CN104667459A - 分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，包括视频装置、探测装置、火灾报警控制装置和消防装置；探测装置包括感温电缆、特征气体探测装置、线性红外光束感烟感温探测器、点式感温探测器、点式感烟探测器；火灾报警控制装置汇总探测装置采集的信号，并向消防装置发送启动信号；消防装置包括火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置；分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统根据变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置和相应的消防装置进行组合分布；进行针对性的火灾探测、预警与消防布置，全面提高变电站对火灾的预防及消防能力。

Description

分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统

技术领域

本发明涉及一种分类表A62中的救生，消防，特别是涉及变电站中的消防监测预警。

背景技术

变电站是电力系统中输电和配电的集结点，起变换电压、接收和分配电能、控制电力流向和调整电压的作用。变电站内的设备中有大量可燃物，如变压器(电抗器、电容器)内的绝缘油及绝缘纸板、电力电缆外绝缘护套、电气柜内的各种元器件等。作为核心一次设备的变压器，由于其大多采用油浸自然冷却式，因而用油量巨大，火灾危险性极大；电力电缆外护套是最大的火灾隐患点，由于变电站内敷设的电缆密集度高，运行维护困难，且这些电缆分布环境较差的电缆沟、桥架、竖井、夹层等区域处，因此发生火灾的机率很高，一旦电力电缆外护套的外绝缘层被引燃，会沿电缆蔓延燃烧，跨区域扩散酿成事故。此外，由于电气柜内的电缆终端接头是安全的薄弱点，且柜内的各种电气元件外壳均为塑料制品，存在火灾隐患，一旦变电站内发生火灾，轻则严重危害供电可靠性，重则有可能造成电网瓦解，其危险性大、损失大，后果十分严重。

此外，近年来，越来越多的110kV甚至220kV变电站建在居民区附近或建在商住楼的底层，其主要设备都在室内，在外面只能看到进线和出线，这类封闭式/半封闭式变电站区域附近人员或财产相对集中，发生火灾时的危害比在郊区的敞开式变电站更大。

然而，目前变电站的消防设施配置与其重要性相比，明显有巨大的差距。一直以来，变电站内的消防设施均停留在点对点的探测和被动式应急阶段，无法对变电站进行系统地、全方位地火灾防控。

目前的现有技术如下：

变电站的分区域及相关区域有：电缆沟、电缆竖井、专用电缆间、变压器室(变压器、调补变压器)区域、二次设备室、10kV开关室、电容器室、消弧线圈室、蓄电池室、GIS室和走道。

视频装置，可采集所监控区域的可见光图像，符合GB/T 28281《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》要求；

感温电缆，全称为线型感温火灾探测器，具有沿全线长连续监测保护对象温度的能力，符合GB16280-2005《线型感温火灾探测器》要求；

特征气体探测装置，全称为早期火灾特征气体探测装置，用于对早期火灾产生的典型气体(例如CO、HCL、SO₂)产物进行高灵敏度的探测；

线性红外光束感烟感温探测器，用于对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数进行响应，符合GB14003-2005《线型光束感烟火灾探测器》要求；

点式感温探测器，用于探测某一点的温度，符合GB4715-2005《点型感温火灾探测器》要求；

点式感烟探测器，用于探测某一点的烟浓度，符合GB4716-2005《点型感温火灾探测器》要求；

火灾报警控制装置，用于监管、报警、联动控制，并对所接入的报警和消防信号编址，以确定报警信号的来源和位置，符合GB4717-2005《火灾报警控制器》、GB16806-2006《消防联动控制系统》要求；

火探管消防装置，由装有高压惰性气体灭火剂(如氮气、二氧化碳、烟烙尽等)的压力容器、压力容器减压阀、压力表、手动阀及火探管等组成，用于自动探火、灭火，符合吉林省地方标准DB22/T465-2009《火探管式自动探火灭火装置设计、施工及验收规范》要求，在着火时，火探管消防装置中的火探管在受热温度最高处被软化并爆破，将管内的灭火介质释放到着火区域；

储气式全淹没干粉灭火装置，用于灭火，一般与火灾自动探测系统联动，同时具备电气手动、电气自动、机械应急手动三种启动方式；符合GB16668-2010《干粉灭火系统通用技术条件》、GB50347-2004《干粉灭火系统设计规范》要求；

悬挂式干粉灭火器，是一种无管路的自动灭火装置，由感温玻璃球启动，符合GB16668-2010《干粉灭火系统通用技术条件》要求，悬挂式干粉灭火器的感温玻璃球符合GB18428-2010《自动灭火系统用玻璃球》要求；

排油注氮装置，用于变压器消防灭火，符合GA 835-2009《油浸变压器排油注氮灭火装置》要求；

发明内容

本发明的目的是提供一种分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，解决目前变电站内的点对点探测和被动式应急式消防设施无法实现系统地、全方位地火灾防控问题。

为解决上述提出的问题，本发明提供的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，包括探测装置、火灾报警控制装置和消防装置；括根据变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置和相应的消防装置进行组合分布在变电站各分区域内；各分区域内的探测装置经探测后将探测结果发送至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断各探测结果是否达到报警值，若达到报警值，则对达到报警值的探测结果进行编址，并同时发出报警信号，联动该区域内的消防装置执行消防工作；当有分区域内发生明火时，该分区域内的探测装置自动报警，消防装置执行消防工作，同时向火灾报警控制装置发送报警信号，火灾报警控制装置对该报警信号进行编址，并发出报警信号。

探测装置包括感温电缆、特征气体探测装置、线性红外光束感烟感温探测器、点式感温探测器、点式感烟探测器；火灾报警控制装置接收到感温电缆的温度信号、线性红外光束感烟感温探测器的信号、特征气体探测装置的气体浓度信号、点式感温探测器及点式感烟探测器的信号后，分别对所接收到的信号进行判断，若达到报警值，则分别对达到报警值的信号进行编址，并发出报警信号；当点式感烟探测器所在的分区域发生明火时，点式感烟探测器自动报警。

消防装置包括火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置；当火灾报警控制装置判断线性红外光束感烟感温探测器的信号达到报警值时，则分别发出报警信号；当分区域内发生明火时，火探管消防装置和悬挂式干粉灭火器均是自行启动；排油注氮装置由所在分区域的感温玻璃球爆破发出的信号、断路器跳闸信号、瓦斯继电器跳闸信号三者共同触发启动；火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置在执行消防工作时均分别向火灾报警控制装置发送报警信号，火灾报警控制装置分别将接收到的报警信号进行编址，并发出报警信号。

细水雾灭火装置由消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、入口压力表、水泵入口流量计、高压水泵、出口压力表、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头、手动溢流阀、溢流流量计组成；消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、水泵入口流量计、高压水泵、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头经管道依次串接；入口压力表安装在水泵入口过滤器和水泵入口流量计之间；出口压力表安装在高压水泵和水泵出口手动开关阀之间；水箱与水泵出口手动开关阀之间并联有溢流回路，溢流回路中依次串接手动溢流阀、溢流流量计。

感温电缆包括第一感温电缆、第二感温电缆、第三感温电缆、第四感温电缆、第五感温电缆；

特征气体探测包括第一特征气体探测装置、第二特征气体探测装置、第三特征气体探测装置；第四特征气体探测装置；

线性红外光束感烟感温探测器包括第一线性红外光束感烟感温探测器、第二线性红外光束感烟感温探测器、第三线性红外光束感烟感温探测器、第四线性红外光束感烟感温探测器、第五线性红外光束感烟感温探测器；第六线性红外光束感烟感温探测器；

点式感温探测器包括第一点式感温探测器、第二点式感温探测器、第三点式感温探测器、第四点式感温探测器、第五点式感温探测器、第六点式感温探测器、第七点式感温探测器、第八点式感温探测器、第九点式感温探测器、第十点式感温探测器、第十一点式感温探测器；

点式感烟探测器包括第一点式感烟探测器、第二点式感烟探测器、第三点式感烟探测器、第四点式感烟探测器、第五点式感烟探测器、第六点式感烟探测器、第七点式感烟探测器、第八点式感烟探测器、第九点式感烟探测器、第十点式感烟探测器、第十一点式感烟探测器。

火探管消防装置包括第一火探管消防装置、第二火探管消防装置、第三火探管消防装置；

储气式全淹没干粉灭火装置包括第一储气式全淹没干粉灭火装置、第二储气式全淹没干粉灭火装置、第三储气式全淹没干粉灭火装置、第四储气式全淹没干粉灭火装置、第五储气式全淹没干粉灭火装置、第六储气式全淹没干粉灭火装置、第七储气式全淹没干粉灭火装置；

悬挂式干粉灭火器包括第一悬挂式干粉灭火器、第二悬挂式干粉灭火器；

排油注氮装置包括第一排油注氮装置、第二排油注氮装置。

本发明分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统还包括视频装置，所述视频装置包括第一视频装置、第二视频装置、第三视频装置、第四视频装置、第五视频装置、第六视频装置、第七视频装置、第八视频装置、第九视频装置、第十视频装置、第十一视频装置。

第一感温电缆、第一点式感温探测器、第一点式感烟探测器和第一悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆沟内；

第二感温电缆、第二点式感温探测器、第二点式感烟探测器和第一火探管消防装置布置、第二悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆竖井内；

第一特征气体探测装置、第三感温电缆和细水雾灭火装置布置在专用电缆间内，且第三点式感温探测器、第三点式感烟探测器和第一视频装置均布置在专用电缆间的室顶部；

第一排油注氮装置和第一储气式全淹没干粉灭火装置布置在变压器室内，第四点式感温探测器和第四点式感烟探测器，以及第二视频装置均布置在变压器室顶部；

第二火探管消防装置的火探管和第四感温电缆布置在二次设备室的电缆地下夹层中；第二特征气体探测装置布置在靠近电缆地下夹层、电缆竖井处；第一线性红外光束感烟感温探测器布置在二次设备室内上部两侧；第五点式感温探测器、第五点式感烟探测器和第三视频装置在二次设备室顶布置；针对二次设备室全室布置第二储气式全淹没干粉灭火装置；

第三火探管消防装置布置在10kV开关室内；第三特征气体探测装置的探头布置在10kV开关室内靠近电缆竖井处；第二线性红外光束感烟感温探测器布置在10kV开关室内的上部两侧；第六点式感温探测器、第六点式感烟探测器和第四视频装置均布置在10kV开关室的顶部；针对10kV开关室全室布置第三储气式全淹没干粉灭火装置；第五感温电缆布置在电缆桥架上；

第四储气式全淹没干粉灭火装置布置在电容器室内；第七点式感温探测器、第七点式感烟探测器和第五视频装置均布置在电容器室顶部；第三线性红外光束感烟感温探测器布置在电容器室内的上部两侧；

第五储气式全淹没干粉灭火装置布置在消弧线圈室内；第八点式感温探测器、第八点式感烟探测器和第六视频装置均布置在消弧线圈室顶部；第四线性红外光束感烟感温探测器布置在消弧线圈室内的上部两侧；

第六储气式全淹没干粉灭火装置布置在蓄电池室内；第九点式感温探测器、第九点式感烟探测器和第七视频装置布置在蓄电池室顶部；第五线性红外光束感烟感温探测器布置在蓄电池室内的上部两侧；

第十点式感温探测器、第十点式感烟探测器和第八视频装置布置在GIS室顶；

第四特征气体探测装置的探头布置在走道通风处；第六线性红外光束感烟感温探测器布置在走道顶部两侧；第十一点式感温探测器、第十一点式感烟探测器和第九视频装置布置在走道顶；细水雾灭火装置在安装走道内。

第二排油注氮装置和第七储气式全淹没干粉灭火装置，以及第十视频装置布置在室外变压器，第七储气式干粉灭火装置与变压器本体自带的油温表及线圈绕组温度表、断路器连接；第十一视频装置布置在室外GIS。

采用本发明的有益效果在于，由于本发明针对变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置、消防装置进行组合，并分布在变电站各分区域内，因此本发明的探测的针对性强、探测面广、消防效率高和消防效果好，具体体现如下：

选择第一感温电缆、第一点式感温探测器、第一点式感烟探测器和第一悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆沟内；可避免气体灭火系统的散逸使灭火效果减弱，且使干粉有效散布在沟内，并保证基本没有误动作的负面影响；

选择第二感温电缆、第二点式感温探测器、第二点式感烟探测器和第一火探管消防装置布置、第二悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆竖井内，可处理电缆竖井在火情发生时产生“烟囱效应”而向上拉伸的烟气，且避免火情扩散；

针对专用电缆间内电缆外绝缘护套，即主要成分为高聚物如塑料、橡胶和橡皮等燃烧时产生的大量气体及颗粒特性，在专用电缆间内布置第一特征气体探测装置、第三感温电缆和细水雾灭火装置，且在专用电缆间的室顶布置第三点式感温探测器、第三点式感烟探测器和第一视频装置；

在变压器室内布置第一排油注氮装置和第一储气式全淹没干粉灭火装置，在变压器室顶部布置第四点式感温探测器和第四点式感烟探测器，以及第二视频装置，可避免对变压器的正常运行造成干扰，且消防设施动作时不造成对变压器的损坏或导致漏电；

在二次设备室的电缆地下夹层中布置第二火探管消防装置的火探管和第四感温电缆；在靠近电缆地下夹层、电缆竖井处布置第二特征气体探测装置，在室内上部两侧布置第一线性红外光束感烟感温探测器，在室顶布置第五点式感温探测器、第五点式感烟探测器和第三视频装置；针对全室布置第二储气式全淹没干粉灭火装置；可避免二次设备室内电缆燃烧产生的大量烟，及HCL、SO₂、CO等气体遮挡人员视线，影响救援，且为了保证消防时兼顾人员安全和电气柜的安全；

由于电缆桥架位于10kV开关室的顶部，电缆被封闭在金属盒内，保护对象单一且距离不太长，其空间相对封闭但不密封，因此为了避免狭小空间内干粉灭火装置无法安装的问题，且为了很好地利用少量灭火剂进行长距离封闭空间的消防防护的优点，并保证误动作基本没有负面影响，在电缆桥架上布置第五感温电缆；

在走道通风处布置第四特征气体探测装置的探头，在走道顶部两侧布置第六线性红外光束感烟感温探测器，在走道顶布置第十一点式感温探测器、第十一点式感烟探测器和第九视频装置，在走道内安装细水雾灭火装置，该组合方式实现顺利逃生，避免由于其他区域着火时向通道排放的有毒气体影响逃生。

下面结合附图对本发明的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统的原理图；

图2为本发明的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统中细水雾灭火装置的原理图；

图3为本发明的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统中各装置的分布图；

图4为本发明的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统中针对室外变压器和室外GIS各装置的分布图。

图中：1.消防栓接口；2.水箱入口手动开关阀；3.过滤器；4.水箱入口手动开关阀；5.水箱；6.水泵入口过滤器；7.入口压力表；8.水泵入口流量计；9.高压水泵；10.出口压力表；11.水泵出口手动开关阀；12.水泵出口电动阀；13.高压喷头；14.手动溢流阀；15.溢流流量计；

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括视频装置、探测装置、火灾报警控制装置和消防装置；探测装置包括感温电缆、特征气体探测装置、线性红外光束感烟感温探测器、点式感温探测器、点式感烟探测器；消防装置包括火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置；根据变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置、消防装置进行组合，并分布在变电站各分区域内；分区域内的探测装置对各分区域内的温度、气体浓度、烟雾浓度进行探测，并将探测结果发送至火灾报警控制装置；火灾报警控制装置接收到探测装置的探测结果后，判断探测装置的探测结果是否达到报警值，若达到报警值，则发出报警信号，同时对达到报警值的探测结果进行编址，确定发出该探测结果的探测装置所在分区域；分区域内的消防装置根据各分区域内的着火情况进行消防灭火，当消防装置执行消防动作时，向火灾报警控制装置发送报警信号；火灾报警控制装置接收到消防装置的报警信号后，发出报警信号，同时对消防装置的报警信号进行编址，确定发出该报警信号的消防装置所在分区域；视频装置作为探测和消防的辅助手段，用于采集监控区域的可见光图像，起到监控变电站的分区域的作用。

视频装置包括第一视频装置、第二视频装置、第三视频装置、第四视频装置、第五视频装置、第六视频装置、第七视频装置、第八视频装置、第九视频装置。

感温电缆包括第一感温电缆、第二感温电缆、第三感温电缆、第四感温电缆、第五感温电缆；

特征气体探测包括第一特征气体探测装置、第二特征气体探测装置、第三特征气体探测装置；第四特征气体探测装置；

线性红外光束感烟感温探测器包括第一线性红外光束感烟感温探测器、第二线性红外光束感烟感温探测器、第三线性红外光束感烟感温探测器、第四线性红外光束感烟感温探测器、第五线性红外光束感烟感温探测器；第六线性红外光束感烟感温探测器；

点式感温探测器包括第一点式感温探测器、第二点式感温探测器、第三点式感温探测器、第四点式感温探测器、第五点式感温探测器、第六点式感温探测器、第七点式感温探测器、第八点式感温探测器、第九点式感温探测器、第十点式感温探测器、第十一点式感温探测器；

点式感烟探测器包括第一点式感烟探测器、第二点式感烟探测器、第三点式感烟探测器、第四点式感烟探测器、第五点式感烟探测器、第六点式感烟探测器、第七点式感烟探测器、第八点式感烟探测器、第九点式感烟探测器、第十点式感烟探测器、第十一点式感烟探测器。

火探管消防装置包括第一火探管消防装置、第二火探管消防装置、第三火探管消防装置；

储气式全淹没干粉灭火装置包括第一储气式全淹没干粉灭火装置、第二储气式全淹没干粉灭火装置、第三储气式全淹没干粉灭火装置、第四储气式全淹没干粉灭火装置、第五储气式全淹没干粉灭火装置、第六储气式全淹没干粉灭火装置；

悬挂式干粉灭火器包括第一悬挂式干粉灭火器、第二悬挂式干粉灭火器；

细水雾灭火装置由消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、入口压力表、水泵入口流量计、高压水泵、出口压力表、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头、手动溢流阀、溢流流量计组成；消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、水泵入口流量计、高压水泵、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头经管道依次串接；入口压力表安装在水泵入口过滤器和水泵入口流量计之间，防止水泵因入口负压吸空而损坏；出口压力表安装在高压水泵和水泵出口手动开关阀之间，实时监测水泵出口压力；水箱与水泵出口手动开关阀之间并联有溢流回路，溢流回路中依次串接手动溢流阀、溢流流量计；当高压水泵出口压力过大超过手动溢流阀设定的压力时，将通过溢流回路溢流卸压并同时计量溢流回水箱的水流量；当火灾报警控制装置向细水雾灭火装置发出启动信号后，过滤后的水经高压水泵加压，再由特殊的喷头雾化后喷出，其雾滴直径在100μm～1000μm之间。

实施例一：

如图3所示，以110kV室内变电站为例，本实施例的各装置的分布及工作过程如下：

电缆沟：为了避免气体灭火系统的散逸使灭火效果减弱，且使干粉有效散布在沟内，并保证误动作的负面影响基本没有，选择第一感温电缆、第一点式感温探测器、第一点式感烟探测器和第一悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆沟内；

工作过程：第一感温电缆采集的温度信号输出到火灾报警控制装置；火灾报警控制装置对来自第一感温电缆的温度信号进行判断，当温度值超过设定值时，火灾报警控制装置对该温度信号进行编址，并发出报警信号；第一点式感温探测器和第一点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第一点式感温探测器的温度信号和第一点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第一点式感烟探测器自动报警，且位于明火发生处的第一悬挂式干粉灭火器的玻璃球受热爆裂，使第一悬挂式干粉灭火器自行启动，喷出干粉灭火，同时向火灾报警控制装置发送报警信号，由火灾报警控制装置进行编址。

电缆竖井：为了处理电缆竖井在火情发生时产生“烟囱效应”而向上拉伸的烟气，且避免火情扩散，选择第二感温电缆、第二点式感温探测器、第二点式感烟探测器和第一火探管消防装置布置、第二悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆竖井内；

工作过程：第二感温电缆采集的温度信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第二感温电缆采集的温度信号进行判断，当温度值超过设定值时，火灾报警控制装置对该温度信号进行编址，并发出报警信号；第二点式感温探测器和第二点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第二点式感温探测器的温度信号和第二点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第二点式感烟探测器自动报警，同时第一火探管消防装置和第二悬挂式干粉灭火器开始工作，即第一火探管消防装置中的火探管接近火焰之处爆破，使第一火探管消防装置喷出灭火介质，并向火灾报警控制装置发出报警信号；第二悬挂式干粉灭火器的感温玻璃球爆裂，使第二悬挂式干粉灭火器自行启动，喷出干粉灭火，并向火灾报警控制装置发出报警信号；火灾报警控制装置接到分别来自第一火探管消防装置和第二悬挂式干粉灭火器的报警信号后，分别对这两组报警信号进行编址。

专用电缆间：针对专用电缆间内电缆外绝缘护套(主要成分高聚物如塑料、橡胶和橡皮)燃烧时产生的大量气体及颗粒特性，在专用电缆间内布置第一特征气体探测装置、第三感温电缆和细水雾灭火装置，且在专用电缆间的室顶布置第三点式感温探测器、第三点式感烟探测器和第一视频装置；

工作过程：第三感温电缆将采集到的温度信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第三感温电缆的温度信号进行判断，当该温度超过设定值时，火灾报警控制装置对该温度信号进行编址，并发出报警信号；第三点式感温探测器和第三点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第三点式感温探测器的温度信号和第三点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；第一特征气体探测装置高精度实时监测HCL、SO₂两种电缆早期火灾典型特征气体的浓度，并将监测到的HCL、SO₂两种气体的浓度发送到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置分别判断HCL、SO₂两种气体的浓度是否超过设定值，一旦超过设定值，火灾报警控制装置分别对HCL、SO₂两种气体的浓度信号进行编址，并发出报警信号；当明火发生时，第三点式感烟探测器自动报警，且当第一特征气体探测装置探测的特征气体值超过设定值时，火灾报警控制装置启动细水雾灭火装置；第一视频装置观察明火作为辅助手段，便于误动作时手动将已启动的细水雾灭火装置关停，或明火熄灭时手动关停细水雾灭火装置。

变压器室：为避免对变压器的正常运行造成干扰，且消防设施动作时不造成对变压器的损坏或导致漏电，在变压器室内布置第一排油注氮装置和第一储气式全淹没干粉灭火装置；在变压器室顶部布置第四点式感温探测器和第四点式感烟探测器，以及第二视频装置；

工作过程：第四点式感温探测器和第四点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第四点式感温探测器的温度信号和第四点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当变压器本体自带的油温表及线圈绕组温度表超过报警值、且变压器有瓦斯超标信号时，火灾报警控制装置即启动第一储气式干粉灭火装置；当断路器跳闸、瓦斯超标信号，且变压器顶部温度超过第一排油注氮装置的设定温度时，第一排油注氮装置的玻璃球爆裂，火灾报警控制装置即启动第一排油注氮装置；当变压器室内断路器跳闸、瓦斯超标、第一排油注氮装置的玻璃球爆裂，且第二视频装置监控中出现火焰画面时，火灾报警控制装置启动第一排油注氮装置和第一储气式干粉灭火装置共同动作，动作的同时进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第四点式感烟探测器自动报警。

二次设备室：火灾报警控制装置设置在二次设备室内；为避免二次设备室内电缆燃烧产生的大量烟，及HCL、SO₂、CO等气体遮挡人员视线，影响救援，且为了保证消防时兼顾人员安全和电气柜的安全，在二次设备室的电缆地下夹层中布置第二火探管消防装置的火探管和第四感温电缆；在靠近电缆地下夹层、电缆竖井处布置第二特征气体探测装置，在室内上部两侧布置第一线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)，在室顶布置第五点式感温探测器、第五点式感烟探测器和第三视频装置；针对全室布置第二储气式全淹没干粉灭火装置；

工作过程：第五点式感温探测器和第五点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第五点式感温探测器的温度信号和第五点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；第二特征气体探测装置实时探测HCL、SO₂、CO的浓度，并及时将探测到的浓度传输到火灾报警控制装置；火灾报警控制装置分别对HCL、SO₂、CO三种气体的浓度进行判断，如果HCL或者SO₂或者CO的浓度超过设定值，则火灾报警控制装置分别对超标的气体的浓度信号进行编址，并发出报警信号，便于明火发生前处置火灾风险点，如果是CO的浓度超标，则人员根据火灾报警控制装置的报警信号即行撤离以避免人身伤亡事故；当发生明火时，第五点式感烟探测器自动报警，同时明火所产生的烟雾会减弱第一线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第一线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第一线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向第二储气式全淹没干粉灭火装置发送报警信号，启动第二储气式全淹没干粉灭火装置喷洒干粉进行灭火；第三视频装置作为触发第二储气式干粉灭火装置的辅助判断手段；

第四感温电缆实时探测电缆地下夹层内电缆的温度，并将探测结果发送到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第四感温电缆的温度信号进行判断，当该温度超过设定值时，火灾报警控制装置对该温度信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，夹层内的第二火探管消防装置的火探管在接近火焰处爆破，使第二火探管消防装置在喷出灭火介质，同时发出报警信号给火灾报警控制装置；火灾报警控制装置对来自第二火探管消防装置的报警信号进行编址，且同时发出报警信号。

10kV开关室：第三火探管消防装置布置在10kV开关室内；第三特征气体探测装置的探头布置在10kV开关室内靠近电缆竖井处；第二线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)布置在10kV开关室内的上部两侧，第六点式感温探测器、第六点式感烟探测器和第四视频装置均布置在10kV开关室的顶部；针对全室布置第三储气式全淹没干粉灭火装置；由于电缆桥架位于10kV开关室的顶部，电缆被封闭在金属盒内，保护对象单一且距离不太长，其空间相对封闭但不密封，因此为了避免狭小空间内干粉灭火装置无法安装的问题，且为了很好地利用少量灭火剂进行长距离封闭空间的消防防护的优点，并保证误动作基本没有负面影响，在电缆桥架上布置第五感温电缆；

工作过程：第六点式感温探测器和第六点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第六点式感温探测器的温度信号和第六点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；第三特征气体探测装置实时探测到HCL、SO₂两种气体的浓度，并将探测结果传输到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置分别对HCL、SO₂、两种气体的浓度进行判断，若HCL或者SO₂的浓度超过设定值，火灾报警控制装置分别对HCL、SO₂、两种气体的浓度进行编址，且分别发出报警信号，便于明火发生前处置火灾风险点；当发生明火时，第六点式感烟探测器自动报警，同时，明火产生的烟雾会减弱第二线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第二线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第二线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向第三储气式全淹没干粉灭火装置发送报警信号，启动第三储气式全淹没干粉灭火装置喷洒干粉进行灭火；第四视频装置作为触发第三储气式干粉灭火装置的辅助判断手段；

在10kV开关室中的电缆桥架内，第五感温电缆将采集到的温度信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第五感温电缆的温度信号进行判断，当该温度超过设定值时，火灾报警控制装置对该温度信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第三火探管消防装置中的火探管受高温而爆破喷出灭火剂，同时第三火探管消防装置将动作信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对该动作信号进行编址后立即发出报警信号。

电容器室：第四储气式全淹没干粉灭火装置布置在电容器室内；第七点式感温探测器、第七点式感烟探测器和第五视频装置均布置在电容器室顶部；第三线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)布置在电容器室内的上部两侧；

工作过程：第七点式感温探测器和第七点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第七点式感温探测器的温度信号和第七点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第七点式感烟探测器自动报警，同时明火产生的烟雾会减弱第三线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第三线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第三线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向第四储气式全淹没干粉灭火装置发送报警信号，启动第四储气式全淹没干粉灭火装置喷洒干粉进行灭火；第五视频装置作为触发第四储气式干粉灭火装置的辅助判断手段。

消弧线圈室：第五储气式全淹没干粉灭火装置布置在消弧线圈室内；第八点式感温探测器、第八点式感烟探测器和第六视频装置均布置在消弧线圈室顶部；第四线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)布置在消弧线圈室内的上部两侧；

工作过程：第八点式感温探测器和第八点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第八点式感温探测器的温度信号和第八点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第八点式感烟探测器自动报警，同时明火产生的烟雾会减弱第四线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第四线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第四线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向第五储气式全淹没干粉灭火装置发送报警信号，启动第五储气式全淹没干粉灭火装置喷洒干粉进行灭火；第六视频装置作为触发第五储气式干粉灭火装置的辅助判断手段。

蓄电池室：第六储气式全淹没干粉灭火装置布置在蓄电池室内；第九点式感温探测器、第九点式感烟探测器和第七视频装置布置在蓄电池室顶部；第五线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)布置在蓄电池室内的上部两侧；

工作过程：第九点式感温探测器和第九点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第九点式感温探测器的温度信号和第九点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第九点式感烟探测器自动报警，同时明火产生的烟雾会减弱第五线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第五线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第五线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向第六储气式全淹没干粉灭火装置发送报警信号，启动第六储气式全淹没干粉灭火装置喷洒干粉进行灭火；室顶布置的第七视频装置作为触发第六储气式干粉灭火装置的辅助判断手段。

GIS室：第十点式感温探测器、第十点式感烟探测器和第八视频装置布置在GIS室顶；

工作过程：第十点式感温探测器和第十点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第十点式感温探测器的温度信号和第十点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；当发生明火时，第十点式感烟探测器自动报警；第八视频装置作为监控GIS室内情况的辅助手段。

走道：为实现顺利逃生，避免由于其他区域着火时向通道排放的有毒气体影响逃生，在走道通风处布置第四特征气体探测装置的探头，在走道顶部两侧布置第六线性红外光束感烟感温探测器(两者能无障碍对射)，在走道顶布置第十一点式感温探测器、第十一点式感烟探测器和第九视频装置；在走道内安装细水雾灭火装置；

工作过程：第十一点式感温探测器和第十一点式感烟探测器将各自采集到的温度信号和烟信号输出到火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对来自第十一点式感温探测器的温度信号和第十一点式感烟探测器的烟信号进行判断，当该超过设定值时，火灾报警控制装置分别对该温度信号和该烟信号进行编址，并发出报警信号；第四特征气体探测装置实时探测CO的浓度，并将探测结果传输至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置对CO的浓度进行判断，若CO的浓度超过设定值，则火灾报警控制装置对该CO的浓度信号进行编址，并发出报警信号，便于达到危险值之前人员作出逃生反应；当站内发生明火时，第十一点式感烟探测器自动报警，同时，随风沿走道串通的烟雾会减弱第六线性红外光束感烟感温探测器所发射的红外光束，第六线性红外光束感烟感温探测器采集被减弱的红外光束后，经放大、分析，将结果输出至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断第六线性红外光束感烟感温探测器的输出结果是否达到报警值，若达到报警值，则向细水雾灭火装置发送报警信号，启动细水雾灭火装置进行灭火；第九视频装置作为触发细水雾灭火装置的辅助判断手段。

实施例二：

如图4所示，由于大部分变电站中，变压器均在室外，尤其是新型特高压变电站中，主变压器由于过大，一般设为变压器+调补变压器两个；虽然目前随着城市用地的紧张，市内新建220kV等级及以下得变电站逐渐采用室内形式，甚至有些500kV变电站也采用室内形式，但变压器和GIS在室内的总体来说只占少数；因此，为了更全面地对变电站各分区域进行探测和消防工作，针对室外变压器和室外GIS这一情况，在实施例一的基础上，在室外变压器布置第二排油注氮装置和第七储气式全淹没干粉灭火装置，以及第十视频装置，第七储气式干粉灭火装置与变压器本体自带的油温表及线圈绕组温度表、断路器连接；在室外GIS布置第十一视频装置，负责监测其状态即可；以下是室外变压器探测及消防工作的过程：

当变压器本体自带的油温表及线圈绕组温度表超过报警值、且变压器有瓦斯超标信号时，火灾报警控制装置即启动第七储气式干粉灭火装置；当断路器跳闸、瓦斯超标信号，且变压器顶部温度超过第二排油注氮装置的设定温度时，第二排油注氮装置的玻璃球爆裂，火灾报警控制装置启动第二排油注氮装置；当变压器室内断路器跳闸、瓦斯超标、第二排油注氮装置的玻璃球爆裂，且第十视频装置监控中出现火焰画面时，火灾报警控制装置启动第二排油注氮装置和第七储气式干粉灭火装置共同动作，动作的同时进行编址，并发出报警信号。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，包括探测装置、火灾报警控制装置和消防装置；根据变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置和相应的消防装置进行组合分布在变电站各分区域内；各分区域内的探测装置经探测后将探测结果发送至火灾报警控制装置，火灾报警控制装置判断各探测结果是否达到报警值，若达到报警值，则对达到报警值的探测结果进行编址，并同时发出报警信号，联动该区域内的消防装置执行消防工作；当有分区域内发生明火时，该分区域内的探测装置自动报警，消防装置执行消防工作，同时向火灾报警控制装置发送报警信号，火灾报警控制装置对该报警信号进行编址，并发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，所述探测装置包括感温电缆、特征气体探测装置、线性红外光束感烟感温探测器、点式感温探测器、点式感烟探测器；火灾报警控制装置接收到感温电缆的温度信号、线性红外光束感烟感温探测器的信号、特征气体探测装置的气体浓度信号、点式感温探测器及点式感烟探测器的信号后，分别对所接收到的信号进行判断，若达到报警值，则分别对达到报警值的信号进行编址，并发出报警信号；当点式感烟探测器所在的分区域发生明火时，点式感烟探测器自动报警。

3.根据权利要求2所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，所述消防装置包括火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置；当火灾报警控制装置判断线性红外光束感烟感温探测器的信号达到报警值时，则分别发出报警信号；当分区域内发生明火时，火探管消防装置和悬挂式干粉灭火器均是自行启动；排油注氮装置由所在分区域的感温玻璃球爆破发出的信号、断路器跳闸信号、瓦斯继电器跳闸信号三者共同触发启动；火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置在执行消防工作时均分别向火灾报警控制装置发送报警信号，火灾报警控制装置分别将接收到的报警信号进行编址，并发出报警信号。

4.根据权利要求3所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，所述细水雾灭火装置由消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、入口压力表、水泵入口流量计、高压水泵、出口压力表、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头、手动溢流阀、溢流流量计组成；消防栓接口、水箱入口手动开关阀、过滤器、水箱入口手动开关阀、水箱、水泵入口过滤器、水泵入口流量计、高压水泵、水泵出口手动开关阀、水泵出口电动阀、高压喷头经管道依次串接；入口压力表安装在水泵入口过滤器和水泵入口流量计之间；出口压力表安装在高压水泵和水泵出口手动开关阀之间；水箱与水泵出口手动开关阀之间并联有溢流回路，溢流回路中依次串接手动溢流阀、溢流流量计。

5.根据权利要求2至4任一所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，所述感温电缆包括第一感温电缆、第二感温电缆、第三感温电缆、第四感温电缆、第五感温电缆；

所述特征气体探测包括第一特征气体探测装置、第二特征气体探测装置、第三特征气体探测装置；第四特征气体探测装置；

所述线性红外光束感烟感温探测器包括第一线性红外光束感烟感温探测器、第二线性红外光束感烟感温探测器、第三线性红外光束感烟感温探测器、第四线性红外光束感烟感温探测器、第五线性红外光束感烟感温探测器；第六线性红外光束感烟感温探测器；

所述点式感温探测器包括第一点式感温探测器、第二点式感温探测器、第三点式感温探测器、第四点式感温探测器、第五点式感温探测器、第六点式感温探测器、第七点式感温探测器、第八点式感温探测器、第九点式感温探测器、第十点式感温探测器、第十一点式感温探测器；

所述点式感烟探测器包括第一点式感烟探测器、第二点式感烟探测器、第三点式感烟探测器、第四点式感烟探测器、第五点式感烟探测器、第六点式感烟探测器、第七点式感烟探测器、第八点式感烟探测器、第九点式感烟探测器、第十点式感烟探测器、第十一点式感烟探测器。

6.根据权利要求5所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，

所述火探管消防装置包括第一火探管消防装置、第二火探管消防装置、第三火探管消防装置；

所述储气式全淹没干粉灭火装置包括第一储气式全淹没干粉灭火装置、第二储气式全淹没干粉灭火装置、第三储气式全淹没干粉灭火装置、第四储气式全淹没干粉灭火装置、第五储气式全淹没干粉灭火装置、第六储气式全淹没干粉灭火装置；第七储气式全淹没干粉灭火装置；

所述悬挂式干粉灭火器包括第一悬挂式干粉灭火器、第二悬挂式干粉灭火器；

所述排油注氮装置包括第一排油注氮装置、第二排油注氮装置。

7.根据权利要求6任一所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，还包括视频装置，所述视频装置包括第一视频装置、第二视频装置、第三视频装置、第四视频装置、第五视频装置、第六视频装置、第七视频装置、第八视频装置、第九视频装置、第十视频装置、第十一视频装置。

8.根据权利要求7所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，

第一感温电缆、第一点式感温探测器、第一点式感烟探测器和第一悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆沟内；

第二感温电缆、第二点式感温探测器、第二点式感烟探测器和第一火探管消防装置布置、第二悬挂式干粉灭火器进行组合，且均布置在电缆竖井内；

第一特征气体探测装置、第三感温电缆和细水雾灭火装置布置在专用电缆间内，且第三点式感温探测器、第三点式感烟探测器和第一视频装置均布置在专用电缆间的室顶部；

第一排油注氮装置和第一储气式全淹没干粉灭火装置布置在变压器室内，第四点式感温探测器和第四点式感烟探测器，以及第二视频装置均布置在变压器室顶部；

第二火探管消防装置的火探管和第四感温电缆布置在二次设备室的电缆地下夹层中；第二特征气体探测装置布置在靠近电缆地下夹层、电缆竖井处；第一线性红外光束感烟感温探测器布置在二次设备室内上部两侧；第五点式感温探测器、第五点式感烟探测器和第三视频装置在二次设备室顶布置；针对二次设备室全室布置第二储气式全淹没干粉灭火装置；

第三火探管消防装置布置在10kV开关室内；第三特征气体探测装置的探头布置在10kV开关室内靠近电缆竖井处；第二线性红外光束感烟感温探测器布置在10kV开关室内的上部两侧；第六点式感温探测器、第六点式感烟探测器和第四视频装置均布置在10kV开关室的顶部；针对10kV开关室全室布置第三储气式全淹没干粉灭火装置；第五感温电缆布置在电缆桥架上；

第四储气式全淹没干粉灭火装置布置在电容器室内；第七点式感温探测器、第七点式感烟探测器和第五视频装置均布置在电容器室顶部；第三线性红外光束感烟感温探测器布置在电容器室内的上部两侧；

第五储气式全淹没干粉灭火装置布置在消弧线圈室内；第八点式感温探测器、第八点式感烟探测器和第六视频装置均布置在消弧线圈室顶部；第四线性红外光束感烟感温探测器布置在消弧线圈室内的上部两侧；

第六储气式全淹没干粉灭火装置布置在蓄电池室内；第九点式感温探测器、第九点式感烟探测器和第七视频装置布置在蓄电池室顶部；第五线性红外光束感烟感温探测器布置在蓄电池室内的上部两侧；

第十点式感温探测器、第十点式感烟探测器和第八视频装置布置在GIS室顶；

第四特征气体探测装置的探头布置在走道通风处；第六线性红外光束感烟感温探测器布置在走道顶部两侧；第十一点式感温探测器、第十一点式感烟探测器和第九视频装置布置在走道顶；细水雾灭火装置在安装走道内。

9.根据权利要求8所述的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，其特征在于，第二排油注氮装置和第七储气式全淹没干粉灭火装置，以及第十视频装置布置在室外变压器，第七储气式干粉灭火装置与变压器本体自带的油温表及线圈绕组温度表、断路器连接；第十一视频装置布置在室外GIS。