CN115501518B - 用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法；第二箱体的上方安装有缩尺寸局部模型的油坑，第一箱体与外壳的一端之间安装有管道，管道对应外壳的一端安装有喷头，外壳相对于喷头的另一端连通有排液管，外壳底部铺设有卵石层。用于检测各种混合液在单位时间内是否会出现溢流风险，其中混合液是指油和灭火介质的混合组成的溶液。为换流变场所布置灭火介质及设置灭火介质喷出量提供理论参考，成果可为在运、在建的特高压工程消防能力提升提供技术支撑，并为后续特高压换流站消防相关规程规范编制提供技术支撑。

Description

用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于电站消防设备检测的技术领域，特别是涉及用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法。

背景技术

电网是国民经济的重要命脉，保证电网安全、可靠、稳定运行，对促进和保障国民经济发展至关重要。在电网工程输变电系统中，换流站是长距离高压输电的基础，其稳定运行的意义重大，直接关乎电力系统安全以及电能质量保障。国家电网公司形成了以特高压电网为骨干网架，超高压输电网、高压输电网及配电网构成的分层、分区、结构清晰的多电压等级电网。随着电网规模和技术的高速发展，不同电压等级的消防面临不同的火灾风险。

换流站内运行设备数量大、设备运行温度高，属于重点消防防火单位。电气设备装置的多样性、技术复杂性对换流站消防保护提出了严格要求。由于换流站大量使用充油电气设备，消防事故多数属于充油设备引发的爆炸或火灾事故，轻者损坏开关设备导致单极停运，重者烧毁换流设备迫使停产检修，严重影响电力输送，甚至危及跨区电网的运行安全。

国网针对换流站、变电站大型充油设备区域着手部署一系列消防能力提升措施，其中增加的系统包括消防水炮系统、低倍泡沫炮系统、压缩空气泡沫炮系统以及应急排油系统等。试验证明，新增的几种典型系统能有效提升换流站火灾处置能力。而灭火介质并不能第一时间将火势扑灭，其原理是覆盖在可燃性油的表面，阻止油与空气接触，隔绝氧气从而达到灭火目的，而灭火介质与可燃性油混合后体积增大，会向周围扩散，导致火势蔓延开来。为了防止溢出的油扩散，在换流变四周设有油坑，换流变底部单独设置有基础，用于支撑大型充油设备。

如图1所示，大型充油设备的底部施工是开挖基坑，然后构筑水泥围护，形成油坑，油坑的中央建设有基础，用于支撑大型充油设备，现有的大部分油坑基本和图1的构造相同，基础将油坑分隔开，分为两个部分，油坑的底部还会铺设卵石层，卵石层300mm厚度，由粒径为50mm～80mm的级配卵石组成，孔隙率约30％，卵石层的孔隙用于渗透可燃性的油及灭火介质，可燃性油渗透卵石层后，卵石层的低孔隙率可以阻断空气，直接掐灭火源，同时自身吸热，有助于降温灭火。油坑的顶部对应安装有成品镀锌钢格栅，格栅网格尺寸50*50*50，格栅肋板10mm厚，孔洞净尺寸40*40，用于地表支撑，方便工作人员正常作业。

单侧油坑的端部开设有集油坑，集油坑位于卵石层以下，集油坑连通有排液管，集油坑用于汇集两侧油坑的混合液(混合液包括油和灭火介质)，由于只有单侧开设集油坑，所以基础对应集油坑的一侧连通有连通管，连通管将两侧的油坑连通，连通管管底与油坑底部齐平。

对于在运站而言，新增多套系统后，针对于类似图1构造的油坑系统而言，原有的应急排油事故管道考虑到是换流变广场或其他地方的深埋管，并未同步进行升级。而油坑区域的配套灭火系统却多种多样，灭火系统可能只有单方面的水作为灭火介质，可能是水和泡沫配合组成灭火介质，而灭火介质的种类组成和喷出量的配比关系，本身针对于不同换流站而言就有所不同，所以灭火介质与换流站自身流出的油混合后组成的混合液成分复杂，针对于这种情况，一方面，排液管道并没有及时升级配套。混合液汇集在排液管管口处，可能由于排液管排量有限导致不能及时排出油坑汇集的混合液，出现溢流风险。溢流出来的混合液含有可燃性油，有可能溢出油坑形成流淌火。

另一方面，由于这种油坑没有架空层，所以混合液不会渗透至下一层，而是在油坑内朝着集油坑的方向流动，流动过程中需要穿过卵石层的孔隙，卵石与混合液的表面附着力对混合液的流动具有一定的阻碍作用，导致混合液的流速降低，混合液未能及时到达集油坑，而在油坑中形成蓄积并出现溢流风险。

综上所述，现有如图1所示类似的油坑结构，排液管的流量和卵石层都是影响混合液能否及时排出的关键因素。在该影响因素存在的情况下，换流变场所的灭火介质与油组成的混合液，能否在上述两种因素影响下出现溢流风险，这是一个不确定的问题。因此，本发明主要是针对这一不确定问题，提出用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法，在排液管流量确定和存在卵石层阻碍的情况下，检测不同灭火介质和油组成的混合液，在模拟实际喷出流速的情况下是否会出现溢出风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于在排液管流量确定和存在卵石层阻碍的情况下，检测不同灭火介质和油组成的混合液，在模拟实际喷出流速的情况下是否会出现溢出风险

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，

包括盛放变压器油及灭火介质混合液的第一箱体(1)；

包括接收变压器油及灭火介质混合液的第二箱体(2)；

所述第二箱体(2)的上方安装有缩尺寸局部模型的油坑，所述油坑包括外壳(4)，所述外壳(4)呈长方体状，所述外壳(4)上侧为敞口；

所述第一箱体(1)与外壳(4)的一端之间安装有管道(3)，所述管道(3)对应外壳(4)的一端安装有喷头(35)，所述喷头(35)位于外壳(4)端侧的上方，所述管道(3)串接有水泵(31)、压力表(32)、调节阀(33)和流量计(34)；

所述外壳(4)相对于喷头(35)的另一端的底部连通有排液管(6)，所述排液管(6)位于第二箱体(2)的敞口上方；所述外壳(4)底部铺设有卵石层(41)；

所述第二箱体底壁开有落料口，所述落料口安装有封门。

进一步的，所述排液管(6)为可拆卸安装，所述排液管(6)的下端对准第二箱体(2)的口部，所述排液管(6)的上端具有对接法兰(61)，所述外壳(4)对应开设有排液孔(42)，所述排液孔(42)的圆周侧开设有用于对齐对接法兰(61)的螺孔(43)，所述对接法兰(61)和螺孔(43)通过螺栓(62)固定安装。

进一步的，还包括支撑架(52)，在所述支撑架(52)的顶部固定有支撑板(5)；所述外壳(4)放置在支撑板(5)上；所述第二箱体(2)位于支撑架(52)内；所述支撑板(5)开设有供排液管(6)穿过的贯穿孔(51)，所述支撑架(52)为框架型；所述支撑板(5)位于落料口下方的位置开有卸料口(51’)；所述卸料口(51’)与第二箱体(2)平面上错位布置。

进一步的，所述的支撑架(52)的四个顶角处安装有万向轮(521)；将支撑架(52)翻转后形成可移动的集装箱；所述支撑架(52)内能够容纳外壳(4)、第一箱体(1)、第二箱体(2)及管道及串接在所述管道上的所有零部件。

进一步的，所述外壳(4)对应喷头(35)的一侧插接有挡板(7)，所述挡板(7)与外壳(4)的端侧之间形成喷洒区，喷头(35)延伸至喷洒区；所述挡板的底边与卵石层上表面接触。

进一步的，所述挡板(7)可拆卸安装于外壳(4)，外壳(4)边侧具有卡块(71)，所述卡块(71)对称固定于外壳(4)两侧，相对于挡板(7)的边侧位置安装，卡块(71)对应开设有卡入挡板(7)边侧的卡槽。

进一步的，所述外壳(4)的单侧侧壁为透明材质的亚克力板(44)制成。

进一步的，所述第一箱体(1)和第二箱体(2)之间还连通有连接管(11)，所述连接管(11)串接有阀门(12)，第一箱体(1)和第二箱体(2)外部均套接有用于防护和支撑的框架(21)。

进一步的，所述封门为法兰盘，与落料口通过螺栓可拆卸固定。

用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置的检测方法，采用上述的用于变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，包括以下几个步骤，

(1)将试验模型涉及的水泵、流量计、调节阀、压力表进行调试，确保流量、压力读数显示清晰；

(2)往第一箱体中加装试验测试的混合液，混合液为油水混合液、油3％泡沫混合液、油水3％泡沫混合液中的一种；

(3)启动水泵，根据检测目的预设调节阀控制管道流量，通过喷头对油坑端部区域进行喷洒；

(4)通过人工或摄像头拍摄的方式进行记录数据；

(5)检测结束后，抽出挡板，打开封门，从落料口处将卵石排出。

本发明的优点在于：

本检测装置根据实际油坑的规格模拟了一个缩尺寸局部模型，用于检测换流变场所溢流风险的测试，当发生变电设备爆炸起火的时候，变电设备的含油量是已知的，油坑、排液管及卵石层的规格都是已知的。用于检测各种混合液在单位时间内是否会出现溢流风险，其中混合液是指油和灭火介质的混合组成的溶液，为换流变场所布置灭火介质及设置灭火介质喷出量提供理论参考。

成果可为在运、在建的特高压工程消防能力提升提供技术支撑，并为后续特高压换流站消防相关规程规范编制提供技术支撑。

支撑架顶部安装万向轮，翻转后就是一个集装箱，可以把两个箱体、外壳等其他部件全部放在集装箱内统一保存，且便于移动，避免零部件遗落。

附图说明

图1为本发明背景技术中介绍的实际状态下的换流变场所构造结构图。

图2本发明实施例中装置的整体结构图。

图3为本发明实施例中装置的第二箱体及外壳拆解及剖切后的结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

第一箱体1、第二箱体2、外壳4、管道3、喷头35、水泵31、压力表32、调节阀33、流量计34、排液管6、卵石层41、对接法兰61、排液孔42、螺孔43、螺栓62、支撑板5、贯穿孔51、支撑架52、挡板7、卡块71、亚克力板44、框架21、卸料口51’、万向轮521。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2、图3所示：用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，包括盛放变压器油及灭火介质混合液的第一箱体1；包括接收变压器油及灭火介质混合液的第二箱体2；所述第二箱体2的上方安装有缩尺寸局部模型的油坑，所述油坑包括外壳4，所述外壳4呈长方体状，所述外壳4上侧为敞口；外壳为铁皮制成。

所述第一箱体1与外壳4的一端之间安装有管道3，所述管道3对应外壳4的一端安装有喷头35，所述喷头35位于外壳4端侧的上方，所述管道3串接有水泵31、压力表32、调节阀33和流量计34；管道用于将第一箱体中的液体输送至喷头，通过喷头喷出，管道整体为水平等高度，具有支撑结构，与第一箱体的连通端位于底部。压力表为机械式压力表，用于监测试验过程中的液体压力。流量计为电磁流量计，用于监测试验过程中的流量。

所述外壳4相对于喷头35的另一端连通有排液管6，所述排液管6位于第二箱体2上方，所述外壳4底部铺设有卵石层41。排液管采用DN50规格。卵石层的厚度为300mm，由粒径为50mm-80mm的级配卵石组成，孔隙率约30％，卵石层与外壳的上侧敞口侧高度也是300mm。

如图3所示：所述排液管6为可拆卸安装，所述排液管6的下端对准第二箱体2的口部，所述排液管6的上端具有对接法兰61，所述外壳4对应开设有排液孔42，所述排液孔42的圆周侧开设有用于对齐对接法兰61的螺孔43，所述对接法兰61和螺孔43通过螺栓62固定安装。

如图3所示：所述外壳4和第二箱体2之间安装有支撑板5，支撑板5用于支撑外壳底部，所述外壳4开设有供排液管6穿过的贯穿孔51，所述支撑板5通过支撑架52支撑，所述支撑架52为框架型。

如图3所示：所述外壳4对应喷头35的一侧插接有挡板7，所述挡板7与外壳4的端侧之间形成喷洒区，喷头35延伸至喷洒区。挡板的作用是用于防止喷头向外侧喷出，挡板的下侧位于卵石层上侧，并不隔断卵石层。

如图3所示：所述挡板7可拆卸安装于外壳4，外壳4边侧具有卡块71，所述卡块71对称固定于外壳4两侧，相对于挡板7的边侧位置安装，卡块71对应开设有卡入挡板7边侧的卡槽。

如图1所示：所述外壳4的单侧侧壁为透明材质的亚克力板44制成。透明面外表面设有刻度尺，以便于观察及读数。清楚的对内部混合液的流动情况进行观测。

如图2、图3所示：所述第一箱体1和第二箱体2之间还连通有连接管11，所述连接管11串接有阀门12，外部均套接有用于防护和支撑的框架21。第一箱体和第二箱体均为塑料箱体，第一箱体和第二箱体为同一规格的箱体，框架是横向和纵向的钢筋拼接而成。连接管用于连通第一箱体和第二箱体，使两个箱体中的混合液可以循环使用，针对于不同规格测试组件需要用到相同混合液的时候，可以开启阀门使两个箱体之间的混合液相互流通。

本实施例中，为了方便在检测结束后将卵石卸除，在外壳底部开有落料口，落料口通过法兰盘密封封堵。对应的，在支撑板5位于落料口下方的位置开有卸料口51’。卸料口51’与第二箱体2平面上错位布置，便于在支撑架52内放置卵石收集箱。

为了便于在检测完成后将所有零部件及箱体统一存放，避免遗失，本实施例在支撑架52的四个顶角处安装有万向轮521；将支撑架52翻转后形成可移动的集装箱；支撑架52内能够容纳外壳4、第一箱体1、第二箱体2及管道及串接在所述管道上的所有零部件。推着支撑架就可以移动，方便快捷。

用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置的检测方法，包括以下几个步骤，

(1)将试验模型涉及的水泵、流量计、调节阀、压力表进行调试，确保流量、压力读数显示清晰；

(2)往第一箱体中加装试验测试的混合液，混合液为油水混合液、油3％泡沫混合液、油水3％泡沫混合液中的一种；

(3)启动水泵，根据检测目的预设调节阀控制管道流量，通过喷头对油坑端部区域进行喷洒；

(4)通过人工或摄像头拍摄的方式进行记录数据；

(5)检测结束后，抽出挡板，打开封门，从落料口处将卵石排出；

(6)拆卸装置，将支撑架52翻转，然后将拆卸后的第一箱体、第二箱体、外壳、管道及串接在管道上的所有零部件放置到支撑架52上，推至库房待下次使用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，

包括盛放变压器油及灭火介质混合液的第一箱体(1)；

包括接收变压器油及灭火介质混合液的第二箱体(2)；

所述第二箱体(2)的上方安装有缩尺寸局部模型的油坑，所述油坑包括外壳(4)，所述外壳(4)呈长方体状，所述外壳(4)上侧为敞口；

所述第一箱体(1)与外壳(4)的一端之间安装有管道(3)，所述管道(3)对应外壳(4)的一端安装有喷头(35)，所述喷头(35)位于外壳(4)端侧的上方，所述管道(3)串接有水泵(31)、压力表(32)、调节阀(33)和流量计(34)；

所述外壳(4)相对于喷头(35)的另一端的底部连通有排液管(6)，所述排液管(6)位于第二箱体(2)的敞口上方；所述外壳(4)底部铺设有卵石层(41)；其特征在于，所述外壳(4)底壁开有落料口，所述落料口安装有封门；

还包括支撑架(52)，在所述支撑架(52)的顶部固定有支撑板(5)；所述外壳(4)放置在支撑板(5)上；所述第二箱体(2)位于支撑架(52)内；所述支撑板(5)开设有供排液管(6)穿过的贯穿孔(51)；所述支撑架(52)为框架型；所述支撑板(5)位于落料口下方的位置开有卸料口(51’)；所述卸料口(51’)与第二箱体(2)平面上错位布置。

2.根据权利要求1所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述排液管(6)为可拆卸安装，所述排液管(6)的下端对准第二箱体(2)的口部，所述排液管(6)的上端具有对接法兰(61)，所述外壳(4)对应开设有排液孔(42)，所述排液孔(42)的圆周侧开设有用于对齐对接法兰(61)的螺孔(43)，所述对接法兰(61)和螺孔(43)通过螺栓(62)固定安装。

3.根据权利要求1所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述的支撑架(52)的四个顶角处安装有万向轮(521)；将支撑架(52)翻转后形成可移动的集装箱；所述支撑架(52)内能够容纳外壳(4)、第一箱体(1)、第二箱体(2)及管道及串接在所述管道上的所有零部件。

4.根据权利要求1至3任一所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述外壳(4)对应喷头(35)的一侧插接有挡板(7)，所述挡板(7)与外壳(4)的端侧之间形成喷洒区，喷头(35)延伸至喷洒区；所述挡板的底边与卵石层上表面接触。

5.根据权利要求4所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述挡板(7)可拆卸安装于外壳(4)，外壳(4)边侧具有卡块(71)，所述卡块(71)对称固定于外壳(4)两侧，相对于挡板(7)的边侧位置安装，卡块(71)对应开设有卡入挡板(7)边侧的卡槽。

6.根据权利要求1至3任一项所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述外壳(4)的单侧侧壁为透明材质的亚克力板(44)制成。

7.根据权利要求1至3任一所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述第一箱体(1)和第二箱体(2)之间还连通有连接管(11)，所述连接管(11)串接有阀门(12)，第一箱体(1)和第二箱体(2)外部均套接有用于防护和支撑的框架(21)。

8.根据权利要求1所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，所述封门为法兰盘，与落料口通过螺栓可拆卸固定。

9.用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测方法，采用权利要求1至8任一项所述的用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置，其特征在于，包括以下几个步骤，

(1)将试验模型涉及的水泵、流量计、调节阀、压力表进行调试，确保流量、压力读数显示清晰；

(2)往第一箱体中加装试验测试的混合液，混合液为油水混合液、油3％泡沫混合液、油水3％泡沫混合液中的一种；

(3)启动水泵，根据检测目的预设调节阀控制管道流量，通过喷头对油坑端部区域进行喷洒；

(4)通过人工或摄像头拍摄的方式进行记录数据；

(5)检测结束后，抽出挡板，打开封门，从落料口处将卵石排出。