CN112023316A - 一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统及其灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统及其灭火方法，能够实现设备表面火熄灭后外壳内部火熄灭，解决目前水喷淋的方法无法将大油量充油设备着火完全熄灭，提升消防可靠性，消除隐患。本发明包含于消防水箱连接的消防水泵，消防水泵的出口设置有水喷淋总管；所述水喷淋总管上并联有至少四个上消防管和三个下消防管；上消防管的远端延伸至消防本体的侧面，至少每个消防本体的侧面设置一个上消防管；每个上消防管的末端延伸出两个用于安装喷头的支路管；下消防管的末端连接至消防本体且与消防本体内部的油箱导通；消防本体至少高压套管升高座处、压力释放阀处和油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管。

Description

一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统及其灭火方法

技术领域

本发明涉及一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统及其灭火方法，具体用于变电站的主变压器或高压电抗器的灭火。

背景技术

高压电抗器、变压器作为电力系统中应用的大容量充油设备，在油箱内部发生短路情况下，电弧容易将变压器油分解击穿造成内压力迅速增高，进而导致油箱炸裂，电弧引燃绝缘油设备起火。目前灭火方式主要为水喷淋，当设备表面火熄灭后水无法流如设备外壳内部造成内部火无法熄灭。所述的水喷淋是一种广义的消防液体喷淋，本说明书中描述中也是用水喷淋来指代各种用于变电站尤其是变压器和电抗器消防的喷淋泡沫的喷淋类型；

对比文件1公开了一种自带灭火功能的变压器外壳(专利号为2014206399735，公告号为CN204315327U，公告日期为2015年5月6日)，其喷头设置位置依然是只能进行外部灭火，内部的火焰智能通过自然冷却熄灭，存在非常大的再次着火和爆炸隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统及其灭火方法，能够实现设备表面火熄灭后外壳内部火熄灭，解决目前水喷淋的方法无法将大油量充油设备着火完全熄灭，提升消防可靠性，消除隐患。

为了达到上述目的，本发明公开的灭火系统采用以下技术方案予以实现：

一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，用于为消防本体提供消防功能，所述消防本体为变压器或电抗器，包含于消防水箱连接的消防水泵，消防水泵的出口设置有水喷淋总管；

所述水喷淋总管上并联有至少四个上消防管和三个下消防管；上消防管的远端延伸至消防本体的侧面，至少每个消防本体的侧面设置一个上消防管；每个上消防管的末端延伸出两个用于安装喷头的支路管；

下消防管的末端连接至消防本体且与消防本体内部的油箱导通；

当消防本体为变压器时，至少变压器的高压套管升高座处、主变压器压力释放阀处和主变压器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

当消防本体为电抗器时，至少电抗器的高压套管升高座、电抗器压力释放阀和电抗器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

所述消防本体的高压套管升高座、压力释放阀和油枕连接瓦斯继电器的主管路上分别设置一个位置传感器；所述位置传感器为热敏传感器，当温度超过500摄氏度则判定该位置起火；

每个上消防管和下消防管上均设置有可自动/手动控制切换的手动自动控制阀、压力传感器；每个下消防管上还设置有单向阀；

上述所有手动自动控制阀、压力传感器、单向阀、位置传感器和消防水泵均与自动控制盘控制连接，还包含为系统供电的电源。

作为本发明的一种优选实施方式：所述电源为变电站主控楼的电源箱；所述自动控制盘设置在变电站主控楼；所述自动控制盘的通过人机接口与变电站的监控室有线通讯连接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述自动控制盘可以进行自动、远方和手动三种控制方式；日常应用中选择手动模式，降低设备维护量；自动模式下，自动控制盘通过位置传感器、压力传感器回传信号感知设备起火位置与管路完好情况实现定点喷淋；远方模式下：自动控制盘通过人机接口由监控室后台远方控制；手动模式下，表面火熄灭后，通过手动自动控制阀的手动模式向消防本体内部注入消防水，熄灭消防本体内部余火。

作为本发明的一种优选实施方式：所述上消防水管的喷头距离消防本体的距离大于等于三米；所述上消防水管的喷头与喷射灭火的位置水平面平齐或者高于水平面且所述上消防水管的喷头的高度低于高压套管的高度。

作为本发明的一种优选实施方式：所述消防水箱存储消防用喷射泡沫，喷射泡沫是消防泡沫液通过泡沫比例混合装置与水混合后，输出的泡沫混合液经泡沫产生喷射设备产生灭火泡沫；喷射到燃烧的油面时，泡沫层析出的水分能在燃烧表面形成一层封闭性很好的水膜，起到隔绝燃料与空气的接触，靠泡沫和保护膜双重作用。

作为本发明的一种优选实施方式：所述消防泡沫液为水成膜泡沫灭火剂。

作为本发明的一种优选实施方式：所述位置传感器自带热敏电阻，不同温度下表现不同的电阻值，转换成电信号，传到自动控制盘；所述热敏电阻为薄膜铂电阻PT100或PT1000。

作为本发明的一种优选实施方式：所述自动控制盘的将现场所有的信号传输采集。

本发明还公开了采用上述灭火系统的灭火方法，具体方案为：

一种智能节水型变压器、电抗器的灭火方法，包含以下步骤：

(1)位置传感器感测到起火：当位置传感器检测的温度大于500摄氏度时即判定起火；

(2)启动对应位置的上消防管进行喷淋；

(3)压力传感器判定上消防水管是否完好：压力低则判定管路损坏，关闭对应的手动自动控制阀，增大水压通过其他上消防管的喷头喷淋；

(4)管路完好则继续喷淋；

(5)表面火熄灭后，温度降低至返回值一下则判定表面火熄灭；

(6)启动下消防管进行小风本体内部喷射泡沫，温度降至环境温度则自动停止消防水泵。

作为上述灭火方法的一种优选实施方式：所述步骤(5)和步骤(6)的温度值是通过所述位置传感器获取。

本发明有益效果是：

本发明用于高压电抗器、变压器，目前行业内已有高压电抗器、变压器喷淋式灭火成套装置，可以实现发生火情后对设备外壳喷水灭火，但市场上的产品不能将水注入油箱中以达到定点精确灭火的效果，造成灭火剂喷射针对性不强，灭火效率低，消防水浪费。本发明能够实现设备状态自动感知，将位置传感器与压力传感器联合布置实现消防水定点喷洒，达到自动控制消防水喷洒的效果。除自动控制消防水喷淋功能，本发明可以实现消防水定点喷洒。上消防管为器身外水喷淋系统，分布于变压器器身四周可喷射泡沫。下消防管为器身内注水系统，本身含有单向阀，正常运行油箱内部油无法流出，故障时消防水可通过单向阀流入。单向阀用于检测管路完好性，如管路破损无法将消防水喷置器身则增大周围完好管路水压通过增大水压从远端喷淋口向故障位置喷水。因此本发明具备可靠的内部和外部消防喷淋的功能，能够彻底灭火。

附图说明

图1为本发明的灭火系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的灭火方法的一种具体实施方式的流程图。

附图标记说明：

1-第一上消防管，2-第二上消防管，3-第三上消防管，4-第四上消防管，5-压力传感器，6-水喷淋总管，7-手动自动控制阀，8-消防水泵，9-第一下消防管，10-第二下消防管，11-第三下消防管，12-消防本体，13-单向阀，14-位置传感器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：如图所示：

一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，用于为消防本体12提供消防功能，所述消防本体12为变压器或电抗器，包含于消防水箱连接的消防水泵8，消防水泵8的出口设置有水喷淋总管6；

所述水喷淋总管6上并联有至少四个上消防管(第一消防管1、第二消防管2、第三消防管3和第四消防管4)和三个下消防管(第一下消防管9、第二下消防管10和第三下消防管11)；上消防管的远端延伸至消防本体12的侧面，至少每个消防本体12的侧面设置一个上消防管；每个上消防管的末端延伸出两个用于安装喷头的支路管；

下消防管的末端连接至消防本体12且与消防本体12内部的油箱导通；

当消防本体12为变压器时，至少变压器的高压套管升高座处、主变压器压力释放阀处和主变压器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

当消防本体12为电抗器时，至少电抗器的高压套管升高座、电抗器压力释放阀和电抗器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

所述消防本体12的高压套管升高座、压力释放阀和油枕连接瓦斯继电器的主管路上分别设置一个位置传感器14；所述位置传感器为热敏传感器，当温度超过500摄氏度则判定该位置起火；

每个上消防管和下消防管上均设置有可自动/手动控制切换的手动自动控制阀7、压力传感器5；每个下消防管上还设置有单向阀13；

上述所有手动自动控制阀、压力传感器、单向阀、位置传感器和消防水泵均与自动控制盘控制连接，还包含为系统供电的电源。

优选的，如图1所示：所述电源为变电站主控楼的电源箱；所述自动控制盘设置在变电站主控楼；所述自动控制盘的通过人机接口与变电站的监控室有线通讯连接。

优选的，如图1、2所示：所述自动控制盘可以进行自动、远方和手动三种控制方式；日常应用中选择手动模式，降低设备维护量；自动模式下，自动控制盘通过位置传感器、压力传感器回传信号感知设备起火位置与管路完好情况实现定点喷淋；远方模式下：自动控制盘通过人机接口由监控室后台远方控制；手动模式下，表面火熄灭后，通过手动自动控制阀7的手动模式向消防本体12内部注入消防水，熄灭消防本体12内部余火。

优选的，如图1所示：所述上消防水管的喷头距离消防本体的距离大于等于三米；所述上消防水管的喷头与喷射灭火的位置水平面平齐或者高于水平面且所述上消防水管的喷头的高度低于高压套管的高度。本实施例的位置是优选位置，能够达到最佳的消防效果同时不会因为加装产生安全隐患。

优选的，如图1所示：所述消防水箱存储消防用喷射泡沫，喷射泡沫是消防泡沫液通过泡沫比例混合装置与水混合后，输出的泡沫混合液经泡沫产生喷射设备产生灭火泡沫；喷射到燃烧的油面时，泡沫层析出的水分能在燃烧表面形成一层封闭性很好的水膜，起到隔绝燃料与空气的接触，靠泡沫和保护膜双重作用。

优选的，如图1所示：所述消防泡沫液为水成膜泡沫灭火剂。

优选的，如图1所示：所述位置传感器14自带热敏电阻，不同温度下表现不同的电阻值，转换成电信号，传到自动控制盘；所述热敏电阻为薄膜铂电阻PT100或PT1000。

优选的，如图1所示：所述自动控制盘的将现场所有的信号传输采集。

如图2所示，本发明还公开了采用上述任何一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统的灭火方法，包含以下步骤：

(1)位置传感器感测到起火：当位置传感器检测的温度大于500摄氏度时即判定起火；

(2)启动对应位置的上消防管进行喷淋；

(3)压力传感器判定上消防水管是否完好：压力低则判定管路损坏，关闭对应的手动自动控制阀，增大水压通过其他上消防管的喷头喷淋；

(4)管路完好则继续喷淋；

(5)表面火熄灭后，温度降低至返回值一下则判定表面火熄灭；

(6)启动下消防管进行小风本体内部喷射泡沫，温度降至环境温度则自动停止消防水泵。本发明的灭火方法不仅具备了灭火系统的优点，还能够实现可靠高效和自动化的灭火，同时如果存在消防管泄漏还能避免消防水浪费同时增大喷射压力达到可靠的灭火效果。

优选的，如图2所示：所述步骤(5)和步骤(6)的温度值是通过所述位置传感器获取。

综上所述，本发明包含：水喷淋灭火装置、水喷淋支管路水压检测装置、自动灭火系统远方控制装置、水喷淋支管路位置检测装置；本发明以传感器回路实现设备状态自动感知，将位置传感器与压力传感器联合布置实现消防水定点喷洒，达到自动控制消防水喷洒的效果。除自动控制消防水喷淋功能，本发明可以实现消防水定点喷洒。为防止消防水自动控制系统本系统还设置远方自动控制能力，与就地手动控制盘。上四条消防管为器身外水喷淋系统，分布于变压器器身四周可喷射泡沫。下四条消防管为器身内注水系统，本身含有单向阀，正常运行油箱内部油无法流出，故障时消防水可通过单向阀流入。单向阀用于检测管路完好性，如管路破损无法将消防水喷置器身则增大周围完好管路水压通过增大水压从远端喷淋口向故障位置喷水。位置传感器为热敏传感器当温度超过500摄氏度则判定该位置起火。

采用上述灭火系统的灭火方法如下：

新型节水型消防灭火装置，有自动、远方、手动三种控制方式，日常应用中可以选择手动模式，降低设备维护量。自动模式：自动控制盘通过位置传感器、压力传感器回传信号感知设备起火位置与管路完好情况实现定点喷淋。远方模式：自动控制盘通过人机接口可由主控室后台远方控制。手动模式：表面火熄灭后，通过手动阀向外壳内部注入消防水，熄灭外壳内部余火。

需要说明的是，针对变压器和电抗器，定点喷洒的分布位置无差异，一般定点喷洒的位置有三处：一、在高压套管升高座处布置一个位置传感器；二、在主变压器或者高抗压力释放阀处布置一个位置传感器；三、在主变及高抗油枕连接瓦斯继电器主管路处布置一个位置传感器。在主变及高抗四周呈十字形交叉布置，四条管路，每个管路上布置2个喷头，总计8个。

四条上消防管，在主变及高抗本体呈十字型交叉布置，喷头距离设备一般为三米距离，喷射泡沫是消防泡沫液(水成膜泡沫灭火剂)通过泡沫比例混合装置与水混合后，输出的泡沫混合液经泡沫产生喷射设备产生灭火泡沫。喷射到燃烧的油面时，泡沫层析出的水分能在燃烧表面形成一层封闭性很好的水膜，起到隔绝燃料与空气的接触，靠泡沫和保护膜双重作用，能迅速、高效率的扑救油类火灾。三条下消防管，设计在：一、在高压套管升高座处布置一个；二、在主变压器或者高抗压力释放阀处布置一个；三、在主变及高抗油枕连接瓦斯继电器主管路处布置一个，单向阀安装在本体，消防管通过单向阀与本体连接向内部注水。

本发明的灭火系统在单向阀与消防管连接处增加一个压力传感器，通过压力传感器的感应水压，来判断管路完好性。单向阀：是流体只能沿进水口流动，出水口介质却无法回流，又称为止回阀或逆止阀。压力传感器：是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号的器件。位置传感器在设备停电时，进行安装。位置传感器自带热敏电阻，不同温度下表现不同的电阻值，转换成电信号，传到后台。(型号：薄膜铂电阻PT100或PT1000厂家德国贺利氏)；

本发明的自动控制盘将现场所有的信号传输采集在此设备上，实现远方控制。区域控制箱型号为GAN-KN，它采用单片机及集成电路技术，能够对消防设备进行实时控制，是现场反馈、中心控制等信号对的转换和传输枢纽，实现对灭火装置的集中监控。本发明的整个控制装置设置在主控楼，便于运维人员控制，通过主控楼电源箱用电缆进行取电。本发明的自动控制盘的人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息的输入/输出设备的接口。是计算机同人机交互设备之间实现信息传输的控制电路。自动控制盘安装在主控室，必须有线通讯，暂不采用无线通讯。因为变电站地处偏远地区，无限通讯受地区环境和信号影响，会有信号中断的隐患，如发生火灾，自动控制盘失效，将无法完成有效的控制，所以采用有线通讯更为稳妥。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，用于为消防本体提供消防功能，所述消防本体为变压器或电抗器，其特征在于：包含于消防水箱连接的消防水泵，消防水泵的出口设置有水喷淋总管；

所述水喷淋总管上并联有至少四个上消防管和三个下消防管；上消防管的远端延伸至消防本体的侧面，至少每个消防本体的侧面设置一个上消防管；每个上消防管的末端延伸出两个用于安装喷头的支路管；

下消防管的末端连接至消防本体且与消防本体内部的油箱导通；

当消防本体为变压器时，至少变压器的高压套管升高座处、主变压器压力释放阀处和主变压器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

当消防本体为电抗器时，至少电抗器的高压套管升高座、电抗器压力释放阀和电抗器油枕连接瓦斯继电器主管路上分别连接一个下消防管；

所述消防本体的高压套管升高座、压力释放阀和油枕连接瓦斯继电器的主管路上分别设置一个位置传感器；所述位置传感器为热敏传感器，当温度超过500摄氏度则判定该位置起火；

每个上消防管和下消防管上均设置有可自动/手动控制切换的手动自动控制阀、压力传感器；每个下消防管上还设置有单向阀；

上述所有手动自动控制阀、压力传感器、单向阀、位置传感器和消防水泵均与自动控制盘控制连接，还包含为系统供电的电源。

2.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述电源为变电站主控楼的电源箱；所述自动控制盘设置在变电站主控楼；所述自动控制盘的通过人机接口与变电站的监控室有线通讯连接。

3.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述自动控制盘可以进行自动、远方和手动三种控制方式；日常应用中选择手动模式，降低设备维护量；自动模式下，自动控制盘通过位置传感器、压力传感器回传信号感知设备起火位置与管路完好情况实现定点喷淋；远方模式下：自动控制盘通过人机接口由监控室后台远方控制；手动模式下，表面火熄灭后，通过手动自动控制阀的手动模式向消防本体内部注入消防水，熄灭消防本体内部余火。

4.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述上消防水管的喷头距离消防本体的距离大于等于三米；所述上消防水管的喷头与喷射灭火的位置水平面平齐或者高于水平面且所述上消防水管的喷头的高度低于高压套管的高度。

5.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述消防水箱存储消防用喷射泡沫，喷射泡沫是消防泡沫液通过泡沫比例混合装置与水混合后，输出的泡沫混合液经泡沫产生喷射设备产生灭火泡沫；喷射到燃烧的油面时，泡沫层析出的水分能在燃烧表面形成一层封闭性很好的水膜，起到隔绝燃料与空气的接触，靠泡沫和保护膜双重作用。

6.如权利要求5所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述消防泡沫液为水成膜泡沫灭火剂。

7.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述位置传感器自带热敏电阻，不同温度下表现不同的电阻值，转换成电信号，传到自动控制盘；所述热敏电阻为薄膜铂电阻PT100或PT1000。

8.如权利要求1所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统，其特征在于：所述自动控制盘的将现场所有的信号传输采集。

9.如权利要求1-8任一所述的一种智能节水型变压器、电抗器灭火系统的灭火方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)位置传感器感测到起火：当位置传感器检测的温度大于500摄氏度时即判定起火；

(2)启动对应位置的上消防管进行喷淋；

(3)压力传感器判定上消防水管是否完好：压力低则判定管路损坏，关闭对应的手动自动控制阀，增大水压通过其他上消防管的喷头喷淋；

(4)管路完好则继续喷淋；

(5)表面火熄灭后，温度降低至返回值一下则判定表面火熄灭；

(6)启动下消防管进行小风本体内部喷射泡沫，温度降至环境温度则自动停止消防水泵。

10.如权利要求9所述的灭火方法，其特征在于：所述步骤(5)和步骤(6)的温度值是通过所述位置传感器获取。

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