CN109381821A - 一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法，包括设于电缆沟一侧的灭火控制室和集流管；灭火控制室内设动力气体瓶和灭火剂瓶，动力气体瓶顶端设第一容器阀，灭火剂瓶顶端设减压阀，第一容器阀与减压阀之间连接有输气管道，灭火剂瓶顶部设第二容器阀，第二容器阀与集流管连接，集流管包括总管、分支管，每根分支管自由端分别连接有一根喷射管，所有喷射管依次纵向铺设于电缆沟内，每根喷射管上等距分布有四个喷嘴。灭火方法包括以下步骤：步骤1、当接到电缆沟内某段出现火灾时，开启相应电动球阀；步骤2、开启第二容器阀；步骤3、开启第一容器阀；步骤4、通过电磁驱动装置开启动力气体瓶。本发明具有灭火剂输送能力强、灭火效果好特点。

Description

一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法

技术领域

本发明涉及变电站消防设备技术领域，具体涉及一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法。

背景技术

电缆在常规工作时是安全运行的，但当其在过载、短路、局部过热等故障状态下及外热作用下就会引起绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力，进而燃烧，甚至引发火灾事故。电缆沟由于其工作环境比较潮湿，高低压电缆同沟，电缆数量大且空间狭窄，火灾发展迅速，常规灭火系统难以实现对内部空间的全覆盖保护，火灾不易及时扑灭，且复燃几率大，灭火后灭火剂很难清理。本发明针对变电站电缆沟，提出了一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法，解决现有技术灭火剂内会溶解氮气导致灭火剂灭火效果减弱及灭火时灭火剂释放压力不均、雾化效果不理想导致灭火效果减弱的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种变电站电缆沟灭火系统，包括设于电缆沟一侧的灭火控制室，以及集流管；所述灭火控制室内设有内蓄压缩氮气的动力气体瓶和内蓄七氟丙烷灭火剂的灭火剂瓶，所述动力气体瓶的顶端设有第一容器阀，所述灭火剂瓶的顶端设有减压阀，所述第一容器阀与所述减压阀之间连接有输气管道，所述动力气体瓶通过该输气管道与所述灭火剂瓶连接用于为所述灭火剂瓶外输七氟丙烷灭火剂提供驱动力，所述灭火剂瓶的顶部设有第二容器阀，所述第二容器阀与所述集流管连接，所述集流管包括与所述第二容器阀连接的总管、以及分别与所述总管连接的两根以上分支管，每根所述分支管的自由端分别连接有一根喷射管，所有所述喷射管依次纵向铺设于电缆沟内，每根所述喷射管上等距分布有四个用于均匀喷洒出七氟丙烷灭火剂的喷嘴。

进一步地，所述灭火控制室内还设有PLC控制柜、温湿度传感器和防护机构，所述防护机构包括用于为所述动力气体瓶和所述灭火剂瓶加热的电热油汀、以及用于为所述动力气体瓶和所述灭火剂瓶散热的散热风扇，所述PLC控制柜分别与所述温湿度传感器、所述电热油汀和所述散热风扇连接。

进一步地，每一根所述分支管上分别设有一个电动球阀，所述PLC控制柜分别与所有所述电动球阀连接。

进一步地，所述灭火剂瓶的顶端设有用于检测该灭火剂瓶内七氟丙烷灭火剂的液位的液位变送器，所述动力气体瓶的顶端设有用于检测该动力气体瓶内压缩氮气气压的压力传感器，所述PLC控制柜分别与所述液位变送器和所述压力传感器连接。

进一步地，每一根所述分支管上还分别设有一个用于在该分支管充入七氟丙烷灭火剂后产生预警的HXF0.12/17.2型信号反馈装置。

进一步地，所述灭火剂瓶上位于所述第二容器阀和所述减压阀之间还设有低泄高封阀。

进一步地，所述动力气体瓶上设有开启该动力气体瓶的HDQ90-KX型电磁驱动装置，所述电磁驱动装置与所述PLC控制柜连接。

进一步地，所述动力气体瓶为钢质无缝气瓶，所述灭火剂瓶为钢质焊接气瓶。

进一步地，所述PLC控制柜为西门子S7-400PLC控制柜。

一种变电站电缆沟灭火系统的灭火方法，包括以下步骤：

步骤1、当接到电缆沟内某段出现火灾时，开启相应电动球阀；

步骤2、开启第二容器阀；

步骤3、开启第一容器阀；

步骤4、通过电磁驱动装置开启动力气体瓶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将七氟丙烷灭火剂以液态贮存于容器中，不采用氮气加压，贮存压力仅为灭火剂的饱和蒸汽压力，容器的充装密度可大大提高；灭火剂和动力气体贮存于不同的容器中，不会因采用氮气增压而产生气体溶解于灭火剂中；系统启动后，灭火剂输送和喷放过程中的压力始终高于其贮存压力，不会出现灭火剂蒸汽和氮气析出的现象，有效地缓解了灭火剂在输送过程中双相流现象的产生，大大提高了管道输送灭火剂的能力，提高了灭火剂的喷放压力；通过压力的调整和氮气量的配置，提高灭火剂喷嘴入口压力，可改善灭火剂的雾化效果，增强灭火剂的灭火效果。

本发明在灭火控制室设PLC控制柜、温湿度传感器、电热油汀和散热风扇，温湿度传感器实时对灭火控制室内的温度和湿度进行检测，并将所检测到的信息实时传送至PLC控制柜，当PLC控制柜接收到的温度信息低于设定值(0℃)时，控制电热油汀上电运行以对灭火控制室进行加热，当PLC控制柜接收到的温度信息显示灭火控制室温度达到5℃时，控制电热油汀停止运行以节能；同样地，当PLC控制柜接收到的温度信息高于设定值(45℃)时，控制散热风扇上电运行以对灭火控制室进行散热，当PLC控制柜接收到的温度信息显示灭火控制室温度低于40℃时，控制散热风扇停止运行以节能。

本发明集流管包括总管、分支管、喷射管和喷嘴，喷射管的数量由电缆沟得长度决定，一根喷射管负责30m长电缆沟，一般电缆沟长度为150m，铺设5根喷射管，每根喷射管安装四个喷嘴，如此喷射的灭火剂可以覆盖整个电缆沟，使电缆沟内不留死角，每根分支管上设一个电动球阀，便于分段控制，以实施精准灭火。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明灭火控制室示意图。

图3为本发明动力气体瓶示意图。

图4为本发明灭火剂瓶示意图。

图5为本发明电磁驱动装置结构示意图。

图6为本发明灭火流程图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-动力气体瓶、2-灭火剂瓶、3-信号反馈装置、4-防护机构、5-集流管、6-电动球阀、7-低泄高封阀、8-温湿度传感器、9-电磁驱动装置、10-灭火控制室、11-压力传感器、12-第一容器阀、21-减压阀、22-液位变送器、23-第二容器阀、41-电热油汀、42-散热风扇、51-总管、52-分支管、53-喷射管、54-喷嘴、91-手轮、92-保险销、93-铁芯、94-击穿装置、95-线圈。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-6所示，本发明提供的一种变电站电缆沟灭火系统，具有结构简单、设计科学合理，使用方便，可快速精准灭火的功能。本发明包括设于电缆沟一侧的灭火控制室10，以及集流管5；所述灭火控制室10内设有内蓄压缩氮气的动力气体瓶1和内蓄七氟丙烷灭火剂的灭火剂瓶2，所述动力气体瓶1的顶端设有第一容器阀12，所述灭火剂瓶2的顶端设有减压阀21，所述第一容器阀12与所述减压阀21之间连接有输气管道，所述动力气体瓶1通过该输气管道与所述灭火剂瓶2连接用于为所述灭火剂瓶2外输七氟丙烷灭火剂提供驱动力，所述灭火剂瓶2的顶部设有第二容器阀23，所述第二容器阀23与所述集流管5连接，所述动力气体瓶1为钢质无缝气瓶，所述灭火剂瓶2为钢质焊接气瓶。

本发明将七氟丙烷灭火剂以液态贮存于容器中，不采用氮气加压，贮存压力仅为灭火剂的饱和蒸汽压力，容器的充装密度可大大提高；灭火剂和动力气体贮存于不同的容器中，不会因采用氮气增压而产生气体溶解于灭火剂中；系统启动后，灭火剂输送和喷放过程中的压力始终高于其贮存压力，不会出现灭火剂蒸汽和氮气析出的现象，有效地缓解了灭火剂在输送过程中双相流现象的产生，大大提高了管道输送灭火剂的能力，提高了灭火剂的喷放压力；通过压力的调整和氮气量的配置，提高灭火剂喷嘴入口压力，可改善灭火剂的雾化效果，增强灭火剂的灭火效果。

本发明所述集流管5包括与所述第二容器阀23连接的总管51、以及分别与所述总管51连接的两根以上分支管52，每根所述分支管52的自由端分别连接有一根喷射管53，所有所述喷射管53依次纵向铺设于电缆沟内，每根所述喷射管53上等距分布有四个用于均匀喷洒出七氟丙烷灭火剂的喷嘴54，每一根所述分支管52上分别设有一个电动球阀6，所述PLC控制柜分别与所有所述电动球阀6连接，所述分支管52的管径为20mm。

本发明集流管包括总管、分支管、喷射管和喷嘴，喷射管的数量由电缆沟得长度决定，一根喷射管负责30m长电缆沟，一般电缆沟长度为150m，铺设5根喷射管，每根喷射管安装四个喷嘴，如此喷射的灭火剂可以覆盖整个电缆沟，使电缆沟内不留死角，每根分支管上设一个电动球阀，便于分段控制，以实施精准灭火。

本发明所述灭火控制室10内还设有PLC控制柜、温湿度传感器8和防护机构4，所述防护机构4包括用于为所述动力气体瓶1和所述灭火剂瓶2加热的电热油汀41、以及用于为所述动力气体瓶1和所述灭火剂瓶2散热的散热风扇42，所述PLC控制柜分别与所述温湿度传感器8、所述电热油汀41和所述散热风扇42连接，所述PLC控制柜为西门子S7-400PLC控制柜。温湿度传感器的探测精度0.1％。

本发明在灭火控制室设PLC控制柜、温湿度传感器、电热油汀和散热风扇，温湿度传感器实时对灭火控制室内的温度和湿度进行检测，并将所检测到的信息实时传送至PLC控制柜，当PLC控制柜接收到的温度信息低于设定值(0℃)时，控制电热油汀上电运行以对灭火控制室进行加热，当PLC控制柜接收到的温度信息显示灭火控制室温度达到5℃时，控制电热油汀停止运行以节能；同样地，当PLC控制柜接收到的温度信息高于设定值(45℃)时，控制散热风扇上电运行以对灭火控制室进行散热，当PLC控制柜接收到的温度信息显示灭火控制室温度低于40℃时，控制散热风扇停止运行以节能。

本发明所述灭火剂瓶2的顶端设有用于检测该灭火剂瓶2内七氟丙烷灭火剂的液位的液位变送器22，所述动力气体瓶1的顶端设有用于检测该动力气体瓶1内压缩氮气气压的压力传感器11，所述PLC控制柜分别与所述液位变送器22和所述压力传感器11连接。液位变送器和压力传感器可以实时监测灭火剂瓶2内的七氟丙烷灭火剂的液位和动力气体瓶内的压缩气体的压力，以便不足时补充七氟丙烷灭火剂和压缩气体。

本发明每一根所述分支管52上还分别设有一个用于在该分支管52充入七氟丙烷灭火剂后产生预警的HXF0.12/17.2型信号反馈装置3。每根分支管上还设一个信号反馈装置，当某一根分支管内释放有灭火剂时，灭火剂释放时产生压力，推动相应信号反馈装置上的微动开关由常开变常闭，发出释放报警。

本发明所述灭火剂瓶2上位于所述第二容器阀23和所述减压阀21之间还设有低泄高封阀7。防止动力气体瓶中压缩气体低压泄漏时进入灭火剂瓶，高压气体释放时自动关闭。

本发明所述动力气体瓶1上设有开启该动力气体瓶1的HDQ90-KX型电磁驱动装置9，所述电磁驱动装置9与所述PLC控制柜连接。所述电磁驱动装置9包括手轮91、保险销92、铁芯93、击穿装置94和线圈95。通过手动或通电产生推力刺破动力气体瓶1上的工作膜片释放动力气体。

本发明所用设备型号如下表：

一种变电站电缆沟灭火系统的灭火方法，包括以下步骤：

步骤1、当接到电缆沟内某段出现火灾时，开启相应电动球阀；

步骤2、开启第二容器阀；

步骤3、开启第一容器阀；

步骤4、通过电磁驱动装置开启动力气体瓶。

上述灭火操作简单、快捷、高效，当出现火警时，可快速精准对电缆沟内火灾段进行灭火。当出现火警时，由火灾探测器发出信号或人员发现手动打开灭火控制器，发出火警显示并打开设备电源，开启动力气瓶容器阀和灭火剂瓶容器阀，动力气体推动灭火剂沿管网系统高速向前运动，在防护区喷头处实施喷放灭火。

下面以150*1*1.2米隧道为例进行阐述，需要的设备清单如下表：

本实例在对电缆沟内铺设集流管后，需按照以下方法进行气密性试验，以保证后期使用时，灭火剂能顺利到达指定区域。

1、本系统应严格按GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》、GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》、GB50166-2007《火灾自动报警系统施工及验收规范》和经消防主管部门认可的设计和施工图施工及验收。

2、管道应符合GB8163《输送流体用无缝钢管》的要求，并应进行内外镀锌处理，小于等于DN80的管径采用螺纹连接，大于DN80的管径采用法兰连接。

3、管道系统安装完毕后应进行水压强度试验，试验压力10.05MPa，进行水压强度试验时，以不大于0.5MPa/s的升压速率缓慢升压至试验压力保压5分钟，检查管道各处无渗漏、无变形为合格。

4、当水压强度试验条件不具备时，可采用气压强度试验代替，试验压力为7.7MPa。试验前必须用加压介质进行预试验，预试验压力宜为0.2MPa，加压介质可采用空气或氮气，试验时，应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的时，如未发现异状或泄漏，继续按试验压力的10％逐级升压，每级稳压3分钟，直至试验压力。保压检查管道各处无变形、无泄漏为合格。

5、水压强度试验后或气压严密性试验前管道要进行吹扫，吹扫管道可采用压缩空气或氮气，吹扫时，管道末端的气体流速不应小于20m/s，采用白布检查，直至无铁锈、尘土、水渍及其它异物出现。

6、灭火剂输送管道经水压强度试验格格后还应进行气密性试验，经气压强度试验合格且试验后未拆卸过的管道可不进行气密性试验。试验介质为氮气或压缩空气，对灭火剂输送管道，试验压力为6.7MPa。对气动管道，应取6.0MPa。进行气密性试验时，应以不大于0.5MPa/s的升压速率缓慢升压至试验压力，关断试验气源3分钟内压力降不超过试验压力的10％为合格。

本实例灭火剂用量计算

1、计算依据：

GB25972-2010《气体灭火系统及部件》；

GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》。

2、设计条件：

应用方式：全淹没。

3、确定防护区的容积：

保护区容积：V＝36(m3)，总长度150米，分为5个防火分区，每个防火分区30米。

4、设计用量：

(1)确定灭火设计浓度：(9％)；

(2)计算灭火剂设计用量：

依据《气体灭火系统设计规范》中规定:

环境温度 T＝20℃；

海拔高度修正系数： K＝1

S＝K1+K2×T＝0.1269+0.000513×20＝0.13716(m³/Kg)；

W＝K(V/S)﹒C/(100-C)；

式中，W为灭火设计用量或惰化设计用量(kg)；C为灭火设计浓度或惰化设计浓度(％)；S为灭火剂过热蒸汽在101KPa大气压和防护区最低环境温度下的比容(m³/kg)；V为防护区的净容积(m³)；K为海拔高度修正系数，可按本规范附录B的规定取值。

计算得防护区的七氟丙烷设计用量：W＝25.98kg；

实际灭火用量：W实际＝W+△W＝25.98+5＝30.98Kg。

(3)设计灭火剂喷放时间和浸渍时间：

(4)依据《气体灭火系统设计规范》中规定，取喷放时间t＝10s,灭火浸渍时间T＝10min。

(5)设定喷嘴布置与数量：

按保护区平面均匀喷洒布置喷嘴，每个防护期设置DN20喷嘴4只。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，包括设于电缆沟一侧的灭火控制室(10)，以及集流管(5)；所述灭火控制室(10)内设有内蓄压缩氮气的动力气体瓶(1)和内蓄七氟丙烷灭火剂的灭火剂瓶(2)，所述动力气体瓶(1)的顶端设有第一容器阀(12)，所述灭火剂瓶(2)的顶端设有减压阀(21)，所述第一容器阀(12)与所述减压阀(21)之间连接有输气管道，所述动力气体瓶(1)通过该输气管道与所述灭火剂瓶(2)连接用于为所述灭火剂瓶(2)外输七氟丙烷灭火剂提供驱动力，所述灭火剂瓶(2)的顶部设有第二容器阀(23)，所述第二容器阀(23)与所述集流管(5)连接，所述集流管(5)包括与所述第二容器阀(23)连接的总管(51)、以及分别与所述总管(51)连接的两根以上分支管(52)，每根所述分支管(52)的自由端分别连接有一根喷射管(53)，所有所述喷射管(53)依次纵向铺设于电缆沟内，每根所述喷射管(53)上等距分布有四个用于均匀喷洒出七氟丙烷灭火剂的喷嘴(54)。

2.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述灭火控制室(10)内还设有PLC控制柜、温湿度传感器(8)和防护机构(4)，所述防护机构(4)包括用于为所述动力气体瓶(1)和所述灭火剂瓶(2)加热的电热油汀(41)、以及用于为所述动力气体瓶(1)和所述灭火剂瓶(2)散热的散热风扇(42)，所述PLC控制柜分别与所述温湿度传感器(8)、所述电热油汀(41)和所述散热风扇(42)连接。

3.根据权利要求2所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，每一根所述分支管(52)上分别设有一个电动球阀(6)，所述PLC控制柜分别与所有所述电动球阀(6)连接。

4.根据权利要求2所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述灭火剂瓶(2)的顶端设有用于检测该灭火剂瓶(2)内七氟丙烷灭火剂的液位的液位变送器(22)，所述动力气体瓶(1)的顶端设有用于检测该动力气体瓶(1)内压缩氮气气压的压力传感器(11)，所述PLC控制柜分别与所述液位变送器(22)和所述压力传感器(11)连接。

5.根据权利要求2所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，每一根所述分支管(52)上还分别设有一个用于在该分支管(52)充入七氟丙烷灭火剂后产生预警的HXF0.12/17.2型信号反馈装置(3)。

6.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述灭火剂瓶(2)上位于所述第二容器阀(23)和所述减压阀(21)之间还设有低泄高封阀(7)。

7.根据权利要求2所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述动力气体瓶(1)上设有开启该动力气体瓶(1)的HDQ90-KX型电磁驱动装置(9)，所述电磁驱动装置(9)与所述PLC控制柜连接。

8.根据权利要求7所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述动力气体瓶(1)为钢质无缝气瓶，所述灭火剂瓶(2)为钢质焊接气瓶。

9.根据权利要求8所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述PLC控制柜为西门子S7-400PLC控制柜。

10.一种变电站电缆沟灭火系统的灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、当接到电缆沟内某段出现火灾时，开启相应电动球阀；

步骤2、开启第二容器阀；

步骤3、开启第一容器阀；

步骤4、通过电磁驱动装置开启动力气体瓶。