浅谈主变水喷雾灭火系统防误动技术

伦洪标

（广东电网公司东莞供电局，广东 东莞523008)

2014 年4 月，某变电站监控机发出“#3 号主变B 相火灾”告警信号，经运行人员详细排查，发现起因为#3号主变B相的户外感温电缆终端箱（如图1 所示）因密封较差而入水，两路感温电缆受潮短路，导致雨淋阀组中的电磁阀误动作。

图1 感温电缆终端箱位置及内部图

2016 年1 月，运行人员对#3 主变A 相进行雨淋阀试验，但#5主变B相雨淋阀同时动作，经检查发现#5主变B相雨淋阀压力控制腔相关控制管道中的止回阀被异物堵塞。当消防水泵启动时，压力控制腔内压力因止回阀堵塞而不能跟随上腔一起升高，导致锁定杆锁定阀瓣力矩不足，上腔的水压力把阀瓣顶开，出现雨淋阀误动。

图2 止回阀堵塞情况图

由上述案例可见，水喷雾灭火系统会因为线路受潮短路、部件堵塞等原因，出现误动作的情况。根据《水喷雾灭火系统技术规范》要求“变压器绝缘子升高座孔口设置水雾喷头”。因此当水喷雾灭火系统误喷时，水雾将喷洒至带电的套管及引线处，极易引起主变压器短路跳闸。

为防止出现上述情况，本文将结合上述案例和水喷雾灭火系统的组成原理，提出改进方案，降低系统的误动率，保证变压器的稳定运行。

1 水喷雾灭火系统与雨淋阀的组成

水喷雾灭火系统主要由两组感温电缆、火灾探测报警系统、消防水池、压力泵、消防管道、雨淋阀组、喷头等部件组成的装置。

雨淋阀组是由雨淋阀、电磁阀、压力开关、水力警铃、压力表以及配套的通用阀门组成的装置。

雨淋阀是指通过电动、机械或其他方法进行开启，使水能够自动单方向流入喷水系统同时进行报警的一种控制阀。

雨淋阀的阀腔分为上腔、下腔和压力控制腔3部分。压力控制腔通过控制管道与水泵侧供水管道连通。供水管道中的压力水推动驱动杆顶紧阀瓣锁定杆，锁定杆产生力矩，把阀瓣锁定在阀座上，阀瓣使下腔的水不能进入上腔（如图3所示）。

当主变发生火灾时，相互缠绕的两组感温电缆的绝缘皮被融化，感温电缆内铜线短接，火灾探测报警系统得到火警信号，雨淋阀组中过的电磁阀得电启动，控制管道中水被快速排出，压力控制腔泄压，其作用在阀瓣锁定杆上的力矩低于供水压力作用在阀瓣上的力矩，下腔（水泵侧）的水迅速推起阀瓣，开启雨淋阀，水即进入上腔及变压器侧管网（如图3所示）。

图3 雨淋阀的阀瓣锁定与开启状态图

2 原因分析

结合上述案例和雨淋阀组的组成原理，分析得出水喷雾灭火系统误动的原因如下。

2.1 电磁阀误动作

在主变正常运行的情况下，两组感温电缆相互缠绕，处于绝缘状态。只有当发生火灾时，包裹感温电缆的温度敏感材料才会破裂，钢丝短路，从而发出火警信号使电磁阀得电启动。

但当户外的终端箱入水，两路感温电缆端都受潮短路，将造成感温电缆短接假象、火灾自动报警系统主机输出报警信号、电磁阀得电启动，打开雨淋阀。

2.2 止回阀堵塞

根据上述案例“某站雨淋阀组的止回阀堵塞导致雨淋阀误动”分析，由于多个雨淋阀组是并联设置的，当某个雨淋阀管辖设备发出火灾报警信号启动消防水泵供水时，其他雨淋阀的上腔和压力控制腔水压会因为水泵启动而一起升高，若某个非火灾的雨淋阀组止回阀发生堵塞，则其压力控制腔中水压未能跟随上腔水压一起快速升高（阀前压力表的压力值明显高于阀后压力表的压力值），则锁定杆锁定阀瓣力矩不足，上腔的压力会把阀瓣顶开，造成雨淋阀误动。

2.3 止回阀的单向功能失效

如果止回阀单向功能失效，压力控制腔的控制管道中的水流会因水泵侧供水管道的水压变化而流回供水管道中，造成压力控制腔压力不稳定，水压变化大时，会导致锁定杆锁定阀瓣力矩不足，下腔的压力把阀瓣顶开，造成雨淋阀误动。

3 改进措施

为防止系统发生误喷造成变压器电气短路故障，根据上述分析及多年的运行经验，制定了以下改进措施。

3.1 采用两路防潮火灾探测器

针对感温电缆受潮短路问题，为了保证水喷雾灭火系统的可靠启动，主变火灾探测器应选择防潮、防水的线型感温火灾探测器（即感温电缆），必要时，可采用标准报警长度不宜大于1 m 的线型光纤感温火灾探测器（分布式光纤线型、光纤光栅线型或线式多点型），如图4所示。

图4 线型光纤感温火灾探测器示意图

3.2 感温电缆户外终端箱的防潮设计要求

针对上述的感温电缆终端箱内入水受潮问题，感温电缆的户外终端箱的选择和安装应符合下列规定：

应选择防护等级不低于IP65的产品，以满足防水、防小动物等要求；

在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5 m；

接线端子和元件不应安装在箱底，靠近门缝隙的距离不应小于0.3 m。

3.3 止回阀入口增加易装拆式过滤器

针对上述的止回阀堵塞问题，因为雨淋阀配置的电磁阀和止回阀，其流道的通径很小，容易被堵塞，为保证电磁阀和止回阀的可靠性，应在止回阀入口设置易装拆式过滤器（如图5所示）。

图5 在止回阀入口设置过滤器图

3.4 雨淋阀入口信号蝶阀由手动改为手电动一体阀

针对上述雨淋阀误动作的问题，当某个雨淋阀管辖设备发出火灾报警信号启动消防水泵供水时，为防止其他雨淋阀下腔的压力把阀瓣顶开，造成雨淋阀误动而对带电主变水喷雾，宜将雨淋阀入口手动信号蝶阀改为手电动一体阀（如图6所示），并设置手电动一体阀程序化联动功能。

图6 手电动一体阀示意图

手电动一体阀的程序化联动逻辑如下：正常运行时主变对应的手电动一体阀都在常开状态，当某个雨淋阀管辖主变发出火灾报警信号启动消防水泵供水时，着火主变对应的手电动一体阀保持常开状态，其他非着火主变对应的手电动一体阀自动关闭，保证不会误动误喷非着火主变；此时如果第二台主变发出火灾报警信号，在保持第一台着火主变手电动一体阀常开的同时，自动打开第二台着火主变手电动一体阀，实现对2 台着火主变的水喷雾灭火。如果再出现第三台主变火灾，相关联动逻辑如此类推。

3.5 雨淋阀下游增加雨淋阀试验管道

针对上述雨淋阀误动作的问题，应定期开展雨淋阀试喷水测试，检验雨淋阀功能。为了在主变带电情况下可开展雨淋阀试喷水测试，雨淋阀下游宜增加试验管道及其闸阀，试验管道通向排水沟（如图7所示）。关闭喷淋蝶阀，打开试验蝶阀后，即可在主变带电情况下开展水喷雾系统试验，保证水喷雾系统的日常检验不受主变运行影响。

图7 雨淋阀下游增加雨淋阀试验管道示意图

3.6 每组主变设置独立消防水泵

针对电磁阀和雨淋阀误动作的问题，为防止雨淋阀误动作，在安装场所、消防给水设计流量和扬程满足要求的情况下，宜每组主变设置独立消防水泵。

4 结束语

本文结合2 个水喷淋灭火系统误动案例提出了多个改进方案，通过对止回阀、户外终端箱、手电动一体阀等部件进行改进，降低水喷雾灭火系统误动的可能性，保证变压器的安全稳定运行。