變電站消防設(shè)施配置及優(yōu)化研究

李智勇　王平　張秀路　錢雅云　丁金幫

摘要：變電站消防設(shè)施是指在變電站內(nèi)為了預(yù)防和控制火災(zāi)事故，保障電力設(shè)施和人身安全而設(shè)置的一系列專門設(shè)備和措施。結(jié)合實(shí)際情況而言，目前針對(duì)變電站火災(zāi)所采取的設(shè)施，主要還是以固定式自動(dòng)滅火設(shè)施為主，但效果有限?；诖?，文章將圍繞變電站消防設(shè)施的基本要求，從變電站消防設(shè)施配置以及應(yīng)用現(xiàn)狀入手，對(duì)設(shè)施配置及優(yōu)化提出建議，介紹變電站消防沙噴射滅火技術(shù)，以期能為變電站滅火設(shè)施改革提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變電站；消防設(shè)施；配置；優(yōu)化

引言

變電站消防設(shè)施是為預(yù)防和控制火災(zāi)事故，保障電力設(shè)施和人身安全而設(shè)置的一系列專門設(shè)備和措施。通過這些設(shè)施，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和撲滅火源，保障變電站安全運(yùn)行。

一、變電站消防設(shè)施的基本要求

變電站消防設(shè)施涵蓋面比較廣，包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、滅火設(shè)備、消防栓系統(tǒng)、排煙設(shè)施、疏散通道和安全出口以及火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案等。

（一）消防設(shè)施的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定

變電站消防設(shè)施設(shè)計(jì)和施工應(yīng)嚴(yán)格遵循國家有關(guān)消防法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保各項(xiàng)設(shè)施的合規(guī)性和可靠性。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定包括《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《消防設(shè)施工程驗(yàn)收規(guī)范》等，涉及消防設(shè)施設(shè)備選型、布置、施工、驗(yàn)收等多個(gè)環(huán)節(jié)。

（二）消防設(shè)施應(yīng)覆蓋變電站主要火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

變電站消防設(shè)施設(shè)置應(yīng)根據(jù)變電站火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)和實(shí)際情況進(jìn)行合理布局。通常情況下，變電站消防設(shè)施應(yīng)覆蓋以下區(qū)域。

1.變壓器室

變壓器室是變電站內(nèi)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高區(qū)域，應(yīng)設(shè)置泡沫滅火器、干粉滅火器、消防沙等滅火設(shè)施設(shè)備，并配備二氧化碳滅火系統(tǒng)，以防止火勢(shì)擴(kuò)大。

2.配電室

配電室內(nèi)有大量電纜和設(shè)備，容易引發(fā)火災(zāi)。因此，應(yīng)設(shè)置消防栓系統(tǒng)和滅火器等設(shè)備，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速進(jìn)行滅火。

3.控制室和辦公室

這些區(qū)域雖然火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較低，但仍需設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和疏散通道等設(shè)施，以確保人員安全[1]。

（三）消防設(shè)施應(yīng)定期檢查和維護(hù)

為確保消防設(shè)施在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠正常工作，變電站應(yīng)定期對(duì)消防設(shè)施進(jìn)行檢查和維護(hù)，具體而言：第一，定期檢查消防設(shè)備的完好性和操作性，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)；第二，定期對(duì)消防設(shè)施進(jìn)行檢查，保證其正常工作；第三，定期對(duì)疏散通道、安全出口等進(jìn)行檢查，確保通道暢通，出口標(biāo)識(shí)清晰；第四，定期組織消防演練，增強(qiáng)員工的消防意識(shí)和應(yīng)對(duì)火災(zāi)的能力。

（四）消防設(shè)施應(yīng)配備專業(yè)的消防管理人員

為保證消防設(shè)施的有效運(yùn)行，變電站應(yīng)配備專業(yè)的消防管理人員。這些人員應(yīng)具備一定消防知識(shí)和技能，能夠?qū)ο涝O(shè)施進(jìn)行日常管理和維護(hù)，并在火災(zāi)發(fā)生時(shí)指揮滅火和疏散工作。

二、變電站消防設(shè)施配置以及應(yīng)用現(xiàn)狀

變電站是電力系統(tǒng)中輸電和配電的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)著變換電壓、接收和分配電能、控制電力流向和調(diào)整電壓的重要任務(wù)。在變電站中，變壓器作為核心設(shè)備，通常采用油浸式設(shè)計(jì)，其使用的礦物絕緣油量相大。例如，500kV主變單相油的重量約為50噸，而1000kV主變單相油的重量更是高達(dá)約130噸。為確保變壓器的安全運(yùn)行，防止火災(zāi)事故發(fā)生，變電站通常采用細(xì)水霧、泡沫噴淋、排油注氮等固定式自動(dòng)滅火系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)。這些系統(tǒng)可以在火災(zāi)初期迅速啟動(dòng)，有效抑制火勢(shì)擴(kuò)散，降低火災(zāi)對(duì)變壓器的損害。然而，一旦變壓器發(fā)生火災(zāi)，設(shè)備燃燒產(chǎn)生的高溫可能會(huì)引發(fā)油箱破裂，使油料噴濺出來形成流淌火。在這種情況下，現(xiàn)有的滅火系統(tǒng)只能對(duì)變壓器本身進(jìn)行防護(hù)，而無法覆蓋到周圍的設(shè)備，對(duì)于流淌火這種形式的火災(zāi)，現(xiàn)有滅火設(shè)施與系統(tǒng)基本束手無策。

三、變電站消防設(shè)施配置及優(yōu)化建議

變電站作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其消防安全不容忽視。結(jié)合目前變電站消防設(shè)施火災(zāi)防控存在的實(shí)際問題，需要對(duì)消防設(shè)施配置及優(yōu)化提出建議。

（一）配置報(bào)警系統(tǒng)

變電站應(yīng)配置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，包括火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警器等，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，并通過警報(bào)通知人員采取措施，降低火災(zāi)造成的損失。首先，火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的核心部件，能夠監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)的火源和煙霧，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。常見的火災(zāi)探測(cè)器有紅外線探測(cè)器、光電探測(cè)器、離子探測(cè)器等，可以對(duì)火源和煙霧進(jìn)行快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。同時(shí)，火災(zāi)報(bào)警器在檢測(cè)到火災(zāi)隱患時(shí)，會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，通知人員采取措施?；馂?zāi)報(bào)警器有多種類型，包括電鈴、警笛、廣播等，可以根據(jù)變電站實(shí)際情況進(jìn)行選擇。其次，為提高火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的有效性，應(yīng)合理布局火災(zāi)探測(cè)器位置。火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)安裝在變電站的重要部位，如配電柜、變壓器、電纜隧道等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。同時(shí)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)與其他消防設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，共同提高變電站的消防安全水平。例如，當(dāng)火災(zāi)報(bào)警器發(fā)出警報(bào)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、移動(dòng)滅火系統(tǒng)等設(shè)施設(shè)備，以便迅速撲滅火源。最后，為確?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)。例如，檢查火災(zāi)探測(cè)器的靈敏度、火災(zāi)報(bào)警器的音響效果等，確保設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)[2]。

（二）配置消防器材

變電站應(yīng)配置足夠的消防器材，如干粉滅火器、二氧化碳滅火器、泡沫滅火器、消防沙等，工作人員應(yīng)熟悉消防器材使用方法，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速采取撲救措施。首先，消防器材合理配置，包括：（1）干粉滅火器是一種常見的滅火設(shè)備，可以撲滅多種類型的火災(zāi)，包括液體、氣體和電氣設(shè)備火災(zāi)。干粉滅火器應(yīng)配置在變電站的各個(gè)工作區(qū)域，例如，配電柜、變壓器、電纜隧道等。（2）二氧化碳滅火器適用于撲滅帶電設(shè)備火災(zāi)，具有滅火后不留痕跡的優(yōu)點(diǎn)。二氧化碳滅火器應(yīng)放置在變電站的電氣設(shè)備附近，以方便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速使用。（3）泡沫滅火器適用于撲滅油類和油脂火災(zāi)，具有一定的滅火和隔離作用。泡沫滅火器應(yīng)配置在變電站的油浸式設(shè)備區(qū)域，例如，油浸式變壓器、儲(chǔ)油罐等。（4）消防沙主要用于撲滅油類火災(zāi)，具有成本低、易于存放和使用的優(yōu)點(diǎn)。消防沙應(yīng)放置在變電站的油浸式設(shè)備附近，以方便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速使用。其次，消防器材使用培訓(xùn)應(yīng)定期進(jìn)行，確保工作人員能夠掌握各種消防器材的正確使用方法；同時(shí)，還應(yīng)組織定期消防演習(xí)，讓工作人員在實(shí)際操作中熟悉消防器材的使用，提高撲救火災(zāi)的能力。最后，為確保消防器材的正常運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)。例如，檢查滅火器的壓力表、閥門等部件是否正常、消防沙是否受潮等。定期檢查和維護(hù)消防器材，可以確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防器材能夠迅速投入使用，降低火災(zāi)造成的損失[3]。

（三）完善滅火系統(tǒng)

目前，變電站主要采用的是細(xì)水霧、泡沫噴淋、排油注氮等固定式自動(dòng)滅火系統(tǒng)，但對(duì)于流淌火的抑制效果比較差。基于此，在原有滅火系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)消防設(shè)施設(shè)備進(jìn)行革新，將采用消防沙噴射滅火技術(shù)。消防沙是價(jià)廉物質(zhì)，適用范圍較廣，具有吸附、阻截及覆蓋窒息滅火的作用，可抑制流淌火。一般儲(chǔ)備在附近的沙池、沙袋或沙箱內(nèi)，常采用就近設(shè)置的消防鏟、消防桶進(jìn)行人工滅火，然而火場溫度較高人員無法靠近，人工取沙滅火方式不可行。根據(jù)各等級(jí)電壓變電站消防沙存儲(chǔ)方式、布置位置等情況，將嘗試推出機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、體積小、可安全輸送及精準(zhǔn)定位噴射消防沙的移動(dòng)式小型噴沙滅火設(shè)備，主要包括移動(dòng)式小型消防沙輸送技術(shù)與消防沙定位噴射技術(shù)。目前，該技術(shù)還處于探索之中，未來將會(huì)通過一系列的消防沙噴射參數(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)及方法。具體來講，主要對(duì)已發(fā)生火災(zāi)案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析火災(zāi)演化規(guī)律，通過開展模擬測(cè)試試驗(yàn)，獲取輸送速度、噴射量等關(guān)鍵參數(shù)，再對(duì)輸送、定位噴射機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，提出精準(zhǔn)定位噴射消防沙方法，根據(jù)測(cè)試結(jié)果提出安全有效阻隔、抑制流淌火的方法、機(jī)制。

本裝置由沙箱、吸沙機(jī)構(gòu)、噴射機(jī)構(gòu)、定位釋放機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等組成。吸沙機(jī)構(gòu)采用軟螺旋輸送，可以快捷自動(dòng)吸沙；噴射機(jī)構(gòu)采用新型氣力輸送泵（0.2m3）+供氣裝置（3m3/min，0.8MPa）壓縮空氣驅(qū)動(dòng)組合方式，泵內(nèi)設(shè)有流化裝置，使壓縮空氣與消防沙最大程度混合輸出，在降低能耗的同時(shí)大大提高輸送效率及輸送距離；定位釋放機(jī)構(gòu)采用智能小車+無線遠(yuǎn)程控制，機(jī)構(gòu)本身耐高溫、防水，小車上部設(shè)有噴頭調(diào)整模塊，實(shí)現(xiàn)噴頭全方位調(diào)整。從試驗(yàn)結(jié)果來看，該技術(shù)最大輸送效率達(dá)到40t/h，最大輸送距離為2km，實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人近距離定位釋放，安全抑制流淌火；同時(shí)，配合細(xì)水霧、泡沫噴淋、排油注氮等消防手段，不僅能夠進(jìn)一步完善變電站滅火系統(tǒng)，而且可以提高變電站含油設(shè)備火災(zāi)防護(hù)水平。

（四）設(shè)置消防通道

在電力系統(tǒng)中，變電站的安全性直接影響到電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，為確保變電站的安全運(yùn)行，設(shè)置消防通道并保持其暢通至關(guān)重要。消防通道的作用是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，確保人員能夠迅速撤離，并為消防人員提供進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場的道路。首先，在設(shè)計(jì)和建設(shè)變電站時(shí)，應(yīng)充分考慮消防通道的布局。消防通道應(yīng)貫穿整個(gè)變電站，連接各個(gè)工作區(qū)域，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員能夠迅速撤離到安全地帶。在消防通道的規(guī)劃中，應(yīng)明確疏散路線，避免出現(xiàn)交叉、死胡同等情況；同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置明確的疏散指示標(biāo)志，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員能夠迅速找到疏散路線。其次，應(yīng)嚴(yán)格禁止在消防通道內(nèi)堆放任何物品，包括工具、材料、設(shè)備等。對(duì)于必須放置在通道附近的物品，應(yīng)盡量選擇輕便、易搬動(dòng)的物品，并在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速搬離通道。同時(shí)，消防通道應(yīng)定期清潔，確保通道內(nèi)無雜物、無塵土，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員能夠迅速撤離，消防車輛能夠順利進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場。最后，通過消防培訓(xùn)，員工將更加重視消防通道的重要性，并在日常生活中主動(dòng)維護(hù) [4]。

（五）智能監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸融入社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，變電站的安全性直接影響到電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，對(duì)變電站的消防設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)施故障和火災(zāi)隱患，提高消防安全管理的智能化水平顯得尤為重要。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在變電站消防設(shè)施中的應(yīng)用。一方面，通過安裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站消防設(shè)施狀態(tài)，包括如壓力、溫度、濕度等參數(shù)，確保設(shè)施正常運(yùn)行。當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常情況時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)處理。另一方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站消防設(shè)施的遠(yuǎn)程控制。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，工作人員可以通過遠(yuǎn)程操作啟動(dòng)消防設(shè)施，包括啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)、釋放滅火器等，及時(shí)撲滅火源。其次，大數(shù)據(jù)技術(shù)在變電站消防設(shè)施中的應(yīng)用。通過收集和分析變電站消防設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)施的潛在故障和火災(zāi)隱患。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助工作人員識(shí)別出異常數(shù)據(jù)，提前進(jìn)行維護(hù)和處理，降低火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，基于大數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)變電站消防設(shè)施進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，可以預(yù)測(cè)設(shè)施在未來一段時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)的故障，并制定相應(yīng)維護(hù)計(jì)劃，提高設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。整體而言，物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在變電站消防設(shè)施中的應(yīng)用，可以提高消防安全管理的智能化水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)施故障和火災(zāi)隱患。為確保變電站安全運(yùn)行，應(yīng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，不斷提升消防安全管理水平[5]。

結(jié)語

總之，變電站消防設(shè)施配置及優(yōu)化應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，制定合理的消防安全策略，包括配置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、配置消防器材、完善滅火系統(tǒng)、設(shè)置消防通道、智能監(jiān)測(cè)技術(shù)等，能夠最大限度確保變電站消防安全；同時(shí)，應(yīng)不斷探索新技術(shù)，例如，消防沙噴射滅火技術(shù)、智能監(jiān)測(cè)技術(shù)等在消防領(lǐng)域的應(yīng)用，提高消防安全管理的效率和效果。

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作者簡介：李智勇（1976- ），男，漢族，安徽五河人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理。