資節省，設備安裝、操作、維修簡單方便。 合成型泡沫噴霧滅火系統兼具泡沫和水噴霧滅火系統的優點，是一種高效、安全、經濟的滅火系統，在油浸電力變壓器（特別是寒冷和缺水地區）消防中得到廣泛應用。

5 七氟丙烷滅火系統

戶內配電裝置樓油浸式電容器室設置七氟丙烷滅火系統，采用全淹沒式組合分配系統。

七氟丙烷儲瓶間內設一套儲存及驅動裝置，主要包括以下設備：儲存瓶組、驅動瓶組及相應各防護區的管道和閥門。

七氟丙烷滅火系統設有自動控制、手動控制和機械應急操作。自動控制時，電容器室火災控測系統探測到火災后，向消防控制中心發出信號，連鎖啟動相應防護區的啟動瓶，從而打開相應的貯存瓶及分配閥，啟動動氣體滅火系統；手動控制時，可在消防控制中心遠程啟動相應防護區的啟動瓶，從而打開相應的貯藥瓶及分配閥，啟動氣體滅火系統：機械應急操時可在啟動瓶旁手動機械啟動相應的啟動瓶，從而打開相應的貯藥瓶及分配閥，啟動氣體滅火系統。在各防護區的門口均設置自動與手動的轉換開關。

6 移動滅火裝置系統

戶內變電站除設置上述的滅火系統以外，還需要根據各個房間的功能、面積及規范要求配置移動式滅火器。按照《建筑滅火器設置規范》，戶內變電站的滅火器宜按嚴重危險等級，配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

在主變壓器附近設置消防小室，小室內除配置推車式磷酸銨鹽干粉滅火器，及以下設備：消防砂池、消防鏟、消防桶、消防斧等設施。

總之，變電所的消防系統是一個獨立的綜合性系統。以上各方面并不能包含消防系統設計的全部內容，設計人員在設計過程中，從總平面布置、電氣設備選型開始，就始終要將消防設計貫穿其中，建筑、結構、電氣、給排水、采暖空調等各個專業要協同配合，共同努力，全面考慮，力求使得變電所消防系統設計做到安全可靠、經濟合理，為日后變電所的安全運行打下良好的基礎。

參考文獻

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