技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高效特高压换流变压器专用全自动防灭火系统。
背景技术
[0002] 变压器是一种利用
电磁感应原理，把交流
电能转变为不同
电压、
电流等参数的电
力设备。其中油浸式变压器，将
铁芯和绕组一起浸入灌满了绝缘油的油箱中，以加强绝缘和改善冷却
散热条件。当变压器内部出现严重过载、
短路、绝缘损坏等故障时，绝缘油受到高温或
电弧作用，受
热分解产生大量
烃类混合气体，使变压器内部的压力急剧上升，然后导致变压器油箱的结构破坏（初级变压器爆炸）。
[0003] 初级变压器爆炸后，绝缘油、混合气体和
油雾通过变压器油箱破裂口向外猛烈释放。绝缘油从变压器中
泄漏，在地面形成液油池，被点燃即发生池火。而当泄漏的
热解产物混合气体和油雾与空气混合后点燃，就会发生二次爆燃或爆炸，并对人员和设备造成很大威胁，给社会经济带来严重损失。绝缘油属于重油，
燃烧热值高（往往能达到1000 2000℃），~燃烧后极难扑灭。
[0004] 目前国内特高压换流站换流变压器大部分配置了高压细
水雾的消防灭火方式，发生火灾后，细水雾以全
覆盖的形式进行灭火，这之前国内特高压换流站就有两处发生过火灾，采用细水雾或
泡沫灭火剂灭火系统，灭火14小时，换流变压器设备全部报废！以沂南特高压换流站为例，该站共有换流变压器28台，采用24+4（备用）配置方式，28台换特高压流变压器均为单相双绕组油浸式结构，高端容量为493.1MVA，低端容量为493.1MVA，每台换流变压器加注绝缘油约150吨，站内有两台电动消防
泵，单台流量400m³/h 。消防管网压力控制在0.90-0.96MPa左右。单台换流变主管道采用6寸
钢管，喷头分支管路为1寸钢管，变为3/4寸管路后接喷头，单台换流变喷头水喷淋流量为197L/s，单个消火栓流量为15L/s。单台高端换流变水喷雾喷头199个，低端228个。换算后得知，高端水喷雾喷头每个流量0.99L/S，低端水喷雾喷头每个流量0.86L/S。水流经喷头喷出后呈现细水雾状态，能够覆盖保护对象，而扑救换流站的
消防车主要为泡沫消防车，水喷淋和泡沫灭火剂都属于物理灭火剂，是通
过冷却、窒息的方式灭火，灭火效能低、灭火战斗持续时间长、灭火剂消耗量大，一旦换流变压器绝缘油流出形成流淌火，往往需要几小时甚至十几小时才能将火扑灭，火灾造成的损失极大，如济南仁凤镇特高压泉城站，水喷淋加泡沫扑救时间长达16个小时。超细干粉灭火剂是通过切断燃烧反应链进行化学抑制灭火，是目前已知的灭火剂中灭火效能最高的灭火剂（灭火效能达到了50g/m³），缺点在于灭火剂无法持续供应、冷却效果低、
质量轻、易飘浮，当
风速大于3m/s，不太适合室外应用。细水雾灭火剂和超细干粉灭火剂各有优缺点，在换流变压器中尚没有组合应用的先例。
发明内容
[0005] 为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种高效特高压换流变压器专用全自动防灭火系统，能够防止二次爆炸的产生，将灾害事故的危害程度降至最低。
[0006] 本发明是通过以下措施实现的：一种高效特高压换流变压器专用全自动防灭火系统，包括超细干粉灭火系统和水剂灭火系统，所述超细干粉灭火系统和水剂灭火系统均
信号连接有用于控制两者开启的火灾自动报警灭火
控制器，所述火灾自动报警灭火控制器信号连接有用于实时监测变压器所在现场火灾信号的火灾信号探测器，所述超细干粉灭火系统包括粉剂喷出管路，所述水剂灭火系统包括水剂喷出管路，所述水剂喷出管路和粉剂喷出管路共同连接有若干水粉混喷组件，每个水粉混喷组件包括圆柱形的
喷嘴，所述喷嘴内设置有沿中
心轴延伸的超细干粉喷射通道，喷嘴顶部中心设置有与超细干粉喷射通道相连通的超细干粉进口，喷嘴底部中心设置有与超细干粉喷射通道相连通的超细干粉出口，所述超细干粉进口与粉剂喷出管路连接，喷嘴内设置有环绕超细干粉喷射通道一圈且与超细干粉喷射通道不连通的水剂容纳腔，喷嘴
侧壁上设置有与水剂容纳腔相连通的水剂进口，喷嘴底部设置有若干与水容纳腔相连通且分布在超细干粉出口周围的细水雾出口，所述水剂进口与水喷出管路连接。
[0007] 上述超细干粉灭火系统包括超细干粉罐、驱动氮气瓶组、启动氮气瓶，驱动氮气瓶组与超细干粉罐之间连接有驱动气管，超细干粉罐连接粉剂喷出管路，所述启动氮气瓶与粉剂喷出管路之间以及驱动氮气瓶组与粉剂喷出管路之间均连接有启动气管，启动气管与粉剂喷出管路通过选择
阀相连接，所述粉剂喷出管路上设置有粉路止回阀，驱动气管上设置有驱动气管止回阀、驱动气管减压阀、驱动气瓶
单向阀和驱动气路
安全阀。
[0008] 上述水剂灭火系统包括电动消防泵，所述电动消防泵连接水剂喷出管路，所述水剂喷出管路上设置有失压释放阀、失压
电磁阀、机械放水阀、溢流阀。
[0009] 上述超细干粉罐顶部设置有干粉罐安全阀，所述粉剂喷出管路末端延伸至超细干粉罐内底部，超细干粉罐顶部与粉剂喷出管路之间连接有释放管路，所述释放管路上设置有
先导阀和粉路释放阀。
[0010] 本发明的有益效果是：超细干粉灭火剂具备优异的斥水性能，经压缩气体射入可燃气体、易燃粉尘之中，与之混合后可抑制和削弱爆燃爆轰的发生，经充分的实验证明，水—超细干粉组合喷射后，超细干粉灭火剂可以快速切断燃烧反应链、扑灭火灾，水为防护区域降温、降尘、防止复燃，并抑制超细干粉的飘飞，充分利用了超细干粉灭火剂灭火效能高和水灭火剂降温效果好的优点，实现了物理灭火剂和化学灭火剂相互结合，特别是对于换流变压器绝缘油流出形成流淌火效果明显，能够防止二次爆炸的产生，将灾害事故的危害程度降至最低。
附图说明
[0011] 图1为本发明的结构示意图。
[0012] 图2为本发明的水粉混喷组件结构示意图；其中：电动消防泵1、失压释放阀2、失压电磁阀3、水剂喷出管路4、火灾信号探测器5、水粉混喷组件6、压力信号反馈装置7、选择阀8、启动气路单向阀9、粉剂喷出管路10、粉路止回阀11、粉路释放阀12、启动气路安全阀13、干粉罐安全阀14、先导阀15、超细干粉罐16、驱动气路止回阀17、驱动气路减压阀18、驱动气瓶单向阀19、驱动氮气瓶组20、驱动气路21、驱动气路安全阀22、启动氮气瓶23、启动瓶电磁阀24、火灾自动报警灭火控制器25、远程控制系统26、喷嘴6.1、超细干粉喷射通道6.2、超细干粉进口6.3、水剂进口6.4、水剂容纳腔6.5、超细干粉出口6.6、细水雾出口6.7。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：如图1、2所示，一种高效特高压换流变压器专用全自动防灭火系统，包括超细干粉灭火系统和水剂灭火系统，超细干粉灭火系统和水剂灭火系统均信号连接有用于控制两者开启的火灾自动报警灭火控制器25，火灾自动报警灭火控制器25信号连接有用于实时监测变压器所在现场火灾信号的火灾信号探测器5，超细干粉灭火系统包括粉剂喷出管路10，水剂灭火系统包括水剂喷出管路4，水剂喷出管路4和粉剂喷出管路10共同连接有若干水粉混喷组件6，每个水粉混喷组件6包括圆柱形的喷嘴6.1，喷嘴6.1内设置有沿中心轴延伸的超细干粉喷射通道6.2，喷嘴6.1顶部中心设置有与超细干粉喷射通道6.2相连通的超细干粉进口
6.3，喷嘴6.1底部中心设置有与超细干粉喷射通道6.2相连通的超细干粉出口6.6，超细干粉进口6.3与粉剂喷出管路10连接，喷嘴6.1内设置有环绕超细干粉喷射通道6.2一圈且与超细干粉喷射通道6.2不连通的水剂容纳腔6.5，喷嘴6.1侧壁上设置有与水剂容纳腔6.5相连通的水剂进口6.4，喷嘴6.1底部设置有若干与水容纳腔相连通且分布在超细干粉出口
6.6周围的细水雾出口6.7，水剂进口6.4与水喷出管路连接。
[0014] 超细干粉灭火系统包括超细干粉罐16、驱动氮气瓶组20、启动氮气瓶23，驱动氮气瓶组20与超细干粉罐16之间连接有驱动气管，超细干粉罐16连接粉剂喷出管路10，启动氮气瓶23与粉剂喷出管路10之间以及驱动氮气瓶组20与粉剂喷出管路10之间均连接有启动气管，启动气管与粉剂喷出管路10通过选择阀8相连接，所述粉剂喷出管路10上设置有粉路止回阀11，驱动气管上设置有驱动气管止回阀、驱动气管减压阀、驱动气瓶单向阀19和驱动气路安全阀22。水剂灭火系统包括电动消防泵1，电动消防泵1连接水剂喷出管路4，水剂喷出管路4上设置有失压释放阀2、失压电磁阀3、机械放水阀、溢流阀。超细干粉罐16顶部设置有干粉罐安全阀14，所述粉剂喷出管路10末端延伸至超细干粉罐16内底部，超细干粉罐16顶部与粉剂喷出管路10之间连接有释放管路，所述释放管路上设置有先导阀15和粉路释放阀12。
[0015] 当火灾信号探测器5探测到火情后，火灾自动报警灭火控制器25发出声光报警，同时将报警
信号传输给远程控制系统26，起到监控火情、防止火灾蔓延的目的。如火灾防护区域有两个或两个以上时，火灾信号探测器5根据防护区域可以多组布置，当某一防护区域发生火灾时，发生火灾区域的火灾信号探测器5通过火灾自动报警灭火控制器25智能控制发生火灾区域对应的启动氮气瓶23以及失压电磁阀3，会实现对应防护区域的水—超细干粉组合灭火，不会影响到未发生火灾防护区域。
[0016] 水粉混喷组件6有两个入口，分别连接水灭火剂和超细干粉灭火剂，两种灭火剂分开设置，互不影响，组合喷射时又能共同作用，超细干粉灭火剂切断燃烧反应链进行化学抑制灭火，细水雾为防护区域降温、降尘，防止复燃。
[0017] 当某一防护区域发生火灾时的灭火路线：超细干粉灭火剂灭火路线：发生火灾区域火灾信号探测器5将火灾信号传输给火灾自动报警灭火控制器25，火灾自动报警灭火控制器25智能控制发生火灾区域对应的启动氮气瓶23，启动氮气瓶23再启动相应区域的选择阀8，并开启驱动氮气瓶组20，动氮气瓶组经过驱动气瓶单向阀19、进入集
流管，经驱动气路21减压阀18减压后通过驱动气路21止回阀进入超细干粉罐16，搅动罐内的超细干粉，使超细干粉成为便于流动的气固混合体，当超细干粉罐16压力达到先导阀15设定压力时，粉路释放阀12开启，超细干粉通过粉剂喷出管路10、粉路止回阀11以及火灾发生区域的选择阀8，由水粉混喷组件6对火灾发生区域进行喷射灭火，不会影响到未发生火灾防护区域。压力信号反馈装置7保证设备运行在安全压力之下，启动气路单向阀9和启动气路安全阀13保证了运行的安全性。
[0018] 高压细水雾灭火路线：发生火灾区域火灾信号探测器5将火灾信号传输给火灾自动报警灭火控制器25，火灾自动报警灭火控制器25智能控制发生火灾区域对应的失压电磁阀3，失压电磁阀3将控制失压释放阀2的水压释放掉，失压释放阀2动作，带有压力的水介质通过水剂喷出管路4，由水粉混喷组件6对火灾发生区域进行喷射灭火，不会影响到未发生火灾防护区域。
[0019] 现场手动控制灭火路线：火灾自动报警灭火控制器25在每一个防护区域均有1个现场启动装置，按下启动装置后，会实现超细干粉灭火路线和高压细水雾灭火路线的内容。
[0020] 现场手动机械控制灭火路线：当电控失效时，启动瓶电磁阀24具备手动机械控制功能，手动按下后会实现超细干粉灭火路线中，启动氮气瓶23之后的灭火功能。按下水喷淋系统中机械放水阀，会实现高压细水雾灭火路线中，会实现失压电磁阀3之后的灭火功能。
[0021] 远程控制系统26控制灭火路线：当远程控制系统26监控到某一防护区域发生火灾后，按下对应防护区域的启动按钮，会实现超细干粉灭火路线和高压细水雾灭火路线的内容。在上述所有控制路线中，现场手动控制具备优先级。
[0022] 水粉混喷组件6有两个入口，圆周方向入口通过水剂喷出管路4与水源相连，利用电动消防泵1作为动力源，经失压释放阀2进入水粉混喷组件6后形成绕流，经细水雾出口6.7喷出后形成细水雾；中间入口通过粉剂喷出管路10与超细干粉罐16相连，通道采用拉瓦尔喷管原理，将超细干粉
加速后喷出，快速覆盖防护区域，扑灭火灾。整套灭火系统即可以实现全自动控制、现场手动控制，也可实现远程遥控控制，而且现场手动控制具备优先级。
针对目前国内已建有细水雾灭火系统的换流变压器，可以在不改变原先灭火系统的
基础上，灵活的实现改装，改装后通过专用的水粉混喷组件6，可以实现单独喷射细水雾或超细干粉，也可实现细水雾与超细干粉的组合喷射，实现了物理灭火剂和化学灭火剂相互结合，各自发挥各自的优点，两套灭火系统即相辅相成，又相互独立，互不影响，相当于是有了两套独立的消防系统，大大增加了设备扑灭火灾的可靠性。
[0023] 以上所述仅是本
专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
