直流換流站換流閥火災監視系統和自動滅火方案分析

戰忠洋

摘要：直流換流閥運行安全性與可靠性對于電力系統穩定運行具有重要影響，所以需要通過有效的火災監視系統以及自動滅火系統提供保障。對此，本文介紹了火災監視系統，并提出了自動滅火方案，希望能夠為相關單位與人員提供參考。

關鍵詞：換流閥;火災監視;自動滅火

前言：現階段，中國已經投運近30條特高壓與高壓直流項目，其中核心設備是換流閥主要是轉換交流電與直流電。換流閥長期運行于強電磁、大電流以及高電壓的工作環境中，極易造成火災事故，引發嚴重的經濟損失，所以需要設計可靠的火災監視系統[1]。

1 火災監視系統

1.1極早期煙霧探測原理

該火災檢測設備也被稱為空氣采樣式或是吸氣式煙霧探測器，即VESDA。該系統依靠微處理器技術與光學空氣技術實現，火災發生初期即可以快速探測到空氣中燃燒微粒、煙霧以及電弧生成物，之后進行報警，將火災隱患完全消除掉。

VESDA主要是對空氣進行收集采樣的管網系統，同時向遠方傳輸采樣數據。該裝置借助自帶過濾設備，將空氣中常規大分子濾除，收集燃燒前期形成的小分子微粒，并對這些微米級微粒進行檢測，進而實現早期火情監測。VESDA能夠和中央火災報警的控制系統交換信息，并向控制室中的后臺管理系統同時傳送信息，并形成報警，之后借助重要報警控制系統與消防系統進行聯動。

1.2紫外光監測

在物質燃燒過程中，放出熱量與產生煙霧過程中，能夠產生光輻射?；鹧嫣綔y設備主要是相應火災光特性。就是擴散火焰閃爍頻率與燃燒光照強度的火災探測裝置。按照火焰光特性分析，紫外光探測設備在短波長光輻射方面具有良好敏感性。此類設備屬于敏感高強度火毒火焰發射紫外光譜的探測裝置，其敏感元件主要采用固態物質。

該探測設備可以快速相應火焰紫外線，由于太陽輻射中含有大量紫外線，所以，該探測設備應該安裝于室內。要想防止煙霧影響探測器運行性能，應該在與閥廳頂面相距1m的位置安裝探測器。

1.3火災監測系統的保護配置

每極閥廳的火災監測系統中保護配置涵蓋火災報警的判斷邏輯、紫外監測裝置、VESDA、電源回路以及信號擴展傳輸回路。

閥廳火災監測系統的配置主要是10個紫外火焰探測器、8個VESDA裝置。其中，在閥塔頂部的鋼構架中安裝7個VESDA裝置，在閥廳空調進風口的風道中安裝1個VESDA裝置，可以有效監測是否有煙霧進入閥廳中。在閥廳墻壁上均勻布置10個紫外探測器，可以有效監測整個區域中的紫外火焰。

VESDA系統涵蓋消防總控制盤、中央處理器、顯示模塊、采樣管網以及VLP激光探測設備。對于紫外光探測系統主要涵蓋消防單元端子箱、監視模塊與紫外光探測設備等內容。

所有的紫外探測器或是VESDA檢測到信號之后向火警硬接點（3個）輸送，一路傳輸到火災報警系統中，另外兩路串聯，并通過VESDA的擴展箱將其分為A、B兩路的110V直流信號，借助火災報警的匯控箱向消防接口屏中A裝置與B裝置傳輸，之后向直流保護系統傳輸。紫外監測系統與VESDA系統直接向冗余直流保護系統中傳送跳閘信號，并由直流保護系統對跳閘閉鎖的命令進行執行。

火災跳閘邏輯主要基于兩種情況，首先，若是所有VESDA傳感器中，有1個風險煙霧，并且閥廳中全部紫外探頭中有1個發現弧光，在同時滿足這兩個條件情況下，允許跳閘。其次，如果進風口位置的VESDA裝置發現室外存在煙霧，則閉鎖極早期系統跳閘出口回路。若是進風口位置VESDA裝置發現煙霧，并且至少有2個紫外探頭發出報警，則允許跳閘[2]。

2 自動滅火方案

選擇3MTMNovecTM1230滅火劑，其具有絕緣、無臭、無色、透明等特點，滿足環保清潔要求，因為該滅火劑不導電、無腐蝕、環保、潔凈以及無殘留物，所以在國際上不斷替代七氟丙烷、干粉以及二氧化碳等滅火方式?；谑覝貤l件儲存，該滅火劑呈現液態，噴放過程中呈現氣態，滅火效果突出，機理主要是借助化學與物理方面實現滅火，不會影響換流閥元件。該滅火劑的滅火機理就是基于物理滅火，借助分子強烈運動將大量熱量帶走，進而實現冷卻目的，吸熱能力突出，可以讓火焰的熱量迅速喪失，進而將燃燒鏈式反應中斷掉。對于化學滅火，主要是借助對自由基進行捕捉，進而將鏈式反應終止，阻斷火焰傳播。惰化作用能夠釋放可燃物附近氧氣，或是將氧氣消耗到低于燃燒濃度值的狀態，實現惰化滅火目的。

將選擇阻燃材料的管道預先安裝于換流閥的閥塔中，在受熱過程中雖然管道會軟化，然而并不會燃燒，在閥塔各層換流閥組件中布置管道，通過一個總管道匯集各層管道，總管道借助閥廳向閥廳外延伸，同時與膨脹罐連接，同時對補液罐和膨脹罐連接可以提高滅火劑壓力，可以對滅火劑及時進行補充，保證管道中充滿滅火劑，在換流閥組發生火災之后，熱量會軟化導管，基于壓力作用能夠讓滅火劑基于管內壓力作用，由導管軟化部位向熱源方向進行噴射，達到自動滅火目的[3]。

結語：綜上所述，在直流換流站的閥廳中，紫外探測設備與VESDA裝置應用非常普遍，在不斷運行實踐過程中，獲得良好效果。借助健全的閉鎖邏輯能夠有效避免誤跳閘問題，然而探測器內部結構非常精密，周邊環境極易對其造成影響，可能出現誤報警問題，所以需要相關人員及時制定合理隔離措施，避免設備誤跳閘。

參考文獻

[1]王抗， 鄭衛紅， 劉建國，等. 基于煙霧和紫外檢測的高壓直流換流閥火災探測系統[J]. 湖北電力， 2017， 41（10）：62-65+70.

[2]王凱， 毛志云， 宋全剛，等. 換流閥防火監測裝置結構設計及散熱性能研究[J]. 新技術新工藝， 2021（02）：4-4.

[3]李忠芳. 消防自動報警系統及其聯動控制設計[J]. 消防界：電子版， 2017（03）：1-1.

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