基于220kV地下变电站消防技术优化研究

谢丹 姜海英 付光来 刘博 郭笑晨

摘 要：本文分析了220kV地下变电站的火灾危险性，并根据相关要求规范对220kV地下变电站的消防技术进行探究，主要介绍了水消防系统、烟烙尽全淹没气体灭火以及消防排水系统等，并对220kV地下变电站消防系统的设计方法以及优化策略提出建议。

关键词：技术优化;地下变电站;消防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.174

在我国的大城市中，土地资源比较紧张，为减少占地面积，建立地下变电站是我国目前变电站的主要发展趋势。目前我国220kV地下变电站的数量较少，并且缺乏相应的消防规范。但随着电力系统的快速发展，地下变电站的防火问题越来越受到人们的重视。本文针对上海220kV济南地下变电站消防设计实例，对220kV地下变电站消防措施进行探究，希望对220kV地下变电站消防技术的优化有所帮助。

1 220kV地下变电站存在的危险

（1）变压器。在电力生产和电力分配过程中，都离开变压器，变压器是电力系统中的重要设备之一。目前使用的变压器普遍为油浸式变压器，其主要构造包括：油箱、散热器、铁芯、压力释放阀以及油枕等，在油浸式变压器中贮存着较多的变压器油，这种变压器油也被称作绝缘油，它是一种碳氢化合物，其闪点在一百三十摄氏度上下，是一种可燃性液体。由于变压器的这种构造特点，在其发生故障时，很容易产生变压器油受热气化的状况，变压器油的气化会导致变压器内的压力升高，一旦继电保护装置不能发挥作用，可燃气体会连同变压器绝缘油和火苗一同喷出[1]。这种状况很容易导致变压器因承受的压力过大而产生破裂，甚至是导致变压器发生爆炸，从而引起火灾。

（2）电缆。目前的电缆的保护层和护套所采用的材料都是可燃的，这也是引发火灾的原因之一。一旦电缆发生火灾，要比普通火灾更具危险性，电缆发生火灾由于其火势蔓延的速度非常快，其火势十分凶猛，会对救援工作带来非常大的困难，很容易导致出现二次危害。

（3）灭火难度大。由于220kV地下变电站的相关设备都分布在地下，一旦发生火灾，对于灭火救援工作而言，要比地上困难许多。地下变电站一旦发生火灾，很容易产生大量的有毒气体，这些有毒气体会长时间被困在地下，很难分散，这不仅妨碍了火灾扑救工作的开展，而且会严重影响电气设备的安全运行，导致灭火难度增大，增加了救援工作的难度，并且非常容易造成相关人员的伤亡。除此之外，在地下变电站发生火灾时，一些电气设备会处于带电的状态，这也为火灾扑救工作带来了巨大的困难，在火灾扑救过程中稍有不慎，就会导致相关人员发生触电而产生事故，造成人员伤亡。

（4）造成大面积停电。地下变电站一旦发生火灾，相关电气设备会受到影响，无法正常运行，从而影响正常的电力供应。一旦地下变电站的主控设备受到损坏，会导致大面积的停电，由于其维修工作比较复杂，会使恢复供电时间变长，这会给国家和社会造成巨大的经济损失。

2 消防设计具体方案

（1）水消防系统。将市政给水管网引入两路进水，以此来作为消防给水的水源。应设置室外的消火栓，并且在室外应设置消防蓄水池。与此同时，还应将室外消防环管布置在地下变电站的四周。在地下变电站的地下一层处设置烟烙尽气体钢瓶室和消防水泵房。另外，在消防水泵房中还应设置水喷雾以及预作用水喷淋加压系统[2]。将室外消防环网作为室内消火栓系统的水源供给处，将室外消防蓄水池作为水喷雾系统的水源供给处。

（2）烟烙尽气体灭火系统。在地下变电站增设烟烙尽全淹没气体灭火系统，这样可以使地下变电站在110kV 就地继保室和继电室两个防护区的基础上增加了保护措施。一旦地下变电站发生火灾，首先采用氣体灭火系统进行灭火，如果气体灭火系统能完成灭火任务，则不再需要启动水喷淋系统，这样可以有效避免水喷淋系统对电气设备的损害。如果气体灭火系统出现故障或者是气体灭火系统没能完成火灾扑灭任务，则需要启动水喷淋系统进行灭火，这样可以确保火灾被扑灭，降低火灾的损失。

（3）消防排水系统。在地下变电站的地下三层处设置消防排水集水池。消防排水集水池的作用是汇集室内消防排水，主要包括室内消火栓的消防排水、水喷雾以及预作用水喷淋系统的消防排水等。在消防排水集水池中应设置水位自动控制装置和潜水泵，潜水泵的作用是将水排到含油废水窨井中，并使其与地面散热器中的含油废水一同排放到室外事故油池之中，事故油池可以将其进行油水分离，分离出来的废油应运到站外由相关专业部门进行处理，分离出来的清水可以排入站区内的雨水管中。

3 消防技术优化

以220 kV济南地下变电站为例，在220kV济南变电站内，设置有室内消火栓、水喷雾等多套消防系统，在这些消防系统中，水喷雾系统的用水量最多，这就需要为其提供水源的室外消防水池的面积也很大，另外，由于水喷雾系统的雨淋阀也比较大，这使得水喷雾系统需要占据较大的面积。这些对于减少220kV地下变电站用地面积以及降低220kV地下变电站造价十分不利。随着科技的进步，细水雾灭火系统逐渐进入了人们的视野，在日本以及欧美等国得到了广泛的应用，这对我国220kV地下变电站消防技术的优化提供了一定帮助，目前，在我国部分地下变电站中也有所应用。细水雾灭火系统的灭火原理主要包括阻隔辐射热、高效吸热以及窒息等。细水雾灭火系统可以对灭火对象进行灭火、控温、降尘等多种保护，相较于水喷雾系统，细水雾灭火系统具有较强的优越性，可以降低消防水池的占地面积，减少大功率水泵对地下变电站的冲击，并且解决了地下变电站的消防排水问题。随着《油浸式电力变压器火灾报警与灭火系统技术规程》[3]的颁布实施，为220kV地下变电站内细水雾灭火系统的应用提供了规范支持，促进了220kV地下变电站消防技术的发展。

参考文献：

[1]高晓华，朱亚平.220kV地下变电站消防技术优化研究[J].华东电力，2011，39（08）：1324-1326.

[2]王怡风，王斌，郑培钢，陈宝运.地下变电站消防策略技术研究[J].华东电力，2008，36（11）：74-77.

[3]徐鹏，魏本刚，徐立，辛亮，刘闯，周谷亮，罗莎，谢林，邹彬.城市地下变电站辅助系统可靠性分析及优化研究[J].华东电力，2014，42（03）：581-585.