淺談主變水噴霧滅火系統(tǒng)防誤動(dòng)技術(shù)

倫洪標(biāo)

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞523008)

2014 年4 月，某變電站監(jiān)控機(jī)發(fā)出“#3 號(hào)主變B 相火災(zāi)”告警信號(hào)，經(jīng)運(yùn)行人員詳細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)起因?yàn)?3號(hào)主變B相的戶外感溫電纜終端箱（如圖1 所示）因密封較差而入水，兩路感溫電纜受潮短路，導(dǎo)致雨淋閥組中的電磁閥誤動(dòng)作。

圖1 感溫電纜終端箱位置及內(nèi)部圖

2016 年1 月，運(yùn)行人員對(duì)#3 主變A 相進(jìn)行雨淋閥試驗(yàn)，但#5主變B相雨淋閥同時(shí)動(dòng)作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)#5主變B相雨淋閥壓力控制腔相關(guān)控制管道中的止回閥被異物堵塞。當(dāng)消防水泵啟動(dòng)時(shí)，壓力控制腔內(nèi)壓力因止回閥堵塞而不能跟隨上腔一起升高，導(dǎo)致鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，上腔的水壓力把閥瓣頂開，出現(xiàn)雨淋閥誤動(dòng)。

圖2 止回閥堵塞情況圖

由上述案例可見(jiàn)，水噴霧滅火系統(tǒng)會(huì)因?yàn)榫€路受潮短路、部件堵塞等原因，出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況。根據(jù)《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求“變壓器絕緣子升高座孔口設(shè)置水霧噴頭”。因此當(dāng)水噴霧滅火系統(tǒng)誤噴時(shí)，水霧將噴灑至帶電的套管及引線處，極易引起主變壓器短路跳閘。

為防止出現(xiàn)上述情況，本文將結(jié)合上述案例和水噴霧滅火系統(tǒng)的組成原理，提出改進(jìn)方案，降低系統(tǒng)的誤動(dòng)率，保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 水噴霧滅火系統(tǒng)與雨淋閥的組成

水噴霧滅火系統(tǒng)主要由兩組感溫電纜、火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消防水池、壓力泵、消防管道、雨淋閥組、噴頭等部件組成的裝置。

雨淋閥組是由雨淋閥、電磁閥、壓力開關(guān)、水力警鈴、壓力表以及配套的通用閥門組成的裝置。

雨淋閥是指通過(guò)電動(dòng)、機(jī)械或其他方法進(jìn)行開啟，使水能夠自動(dòng)單方向流入噴水系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行報(bào)警的一種控制閥。

雨淋閥的閥腔分為上腔、下腔和壓力控制腔3部分。壓力控制腔通過(guò)控制管道與水泵側(cè)供水管道連通。供水管道中的壓力水推動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿頂緊閥瓣鎖定桿，鎖定桿產(chǎn)生力矩，把閥瓣鎖定在閥座上，閥瓣使下腔的水不能進(jìn)入上腔（如圖3所示）。

當(dāng)主變發(fā)生火災(zāi)時(shí)，相互纏繞的兩組感溫電纜的絕緣皮被融化，感溫電纜內(nèi)銅線短接，火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)得到火警信號(hào)，雨淋閥組中過(guò)的電磁閥得電啟動(dòng)，控制管道中水被快速排出，壓力控制腔泄壓，其作用在閥瓣鎖定桿上的力矩低于供水壓力作用在閥瓣上的力矩，下腔（水泵側(cè)）的水迅速推起閥瓣，開啟雨淋閥，水即進(jìn)入上腔及變壓器側(cè)管網(wǎng)（如圖3所示）。

圖3 雨淋閥的閥瓣鎖定與開啟狀態(tài)圖

2 原因分析

結(jié)合上述案例和雨淋閥組的組成原理，分析得出水噴霧滅火系統(tǒng)誤動(dòng)的原因如下。

2.1 電磁閥誤動(dòng)作

在主變正常運(yùn)行的情況下，兩組感溫電纜相互纏繞，處于絕緣狀態(tài)。只有當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，包裹感溫電纜的溫度敏感材料才會(huì)破裂，鋼絲短路，從而發(fā)出火警信號(hào)使電磁閥得電啟動(dòng)。

但當(dāng)戶外的終端箱入水，兩路感溫電纜端都受潮短路，將造成感溫電纜短接假象、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)輸出報(bào)警信號(hào)、電磁閥得電啟動(dòng)，打開雨淋閥。

2.2 止回閥堵塞

根據(jù)上述案例“某站雨淋閥組的止回閥堵塞導(dǎo)致雨淋閥誤動(dòng)”分析，由于多個(gè)雨淋閥組是并聯(lián)設(shè)置的，當(dāng)某個(gè)雨淋閥管轄設(shè)備發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)消防水泵供水時(shí)，其他雨淋閥的上腔和壓力控制腔水壓會(huì)因?yàn)樗脝?dòng)而一起升高，若某個(gè)非火災(zāi)的雨淋閥組止回閥發(fā)生堵塞，則其壓力控制腔中水壓未能跟隨上腔水壓一起快速升高（閥前壓力表的壓力值明顯高于閥后壓力表的壓力值），則鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，上腔的壓力會(huì)把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動(dòng)。

2.3 止回閥的單向功能失效

如果止回閥單向功能失效，壓力控制腔的控制管道中的水流會(huì)因水泵側(cè)供水管道的水壓變化而流回供水管道中，造成壓力控制腔壓力不穩(wěn)定，水壓變化大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鎖定桿鎖定閥瓣力矩不足，下腔的壓力把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動(dòng)。

3 改進(jìn)措施

為防止系統(tǒng)發(fā)生誤噴造成變壓器電氣短路故障，根據(jù)上述分析及多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，制定了以下改進(jìn)措施。

3.1 采用兩路防潮火災(zāi)探測(cè)器

針對(duì)感溫電纜受潮短路問(wèn)題，為了保證水噴霧滅火系統(tǒng)的可靠啟動(dòng)，主變火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)選擇防潮、防水的線型感溫火災(zāi)探測(cè)器（即感溫電纜），必要時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警長(zhǎng)度不宜大于1 m 的線型光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器（分布式光纖線型、光纖光柵線型或線式多點(diǎn)型），如圖4所示。

圖4 線型光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器示意圖

3.2 感溫電纜戶外終端箱的防潮設(shè)計(jì)要求

針對(duì)上述的感溫電纜終端箱內(nèi)入水受潮問(wèn)題，感溫電纜的戶外終端箱的選擇和安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：

應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)不低于IP65的產(chǎn)品，以滿足防水、防小動(dòng)物等要求；

在墻上安裝時(shí)，其底邊距地面高度宜為1.3～1.5 m；

接線端子和元件不應(yīng)安裝在箱底，靠近門縫隙的距離不應(yīng)小于0.3 m。

3.3 止回閥入口增加易裝拆式過(guò)濾器

針對(duì)上述的止回閥堵塞問(wèn)題，因?yàn)橛炅荛y配置的電磁閥和止回閥，其流道的通徑很小，容易被堵塞，為保證電磁閥和止回閥的可靠性，應(yīng)在止回閥入口設(shè)置易裝拆式過(guò)濾器（如圖5所示）。

圖5 在止回閥入口設(shè)置過(guò)濾器圖

3.4 雨淋閥入口信號(hào)蝶閥由手動(dòng)改為手電動(dòng)一體閥

針對(duì)上述雨淋閥誤動(dòng)作的問(wèn)題，當(dāng)某個(gè)雨淋閥管轄設(shè)備發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)消防水泵供水時(shí)，為防止其他雨淋閥下腔的壓力把閥瓣頂開，造成雨淋閥誤動(dòng)而對(duì)帶電主變水噴霧，宜將雨淋閥入口手動(dòng)信號(hào)蝶閥改為手電動(dòng)一體閥（如圖6所示），并設(shè)置手電動(dòng)一體閥程序化聯(lián)動(dòng)功能。

圖6 手電動(dòng)一體閥示意圖

手電動(dòng)一體閥的程序化聯(lián)動(dòng)邏輯如下：正常運(yùn)行時(shí)主變對(duì)應(yīng)的手電動(dòng)一體閥都在常開狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)雨淋閥管轄主變發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)消防水泵供水時(shí)，著火主變對(duì)應(yīng)的手電動(dòng)一體閥保持常開狀態(tài)，其他非著火主變對(duì)應(yīng)的手電動(dòng)一體閥自動(dòng)關(guān)閉，保證不會(huì)誤動(dòng)誤噴非著火主變；此時(shí)如果第二臺(tái)主變發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，在保持第一臺(tái)著火主變手電動(dòng)一體閥常開的同時(shí)，自動(dòng)打開第二臺(tái)著火主變手電動(dòng)一體閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)2 臺(tái)著火主變的水噴霧滅火。如果再出現(xiàn)第三臺(tái)主變火災(zāi)，相關(guān)聯(lián)動(dòng)邏輯如此類推。

3.5 雨淋閥下游增加雨淋閥試驗(yàn)管道

針對(duì)上述雨淋閥誤動(dòng)作的問(wèn)題，應(yīng)定期開展雨淋閥試噴水測(cè)試，檢驗(yàn)雨淋閥功能。為了在主變帶電情況下可開展雨淋閥試噴水測(cè)試，雨淋閥下游宜增加試驗(yàn)管道及其閘閥，試驗(yàn)管道通向排水溝（如圖7所示）。關(guān)閉噴淋蝶閥，打開試驗(yàn)蝶閥后，即可在主變帶電情況下開展水噴霧系統(tǒng)試驗(yàn)，保證水噴霧系統(tǒng)的日常檢驗(yàn)不受主變運(yùn)行影響。

圖7 雨淋閥下游增加雨淋閥試驗(yàn)管道示意圖

3.6 每組主變?cè)O(shè)置獨(dú)立消防水泵

針對(duì)電磁閥和雨淋閥誤動(dòng)作的問(wèn)題，為防止雨淋閥誤動(dòng)作，在安裝場(chǎng)所、消防給水設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程滿足要求的情況下，宜每組主變?cè)O(shè)置獨(dú)立消防水泵。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合2 個(gè)水噴淋滅火系統(tǒng)誤動(dòng)案例提出了多個(gè)改進(jìn)方案，通過(guò)對(duì)止回閥、戶外終端箱、手電動(dòng)一體閥等部件進(jìn)行改進(jìn)，降低水噴霧滅火系統(tǒng)誤動(dòng)的可能性，保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。