摘要：油浸变压器作为电厂和变电所的主要电气设备，若发生故障，对国民经济危害较大。因此对油浸变压器消防措施进行研究有着重要的意义。本文着重阐述了油浸变压器几种消防措施的灭火机理和适用条件，以方便在工程设计中更合理的选择油浸变压器的消防措施。
关键词：油浸变压器；消防措施
随着国家工业化和地区城镇化进程的不断加快，一些大型电厂和厂矿企业相继建设，国家电网也在迅速扩展，变压器做为最重要的输变电设备，采用合理的消防系统对其进行保护是必要的。目前国内大型电厂、变电站及厂矿企业大部分采用的是油浸式电力变压器。油浸变压器是发电厂和变电所的主要电气设备，一旦发生故障，将导致整个区域内的电力网瘫痪。本文将对油浸变压器的几种消防措施及其特点进行对比分析。
1油浸变压器的火灾原因分析
油浸式变压器发生火灾的主要原因包括：
（1）绝缘损坏。由于变压器线圈绝缘老化、检修不慎破坏绝缘发生短路，使绝缘油因热分解出甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯等碳氢化合物，当过热温度超过800℃时，变压器油几乎全部分解为氢、甲烷和乙炔等可燃气体。当这些可燃气体与空气混合达到一定浓度，遇明火、电火花可发生燃烧或爆炸。
（2）铁心起火。由于硅钢片之间或铁心与夹紧螺栓套管之间的绝缘损坏，使变压器温度升高，引起内部可燃物燃烧。
（3）短路。由于各线圈的匝间和相间发生短路，线圈靠油箱部分的绝缘被击穿，可引起燃烧或爆炸；负载发生短路，保护系统失灵或整定值调整过大，有可能烧毁变压器。
（4）接触不良。由于变压器接线、分接开关等连接处接触不良，导致接触电阻过大，造成局部高温，使油燃烧或发生爆炸。
（5）电弧闪络：①高低压绕组之间、绕组和变压器油箱壁之间以及绝缘管套管与油箱上盖间表面都可能发生闪络，产生电弧，发生火灾。②因为油中导体相间距离太近，或绝缘油受潮、变脏和劣化变质，会造成闪弧，使油燃烧。③雷击过电压和操作过电压引起闪弧，发生火灾。
（6）变压器渗油、漏油。变压器油箱、套管等渗油、漏油，形成表面污垢，遇明火燃烧。
（7）变压器过热。长期严重过负荷运行，使线圈发热；电压过高，铁损增大（当电压增高10％时，铁损将增加30%～50%）；环境温度过高，通风不良；从而引发变压器过热燃烧。
（8）外界火源引燃。变压器周围堆放的可燃物燃烧后引燃变压器。
2 油浸式变压器的防火安全措施
油浸变压器的消防措施一般采用以下几种方式：合成型泡沫喷雾系统、排油注氮灭火系统及水喷雾灭火系统，选择时应通过综合比较后确定其一。除此之外，根据相关规范，油浸变压器还需要做好以下防火安全措施。
2.1油量在2500kg以上的油浸式变压器与油量在600kg-2500kg的充油电气设备之间，其防火间距不应小于5m。
2.2当相邻两台油浸式变压器之间的防火间距不满足要求时，应设置防火隔墙或防火隔墙顶部加防火水幕。单相油浸式变压器之间可只设置防火隔墙或防火水幕。
2.3当厂房外墙与屋外油浸式变压器外缘的距离小于规范表规定时，该外墙应采用防火墙。该墙与变压器外缘的距离不应小于0.8m。
2.4厂房外墙距油浸式变压器外缘5m以内时，在变压器总厚度加3m的水平线以下及两侧外缘各加3m的范围内，不应开设门窗和孔洞；在其范围以外的该防火墙上的门和固定式窗，其耐火极限不应低于0.9h。
2.5油浸式变压器及其它充油电气设备单台油量在1000Kg以上时，应设置贮油坑及公共集油池，并放置变压器鹅卵石以备用来防火以及卸油。
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3合成型泡沫喷雾消防系统
合成型泡沫喷雾灭火系统是采用合成系列高效泡沫灭火剂为灭火药剂，在一定的压力作用下通过专用的喷头，将灭火药剂喷射覆盖到变压器本体上，利用该灭火剂具有泡沫和水雾的冷却、窒息、乳化、隔离的综合效应来迅速灭火。
3.1合成型泡沫喷雾灭火系统的组成
装置由储液罐、氮气启动源、氮气动力源、减压阀、安全阀、控制电磁阀、分段阀（保护不同区域的喷雾阀门）、喷头、控制单元、火灾温度探测单元和各种管件组成。
3.2合成型泡沫喷雾灭火系统的适用条件
合成型的泡沫喷雾系统，其更多的用于室内以及室外的大型电力用变压器的消防工作，比较大的特点就在于其体积比较小，同时投资也比较少，安装以及维护相对来说比较简单，而且组合也比较灵活，特别是在寒冷地区以及缺水的地区，还有只要设置变压器的固定场地。但，其比较容易变质，而且还需要进行定期检验，一般来说需要隔3—5年进行更换，从而增加了其后期的维护成本。
4 排油注氮灭火系统
4.1排油注氮灭火系统工作机理
在变压器短时或持续性故障时间里，如果产生的可燃气体数量或压力超过其容许值时，将发生爆炸，并从变压器器身的薄弱环节喷射出来而造成火灾。经调查和分析可知，在变压器火灾的案例中从故障到爆炸的过程往往不到1s。排油注氮方案是通过压力探测或温度感应和电气保护同时动作后，在0.5s内启动排油系统，排掉部分油，降低本体内的压力，同时关闭油枕连接本体的断流阀，并在3s后从变压器底部充氮气，由于氮气本身的低温和不燃性，通过在油内的上升、搅拌和覆盖，降低油温，并隔绝空气，起到防火、防爆及灭火的作用。
4.2排油注氮灭火系统组成及适用条件
排油注氮灭火系统装置主要由消防柜（约占地2m2）、排油注氮管道、控制柜（在控制室内，占地1m2）组成，安装省时省力，维护简单，不影响变压器正常运行，且可在已投入运行的变压器上进行改装。同时，排油注氮装置适合范围广，不受气候与地理位置的限制，适用所有油浸变压器。
5水喷雾灭火系统
水喷雾型的灭火系统，其利用水雾喷头，使其能够在一定的水流压力下把水流进行分解，使其成为细小的水雾，进而进行灭火作业，它是一种固定型的灭火系统。
5.1组成要素
其主要是由供水设备、供水管道、水源、雨淋阀组、过滤器以及水雾喷头组合而成。一般情况下，可以分为中速以及高速水喷雾喷头两种；其中雨淋阀的控制装置又可以分成电磁阀以及现场手动、非电控远程手动装置三种。
5.2适用条件分析
其适用性比较广泛，它可以迅速将变压器的主体表面进行冷却降温，从而产生极其细小的水雾，以使周围空气当中的氧含量迅速降低，进而达到窒息灭火的效果，并且其还能把外泄的油品进行进一步乳化以及稀释，从而进一步增强灭火的效果，但是，在比较缺水或者比较寒冷的地区，或者变压器置于室内的情况下不宜采用。
6结语
综上所述，根据最新的消防规范规定，在室外油浸变压器的火灾中，需要采取水喷雾消防系统，如果在缺水以及比较寒冷的地区，或者经相关消防监督部门或者建设单位同意的前提下，也可采用排油注氮灭火系统、合成型泡沫喷雾灭火系统等其他灭火形式。究竟采用哪种灭火系统，设计时应根据实际情况综合考虑，通过技术经济比较后再确定。
参考文献：
[1]储剑锋.油浸变压器消防排水系统的计算与设计[J].电力勘测设计，2015，02：32-35.
[2]翟毅.油浸式变压器消防安全问题探讨[J].建筑电气，2015，10：27-29.
[3]汪文超.关于油浸变压器消防措施的探讨[J].能源与环境，2004，04：59-62.
论文作者:康淑琴
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/20
标签：变压器论文; 灭火系统论文; 泡沫论文; 水雾论文; 喷头论文; 措施论文; 外缘论文; 《基层建设》2017年2期论文;