UA123375C2 - EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT - Google Patents
EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT Download PDFInfo
- Publication number
- UA123375C2 UA123375C2 UAA201905898A UAA201905898A UA123375C2 UA 123375 C2 UA123375 C2 UA 123375C2 UA A201905898 A UAA201905898 A UA A201905898A UA A201905898 A UAA201905898 A UA A201905898A UA 123375 C2 UA123375 C2 UA 123375C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- tank
- fire
- valve
- electrical equipment
- gas
- Prior art date
Links
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 8
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 claims 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 13
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 111
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 19
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Даний винахід належить до пристроїв для запобігання вибухам і пожежам в закритих резервуарах з горючими рідинами, всередині яких є електричне устаткування, наприклад у заповнених горючим трансформаторним маслом баках трансформаторів, електричних реакторах, баках перемикаючих пристроїв і в коробках кабельних вводів. Заявлений нетканий матеріал містить полотно філаментних волокон, що досягло монолітності скріпленням зв'язками сплавлення, який містить волокна, тільки один кінець кожного з яких має фіксований кінець, фіксований зв'язком сплавлення, з іншим вільним кінцем, внаслідок руйнування частини філаментних волокон. Вільний кінець має збільшену товщину. Заявлена система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі, оснащеному щонайменше одним знімним люком, розширювачем і технологічними трубопроводами містить: пристрій скидання тиску, який включає клапан скидання тиску і мембрану, що руйнується, з відповідними датчиками спрацьовування, з'єднаними з пристроєм відключення високовольтного електричного устаткування, який сполучений з високовольтним електричним устаткуванням в резервуарі, і труби для відведення горючої рідини в безпечне місце; відсічний клапан; модульну установку автоматичного газового пожежогасіння, яка включає ємність для вогнегасного газу, електромагнітний клапан, магістральний і розподільний трубопроводи, блок керування. При цьому система додатково містить встановлений щонайменше на одному знімному люку резервуара колектор, щонайменше дві мембрани, що руйнуються, які з'єднані з колектором та виконані з насічками, щонайменше одне реле, що спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску горючої рідини всередині резервуара, щонайменше одне реле, що спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, щонайменше один додатковий електромагнітний клапан і послідовно з'єднані з ним додатковий зворотний механічний клапан і ручний вентиль, щонайменше один додатковий розподільний трубопровід. Винахід полягає у підвищенні ефективності запобігання вибуху і пожежі за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.The present invention relates to devices for preventing explosions and fires in closed tanks with combustible liquids, inside which there is electrical equipment, such as in tanks filled with combustible transformer oil, electric reactors, tanks of switching devices and in boxes of cable entries. The claimed nonwoven material comprises a filament fiber web that has reached monolithicity by fusion bonding, which contains fibers, only one end of each of which has a fixed end fixed by a fusion bond with another free end due to the destruction of part of the filament fibers. The free end has an increased thickness. The claimed system of explosion and fire prevention of high-voltage electrical equipment located in a closed tank filled with combustible liquid, equipped with at least one removable hatch, expander and process pipelines contains: a pressure relief device, which includes a pressure relief valve and a collapsible diaphragm. connected to a device for disconnecting high-voltage electrical equipment, which is connected to high-voltage electrical equipment in the tank, and a pipe for draining flammable liquid in a safe place; shut-off valve; modular installation of automatic gas fire extinguishing, which includes a tank for fire extinguishing gas, a solenoid valve, main and distribution pipelines, control unit. The system further comprises a collector mounted on at least one removable tank hatch, at least two collapsible membranes connected to the collector and made with notches, at least one relay that operates when the rate of increase of combustible liquid pressure inside the tank, at least a relay that operates when the temperature of the combustible liquid inside the tank, at least one additional solenoid valve and connected in series with it an additional non-return mechanical valve and a manual valve, at least one additional distribution line. The invention is to increase the effectiveness of explosion and fire prevention by lowering the threshold of the system and, consequently, increase the reliability, simplification and reduction of the cost of the system.
Description
резервуара колектор, щонайменше дві мембрани, що руйнуються, які з'єднані з колектором та виконані з насічками, щонайменше одне реле, що спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску горючої рідини всередині резервуара, щонайменше одне реле, що спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, щонайменше один додатковий електромагнітний клапан і послідовно з'єднані з ним додатковий зворотний механічний клапан і ручний вентиль, щонайменше один додатковий розподільний трубопровід.tank collector, at least two collapsible membranes, which are connected to the collector and made with notches, at least one relay that is activated when the rate of increase of the pressure of the combustible liquid inside the tank is exceeded, at least one relay that is activated when the temperature of the combustible liquid inside the tank is exceeded , at least one additional electromagnetic valve and an additional mechanical non-return valve and manual valve connected in series with it, at least one additional distribution pipeline.
Винахід полягає у підвищенні ефективності запобігання вибуху і пожежі за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи. рі 2 2 ; 7The invention consists in increasing the efficiency of explosion and fire prevention due to lowering the system activation threshold and, as a result, increasing reliability, simplifying and reducing the cost of the system. ri 2 2 ; 7
ДИ ЩО ШІ ст З ! 11 С Уги вана тт ли пт тт у ши на: сяWHAT SHOULD YOU DO? 11 C Ugy vana tt li pt tt u shi na: sia
Манн я». " | ! | зв з Г-- ср» й ший | т ; р НИ а фЇ- АТХ Од - || й 18 тт ши. 21 32 пе | жо її тт І | З АТ лоMann I." !
І жрчаннжжа,ачнавнилижанаа ат ака Ннжа,аааииааа,вт ти инших (1 т» 22 1 | тт ЛУЇ. зв з- рф ДО» і і. М МИ ї- 4/ |іI zhrchannzhja, achnavnilyzhanaa at aka Nnzha, aaaiiiaaa, vt ti others (1 t» 22 1 | tt LUII. zv z- rf DO» i i. M MY i- 4/ |i
Фіг. 1Fig. 1
Даний винахід належить до пристроїв для запобігання вибухам і пожежам в закритих резервуарах з горючими рідинами, всередині яких є електричне устаткування, наприклад у заповнених горючим трансформаторним маслом баках трансформаторів, електричних реакторах, баках перемикаючих пристроїв і в коробках кабельних вводів.The present invention relates to devices for preventing explosions and fires in closed tanks with flammable liquids, inside which there is electrical equipment, for example, in transformer tanks filled with flammable transformer oil, electric reactors, switchgear tanks and cable entry boxes.
При експлуатації таких резервуарів виконуються технологічні роботи по зливанню і заливанню горючої рідини, роботи з відбору проб для аналізу властивостей рідини і/або очищення її від домішок, роботи з огляду, монтажу і/або демонтажу устаткування всередині резервуара. Для цих цілей на стінках і/або кришці резервуара є технологічні трубопроводи з запірною арматурою і люки зі знімними кришками.During the operation of such tanks, technological work is performed on draining and filling of combustible liquid, work on sampling to analyze the properties of the liquid and/or cleaning it from impurities, work on inspection, installation and/or dismantling of the equipment inside the tank. For these purposes, there are technological pipelines with shut-off fittings and hatches with removable covers on the walls and/or lid of the tank.
При підвищенні всередині резервуара температури, наприклад при збільшенні температури навколишнього середовища або внаслідок додаткового нагріву устаткування, яке знаходиться всередині резервуара, при перевантаженнях по струму або напрузі, збільшується об'єм горючої рідини і, відповідно, тиск на стінки, дно і кришку резервуара. Для компенсації підвищення цього тиску над резервуаром встановлюють ємкість - розширювач, з'єднаний з резервуаром трубопроводом і частково заповнений горючою рідиною так, щоб збільшення об'єму горючої рідини в резервуарі компенсувалося збільшенням її об'єму в розширювачі.When the temperature inside the tank increases, for example, when the ambient temperature increases or due to additional heating of the equipment inside the tank, during current or voltage overloads, the volume of flammable liquid increases and, accordingly, the pressure on the walls, bottom and lid of the tank increases. To compensate for this increase in pressure, a capacity is installed above the tank - an expander connected to the tank by a pipeline and partially filled with flammable liquid so that the increase in the volume of the flammable liquid in the tank is compensated by the increase in its volume in the expander.
Причинами виникнення вибухів і пожеж в резервуарах можуть бути: - порушення правил пожежної безпеки при виконанні технологічних робіт; - поява всередині резервуара електричної дуги, яка виникає в електричному устаткуванні при грозових і комутаційних перенапругах, зовнішніх і внутрішніх коротких замиканнях, при наявності дефектів в ізоляції устаткування.The causes of explosions and fires in tanks can be: - violation of fire safety rules during technological works; - the appearance of an electric arc inside the tank, which occurs in electrical equipment during lightning and switching overvoltages, external and internal short circuits, in the presence of defects in the insulation of the equipment.
У першому випадку спочатку відбувається загоряння горючої рідини, а потім, у міру розвитку пожежі, вибух і розрив резервуара.In the first case, the combustible liquid first ignites, and then, as the fire progresses, the tank explodes and ruptures.
У другому випадку в зоні електричної дуги під дією її високої температури спочатку відбувається розкладання горючої рідини і поява горючих газів, таких, як водень, ацетилен, метан та інших. Швидке збільшення об'єму цих газів підвищує тиск всередині резервуара. В розширювачі і його трубопроводі не може бути компенсоване таке швидке зростання, що при певній потужності електричної дуги і часу її горіння призводить до розриву резервуара і пожежі.In the second case, in the area of the electric arc under the influence of its high temperature, decomposition of the flammable liquid and the appearance of flammable gases, such as hydrogen, acetylene, methane, and others, first occur. The rapid increase in the volume of these gases increases the pressure inside the tank. In the expander and its pipeline, such a rapid increase cannot be compensated for, which at a certain power of the electric arc and its burning time leads to a rupture of the tank and a fire.
Тобто, у другому випадку спочатку відбувається вибух, а потім пожежа.That is, in the second case, an explosion first occurs, and then a fire.
Зо Відомі різні автоматичні системи газового пожежогасіння в закритих резервуарах з горючою рідиною. Наприклад, модульні установки (див. патент РФ Мо 2615973, заявка Мо 2015152550 від 08.12.2015 р., опубл. 11.04.2017 р., МПК Аб2С 2/00). Такі системи практично завжди містять такі чотири модулі: - модуль 1 - пристрій для тривалого зберігання під високим тиском газової вогнегасної речовини (газу), включаючи стійку, на якій встановлені балони високого тиску з інертним газом, запобіжну і перемикаючу арматури, засоби контролю тиску і/або ваги газу в балонах, запірно- пусковий пристрій з дистанційним керуванням, яке відповідає за зберігання та випуск газу; - модуль 2 - магістральний і розподільні трубопроводи, розподільні пристрої для подачі газу в необхідному напрямку і вентилі на трубопроводах для подачі газу всередину резервуара; - модуль З - сповіщувачі пожежі, включаючи датчики, прилади збору, перетворення і передачі сигналів датчиків в модуль 4; - модуль 4 - блок керування запірно-пусковим пристроєм модуля 1 за сигналами сповіщувачів пожежі модуля З і передачею сигналу про спрацьовування на панель візуалізації та сигналізації обладнання.Z Various automatic systems of gas fire extinguishing in closed tanks with flammable liquid are known. For example, modular installations (see RF patent Mo 2615973, application Mo 2015152550 dated 08.12.2015, published on 11.04.2017, IPC Ab2S 2/00). Such systems almost always contain the following four modules: - module 1 - a device for long-term storage under high pressure of gaseous extinguishing agent (gas), including a rack on which high-pressure cylinders with inert gas are installed, safety and switching valves, pressure control devices and/ or scales of gas in cylinders, a shut-off device with remote control, which is responsible for gas storage and release; - module 2 - main and distribution pipelines, distribution devices for supplying gas in the required direction and valves on pipelines for supplying gas into the tank; - module C - fire detectors, including sensors, devices for collecting, converting and transmitting sensor signals to module 4; - module 4 - the control unit of the locking-starting device of module 1 according to the signals of the fire detectors of module C and the transmission of the activation signal to the visualization and signaling panel of the equipment.
У разі першого типу причин виникнення пожежі такі системи досить ефективно гасять і локалізують пожежу в межах резервуара, щоб не допустити його поширення на розташоване поруч обладнання.In the case of the first type of fire causes, such systems effectively extinguish and localize the fire within the tank to prevent its spread to nearby equipment.
У разі другого типу причин виникнення пожежі такі системи неефективні, оскільки відрізняються великою інерційністю і не захищають резервуар від вибуху при появі потужної електричної дуги.In the case of the second type of causes of fire, such systems are ineffective because they are characterized by great inertia and do not protect the tank from explosion in the event of a powerful electric arc.
У ряді випадків при малій енергії електричної дуги і короткому часі її горіння для уповільнення розкладання горючої рідини, замість звичайних мінеральних трансформаторних масел, наприклад, марки "Муйо 110Х" фірми "Мупаз, " використовують негорючі трансформаторні масла рослинного походження, наприклад, марки "ЕНЗтМ" фірми "Соорег".In some cases, with low energy of the electric arc and a short time of its burning, in order to slow down the decomposition of the flammable liquid, instead of ordinary mineral transformer oils, for example, the "Muyo 110X" brand of the "Mupaz" company, non-flammable transformer oils of vegetable origin are used, for example, the "ENZtM" brand company "Sooreg".
При цьому вибух резервуара від підвищення внутрішнього тиску затримується на час близько декількох мілісекунд. Цей час є недостатнім для ефективного спрацьовування систем газового пожежогасіння, проте міцності резервуара може бути достатньо для запобігання його розриву.At the same time, the explosion of the tank due to the increase in internal pressure is delayed for a time of about several milliseconds. This time is insufficient for the effective activation of gas extinguishing systems, but the strength of the tank may be sufficient to prevent it from bursting.
Для зменшення часу горіння електричної дуги і, відповідно, зменшення об'єму виділених горючих газів і зростання тиску для електричного устаткування, що знаходиться всередині бо резервуара з горючою рідиною, застосовують газовий і диференціальний струмовий захисти.Gas and differential current protections are used to reduce the burning time of an electric arc and, accordingly, to reduce the volume of released combustible gases and increase the pressure for electrical equipment located inside the tank with a flammable liquid.
Газовий захист містить пристрій, в якому накопичуються гази, що виділяються всередині резервуара, і при досягненні ними певного об'єму спрацьовує реле, формуючи сигнал на відключення електричного устаткування. Прикладом такого пристрою є газове реле ВЕ-80/0, що випускається серійно фірмою ЕМВ відповідно до стандарту ЕМ 50216.Gas protection contains a device that accumulates gases released inside the tank, and when they reach a certain volume, a relay is triggered, generating a signal to turn off the electrical equipment. An example of such a device is the VE-80/0 gas relay, which is serially produced by the EMV company in accordance with the EM 50216 standard.
Диференціальний струмовий захист містить пристрої, які порівнюють значення вхідних і вихідних струмів в електричному устаткуванні, та формує сигнал на відключення устаткування при перевищенні різниці струмів допустимих значень.Differential current protection contains devices that compare the values of input and output currents in electrical equipment, and generates a signal to turn off the equipment when the difference in currents exceeds the permissible values.
Наявність газового і диференціального струмового захистів є обов'язковим відповідно до вимог міжнародних і національних стандартів. При спрацьовуванні одного з захистів відбувається відключення устаткування від напруги мережі за допомогою вимикачів. Однак, вимикачі містять механічні елементи, які мають певну інерційність, сповільнюють відключення і при великій потужності дуги час її горіння залишається достатнім для утворення такого об'єму і тиску горючих газів, яке може призвести до вибуху і великих руйнувань електричного устаткування всередині резервуара.The presence of gas and differential current protection is mandatory in accordance with the requirements of international and national standards. When one of the protections is activated, the equipment is disconnected from the mains voltage with the help of switches. However, circuit breakers contain mechanical elements that have a certain inertia, slow down disconnection, and with high arc power, its burning time remains sufficient for the formation of such a volume and pressure of combustible gases, which can lead to an explosion and major destruction of electrical equipment inside the tank.
При збільшенні енергії електричної дуги і/або часу її горіння для запобігання розриву резервуара при підвищенні в ньому тиску на резервуарі встановлюють механічні клапани скидання тиску. Ці клапани мають пружини, які забезпечують закриття кришки клапана в номінальному стані і відкриття кришки при перевищенні на задану величину різниці тиску зовні і всередині клапана. Наприклад, фірма Омаїйто! випускає клапани скидання тиску типу І РАС іWhen the energy of the electric arc increases and/or the time it burns, mechanical pressure relief valves are installed on the tank to prevent the rupture of the tank when the pressure in it increases. These valves have springs that ensure the closing of the valve cover in the nominal state and the opening of the cover when the pressure difference outside and inside the valve is exceeded by a given amount. For example, the Omaiyto! releases pressure relief valves of type I RAS and
ХРВАО на перевищення тиску в 50 бар і 80 бар. Установка клапанів скидання тиску передбачена вимогами міжнародних стандартів і є обов'язковою для резервуарів, що містять потужне високовольтне електричне устаткування. Однак, як показує практика, в цьому устаткуванні можуть виникати електричні дуги великої потужності, які створюють таке швидке зростання тиску, що механічні пружини клапана не встигають зреагувати. Це призводить до затримки скидання тиску, вибуху і розриву резервуара.HRVAO for exceeding the pressure of 50 bar and 80 bar. The installation of pressure relief valves is stipulated by the requirements of international standards and is mandatory for tanks containing powerful high-voltage electrical equipment. However, as practice shows, electric arcs of great power can occur in this equipment, which create such a rapid increase in pressure that the mechanical springs of the valve do not have time to react. This leads to delayed pressure release, explosion and rupture of the tank.
У разі розгерметизації резервуара при вибуху і відповідному зменшенні тиску горюча рідина з розширювача зворотним потоком надходить в резервуар, збільшуючи обсяг пожежі. Для усунення цього явища і, відповідно, зменшення обсягу пожежі в трубопроводі розширювача встановлюють електромагнітний або механічний клапан, призначений для відсікання горючоїIn the case of depressurization of the tank during an explosion and the corresponding decrease in pressure, the flammable liquid from the expander flows back into the tank, increasing the volume of the fire. To eliminate this phenomenon and, accordingly, reduce the volume of fire, an electromagnetic or mechanical valve is installed in the pipeline of the expander, designed to cut off combustible
Зо рідини в розширювачі від горючої рідини в резервуарі. Прикладом таких відсічних клапанів можуть служити клапани марки НОВ фірми СОМЕМ (м/мли.сотет.сот). Установка відсічних клапанів передбачена вимогами міжнародних стандартів і є обов'язковою для резервуарів, що містять потужне високовольтне електричне устаткування. Відсічні клапани сприяють зменшенню обсягу пожежі, але не попереджають їх виникнення.From the liquid in the expander from the flammable liquid in the tank. An example of such shut-off valves can be valves of the NOV brand of the SOMEM company (m/ml.sotet.sot). The installation of shut-off valves is stipulated by the requirements of international standards and is mandatory for tanks containing powerful high-voltage electrical equipment. Shut-off valves contribute to reducing the volume of fire, but do not prevent their occurrence.
Відома система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі, індійської фірми "СІТІЕР МАНУФАКТУРІНГ ІНДАСТРІС ЛІМІТЕД, ІМ" (див. патент України Мо 90554 з конвенційним пріоритетом від 16.11.2005 р, ІМ 1425/МОМ/2005, опубл. 25.12.2008 р., МПК НО ІГР 27/00, НО2Р 13/00 і патент України Ме 99843 з конвенційним пріоритетом від 01.01.2008 р.,The well-known explosion and fire prevention system of high-voltage electrical equipment, which is located in a closed tank filled with flammable liquid, of the Indian company "CITIER MANUFACTURING INDUSTRIES LIMITED, IM" (see patent of Ukraine Mo 90554 with convention priority dated 11/16/2005, IM 1425/MOM/ 2005, published on 12/25/2008, IPC NO IGR 27/00, НО2Р 13/00 and Ukrainian patent Me 99843 with convention priority from 01/01/2008,
ІМ 00010/МИОМ/2008, опубл. 10.10.2012 р. МПК НОТЕ 27/00, НО2гН 7/04, 9/00), яка містить одночасно автоматичну установку газового пожежогасіння і електромагнітний клапан скидання тиску. Електромагнітний клапан спрацьовує по сигналу блока керування. За цим сигналом починає працювати і установка газового пожежогасіння, подаючи інертний газ (наприклад, азот) в нижню частину резервуара з електроустаткуванням. Формування керуючого сигналу проводиться за умови надходження сигналів від кожного з трьох сповіщувачів вибуху. Як перший сповіщувач в системі використовують електричні сенсорні реле, встановлені на вході і виході обмотки електроустаткування, які спрацьовують при перевищенні встановлених допустимих значень різниці струмів на вході і виході. Як другий сповіщувач в системі використовують газове реле, яке спрацьовує при перевищенні заданих допустимих значень об'єму накопиченого газу. Як третій сповіщувач використовують вимикач, який відключає електроустаткування від напруги.IM 00010/MYOM/2008, publ. 10.10.2012 IPC NOTE 27/00, НО2гН 7/04, 9/00), which simultaneously contains an automatic gas fire extinguishing system and an electromagnetic pressure relief valve. The solenoid valve is triggered by a signal from the control unit. According to this signal, the gas fire extinguishing installation starts working, supplying inert gas (for example, nitrogen) to the lower part of the tank with electrical equipment. The formation of the control signal is carried out on the condition that signals are received from each of the three explosion detectors. As the first detector in the system, electric sensor relays installed at the input and output of the windings of electrical equipment are used, which are triggered when the set permissible values of the difference in currents at the input and output are exceeded. As a second detector in the system, a gas relay is used, which is activated when the specified permissible values of the volume of accumulated gas are exceeded. A switch is used as the third detector, which disconnects the electrical equipment from the voltage.
Зазначена відома система має такі недоліки.This known system has the following disadvantages.
По-перше, електричні сенсорні реле, що містяться в системі, дублюють пристрої диференціального струмового захисту. При цьому їх додаткова установка, як сповіщувачів вибуху, не потрібна. По-друге, додаткове газове реле - сповіщувач вибуху, дублює вже наявні на електроустаткуванні відповідно до вимог стандартів газові реле і їх додаткова установка також не потрібна. Крім того, накопичення газів у газовому реле відбувається набагато повільніше, ніж зростання тиску в резервуарі при горінні в ньому електричної дуги з-за малого діаметра і, відповідно, великого гідравлічного опору трубопроводу, що підводить горючу рідину 60 до газового реле. По-третє, використання для початку скидання тиску сигналу про спрацьовування вимикача, з-за наявності в конструкції вимикача інерційних механічних вузлів призводить до затримки роботи електромагнітного клапана скидання тиску. По-четверте, у ряді випадків, наприклад, при коротких замиканнях в мережі, що живить електричне устаткування, яке знаходиться в резервуарі, може спрацювати диференціальний струмовий і газовий захисті, відповідно, вимикач, але устаткування при цьому не пошкодиться або пошкодиться незначно без розриву резервуара. Це пояснюється тим, що при проєктуванні і виготовленні цього електричного устаткування та резервуара пред'являються високі вимоги до їх механічної та електричної міцності. Подача сигналу керування на клапан для розкриття резервуара і скидання горючої рідини, а також початок вкидання газу в резервуар в цих випадках буде хибним.First, the electrical sensor relays contained in the system duplicate the differential current protection devices. At the same time, their additional installation as explosion detectors is not required. Secondly, the additional gas relay - the explosion detector, duplicates the gas relays already available on the electrical equipment in accordance with the requirements of the standards, and their additional installation is also not required. In addition, the accumulation of gases in the gas relay occurs much more slowly than the increase in pressure in the tank during the burning of an electric arc in it due to the small diameter and, accordingly, the large hydraulic resistance of the pipeline that brings the flammable liquid 60 to the gas relay. Thirdly, the use of a switch activation signal to initiate pressure relief, due to the presence of inertial mechanical assemblies in the circuit breaker design, leads to a delay in the operation of the pressure relief solenoid valve. Fourthly, in a number of cases, for example, in the case of short circuits in the network that feeds the electrical equipment located in the tank, the differential current and gas protection, respectively, the circuit breaker, may trip, but the equipment will not be damaged or will be damaged slightly without rupture of the tank . This is explained by the fact that during the design and manufacture of this electrical equipment and tank, high requirements are placed on their mechanical and electrical strength. The supply of a control signal to the valve to open the tank and dump the flammable liquid, as well as the start of gas injection into the tank in these cases will be false.
Відома система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі (див. патент МУ09712379 з конвенційним пріоритетом від 28.09.1995 р., ЕВН19950011386, опубл. 27.09.1996 р., МПК НОТ Е 27/12, 27/14, 27/40, НО2Н 5/06, 5/08, 7/04). Ця система також містить одночасно і установку газового пожежогасіння, і пристрій скидання тиску у вигляді електромагнітного клапана. На відміну від попередньої відомої системи, початок скидання тиску і подачу газу в резервуар в цій системі проводять при перевищенні допустимих значень датчиків тиску. Датчики тиску встановлені на зовнішній поверхні резервуара і з'єднані з блоком керування.A well-known explosion and fire prevention system for high-voltage electrical equipment located in a closed tank filled with flammable liquid (see patent MU09712379 with conventional priority dated September 28, 1995, EVN19950011386, published September 27, 1996, IPC NOT E 27/12, 27/14, 27/40, НО2Н 5/06, 5/08, 7/04). This system also contains both a gas fire extinguishing system and a pressure relief device in the form of an electromagnetic valve. Unlike the previous known system, the beginning of pressure relief and gas supply to the tank in this system is carried out when the permissible values of the pressure sensors are exceeded. Pressure sensors are installed on the outer surface of the tank and connected to the control unit.
Відома також аналогічна система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі (див. патент РФ Мо 215352 з конвенційним пріоритетом від 28.09.1995, ЕВ 95 11386, опубл. 17.10.2003 р., МПК НО2Н 7/04, 5/06, 5/08, НОТЕ 27/12), в якій початок скидання тиску і вкидання азоту в резервуар здійснюється не тільки при перевищенні допустимих значень сповіщувачів - датчиків тиску, але і сповіщувачів - датчиків диму і температури з витримкою 20- 30 секунд.A similar explosion and fire prevention system for high-voltage electrical equipment located in a closed tank filled with a flammable liquid is also known (see RF patent Mo 215352 with conventional priority dated 09/28/1995, ЕВ 95 11386, publ. 10/17/2003, IPC НО2Н 7 /04, 5/06, 5/08, NOTE 27/12), in which the beginning of pressure relief and nitrogen injection into the tank is carried out not only when the permissible values of the detectors - pressure sensors are exceeded, but also of the detectors - smoke and temperature sensors with a delay of 20 - 30 seconds.
Недоліком цих систем є тривалий час спрацьовування. Коли тиск і, тим більше, задимленість і температура на зовнішній поверхні резервуара досягне неприпустимих для резервуара значень, резервуар може вибухнути і пошкодження електричного устаткування всередині резервуара вже будуть значними.The disadvantage of these systems is a long activation time. When the pressure and, even more so, the smoke and temperature on the outer surface of the tank reaches unacceptable values for the tank, the tank may explode and the damage to the electrical equipment inside the tank will already be significant.
Найбільш близькою за технічною суттю і технічним результатом, що досягається, доThe closest in terms of technical essence and technical result that is achieved to
Зо заявленого технічного рішення є система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі, спорядженому принаймні одним знімним люком, розширювачем і технологічними трубопроводами, що містить: - пристрій скидання тиску в резервуарі, який включає механічний клапан і мембрану, що руйнується, з відповідними датчиками спрацьовування, з'єднаними з пристроєм, який відключає високовольтне електричне устаткування, і труби для відведення горючої рідини в безпечне місце; - клапан, розміщений в трубопроводі розширювача, призначений для відсікання горючої рідини в розширювачі від резервуара при скиданні тиску; - модульну установку автоматичного газового пожежогасіння, яка включає ємність для вогнегасного газу, електромагнітний клапан для випуску вогнегасного газу з ємності, магістральний і розподільний трубопроводи для вводу газу в резервуар, блок керування (див. патент РФ Мо2263989 з конвенційним пріоритетом від 22.03.1999, ЕВ 99/03534, опубл. 10.11.2005 р., МПК 0127/14, 27/40).From the declared technical solution, there is an explosion and fire prevention system of high-voltage electrical equipment, which is located in a closed tank filled with a flammable liquid, equipped with at least one removable hatch, an expander and technological pipelines, containing: - a pressure relief device in the tank, which includes a mechanical valve and a membrane , which is collapsing, with appropriate trigger sensors connected to a device that disconnects high-voltage electrical equipment, and pipes to divert flammable liquid to a safe place; - the valve placed in the pipeline of the expander is designed to cut off the combustible liquid in the expander from the tank when the pressure is released; - a modular installation of automatic gas fire extinguishing, which includes a container for fire-extinguishing gas, an electromagnetic valve for releasing fire-extinguishing gas from the container, main and distribution pipelines for entering gas into the tank, a control unit (see patent of the Russian Federation Mo2263989 with conventional priority dated 22.03.1999, ЕВ 99/03534, published on November 10, 2005, IPC 0127/14, 27/40).
Як вогнегасний газ використовують азот, а як мембрану, що руйнується, - мембрану з вбудованим детектором на розрив, яка складається з зон різної товщини і руйнується при динамічному впливі тиску. Підбором товщин і розташуванням зон різної товщини мембрани досягають повне без фрагментацій її розкриття при перевищенні заданої величини тиску. За сигналом детектора, що реагує на розрив мембрани, установка газового пожежогасіння починає вкидання азоту в резервуар.Nitrogen is used as a fire-extinguishing gas, and a membrane with a built-in rupture detector is used as a destructible membrane, which consists of zones of different thicknesses and is destroyed under the dynamic influence of pressure. By selecting the thicknesses and arranging the zones of different thicknesses, the membrane achieves its complete opening without fragmentation when the specified pressure value is exceeded. According to the signal of the detector, which reacts to the rupture of the membrane, the gas fire extinguishing installation starts throwing nitrogen into the tank.
Відоме технічне рішення характеризується такими недоліками.The known technical solution is characterized by the following shortcomings.
Об'єм генерованих електричною дугою горючих газів, що створюють надлишковий тиск у резервуарі, суттєво перевершує об'єм горючої рідини, що скидається з резервуара, через мембрану, що руйнується, що не дозволить знизити тиск до безпечного і призводить до додаткових руйнувань високовольтного устаткування. В той же час, збільшення кількості мембран або їх площі у відомій системі обмежена можливостями резервуара, оскільки необхідно додаткове збільшення площі та кількості люків для установки мембран, що, у більшості конструкцій резервуарів, практично неможливо.The volume of combustible gases generated by the electric arc, creating excess pressure in the tank, significantly exceeds the volume of flammable liquid discharged from the tank through the collapsing membrane, which will not allow the pressure to be reduced to a safe level and leads to additional destruction of high-voltage equipment. At the same time, increasing the number of membranes or their area in the known system is limited by the capacity of the tank, since an additional increase in the area and number of hatches for installing the membranes is required, which, in most tank designs, is practically impossible.
Вирішальну роль для вибору часу і допустимої величини тиску розкриття мембрани грає бо урахування реальної конструкції резервуара і високовольтного устаткування в ньому,A decisive role in choosing the time and permissible value of the membrane opening pressure is played by taking into account the real design of the tank and the high-voltage equipment in it,
включаючи об'єм горючої рідини, параметри пружної деформації стінок резервуара, ймовірну потужність електричної дуги, на яку розрахований захист від вибуху. Однак, використовувана в прототипі конструкція мембран із зміною товщини її різних зон складна, трудомістка і реально не забезпечує виготовлення мембран з індивідуальними характеристиками.including the volume of the combustible liquid, the parameters of the elastic deformation of the tank walls, the probable power of the electric arc, for which the explosion protection is calculated. However, the design of the membranes used in the prototype with a change in the thickness of its various zones is complex, time-consuming and does not really ensure the manufacture of membranes with individual characteristics.
Сигнал на відключення високовольтного устаткування від системи в прототипі надходить від датчика розриву мембрани, тобто при досягненні небезпечного тиску і розкриття резервуара, а не до його розкриття. Це призводить до відповідного запізнювання відключення устаткування, більш тривалого горіння дуги і великих руйнувань цього устаткування.The signal to disconnect the high-voltage equipment from the system in the prototype comes from the membrane rupture sensor, that is, when a dangerous pressure is reached and the tank is opened, and not before it is opened. This leads to a corresponding delay in turning off the equipment, longer burning of the arc and major destruction of this equipment.
Сигнал на початку подачі вогнегасного газу в резервуар в прототипі відбувається з великим запізненням, після перевищення показань датчиків температури, встановлених на зовнішній поверхні резервуара, що також призводить до додаткових руйнувань устаткування.The signal at the beginning of the supply of fire-extinguishing gas to the tank in the prototype occurs with a long delay, after exceeding the readings of the temperature sensors installed on the outer surface of the tank, which also leads to additional destruction of the equipment.
Система не забезпечує захист від вибуху парів горючої рідини і горючих газів у наявних в прототипі декомпресійній камері і баку відділення газів від масла, так як до спрацьовування системи в цих порожнинах знаходиться повітря, що призводить до утворення вибухонебезпечної суміші і великої ймовірності виникнення пожежі.The system does not provide protection against the explosion of combustible liquid vapors and combustible gases in the decompression chamber and tank for separating gases from oil in the prototype, as there is air in these cavities before the system is activated, which leads to the formation of an explosive mixture and a high probability of fire.
Система подачі азоту в масляний бак здійснюється з додатковою затримкою у зв'язку з тим, що розподільний трубопровід сполучається з горючою рідиною резервуара і має великий гідравлічний опір, який необхідно подолати азоту при вкиданні в резервуар.The system of supplying nitrogen to the oil tank is carried out with an additional delay due to the fact that the distribution pipeline is connected to the combustible liquid of the tank and has a large hydraulic resistance, which must be overcome by the nitrogen when it is thrown into the tank.
Система вимагає великих витрат при її використанні для резервуарів, що містять високовольтне устаткування, які вже знаходяться в експлуатації. Це пояснюється необхідністю виконання трудомістких і вибухонебезпечних зварювальних робіт на резервуарі для встановлення окремих вузлів системи і необхідністю наявності спеціальних додаткових місць для установки декомпресійної камери і спеціального бака відділення горючих газів від горючої рідини.The system requires large costs when it is used for tanks containing high-voltage equipment that are already in operation. This is explained by the need to perform time-consuming and explosive welding work on the tank to install individual components of the system and the need to have special additional places for installing a decompression chamber and a special tank for separating combustible gases from combustible liquid.
Таким чином, відома система має недостатню ефективність за рахунок високого порога спрацьовування системи і, як наслідок, низьку надійність, складність установки і високу вартість системи.Thus, the known system has insufficient efficiency due to a high system activation threshold and, as a result, low reliability, installation complexity and high system cost.
В основу винаходу поставлена задача удосконалення системи попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненомуThe invention is based on the task of improving the explosion and fire prevention system of high-voltage electrical equipment located in a closed, filled
Зо горючою рідиною резервуарі, в якій шляхом введення нових елементів і нового конструктивного виконання елементів забезпечується підвищення ефективності за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи. При цьому, поріг спрацьовування системи визначається часом спрацьовування датчиків-сповіщувачів про наявність небезпечної для вибуху ситуації, часом реагування системи на сигнали датчиків-сповіщувачів про відключення високовольтного устаткування і припинення горіння електричної дуги всередині резервуара, швидкістю скидання тиску і об'єму горючих газів всередині резервуара, швидкістю і об'ємом вогнегасного газу, який вкидається в резервуар для попередження пожежі, швидкістю і об'ємом газу, що попереджає утворення вибухонебезпечної суміші і, відповідно, пожежі при контакті горючих газів, що скидаються з повітрям.With a combustible liquid tank, in which, by introducing new elements and a new structural design of the elements, an increase in efficiency is ensured due to a reduction in the system's activation threshold and, as a result, an increase in reliability, simplification and cost reduction of the system. At the same time, the system activation threshold is determined by the activation time of the sensors-notifiers about the presence of an explosive situation, the time of the system's response to the signals of the sensors-notifiers about the disconnection of the high-voltage equipment and the cessation of the burning of the electric arc inside the tank, the rate of pressure release and the volume of combustible gases inside the tank , the speed and volume of fire-extinguishing gas, which is thrown into the tank to prevent a fire, the speed and volume of gas that prevents the formation of an explosive mixture and, accordingly, a fire upon contact of combustible gases released with air.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомій системі попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування, що знаходиться в закритому заповненому горючою рідиною резервуарі, оснащеному, принаймні одним знімним люком, розширювачем і технологічними трубопроводами, що містить: - пристрій скидання тиску в резервуарі, який включає механічний клапан і мембрану, що руйнується, з відповідними датчиками спрацьовування, з'єднаними з пристроєм, який відключає високовольтне електричне устаткування, і труби для відведення горючої рідини в безпечне місце; - клапан, розміщений в трубопроводі розширювача, призначений для відсікання горючої рідини в розширювачі від резервуара при скиданні тиску; - модульну установку автоматичного газового пожежогасіння, яка включає ємність для вогнегасного газу, електромагнітний клапан для випуску вогнегасного газу з ємності, магістральний і розподільний трубопровід для вводу газу в резервуар, блок керування; новим є те, що система додатково містить: - встановлені хоча б на одному знімному люку резервуара через додатково встановлений колектор, принаймні дві мембрани, що руйнуються, виконані з насічками, які забезпечують можливість руйнування при певному динамічному тиску в резервуарі і сполучені, відповідно, з датчиками їх розриву; - принаймні одне реле, що спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску горючої бо рідини всередині резервуара, з'єднане з блоком керування, електромагнітним клапаном для випуску вогнегасного газу з ємності модульної установки автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування; - принаймні одне реле, що спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, з'єднане з блоком керування, електромагнітним клапаном для випуску вогнегасного газу з ємності модульної установки автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування; - принаймні один додатковий електромагнітний клапан і послідовно з'єднані 3 ним додатковий зворотний механічний клапан і ручний вентиль, встановлені на вході розподільного трубопроводу установки пожежогасіння в резервуар, які забезпечують відсутність витоку вогнегасного газу в розподільному трубопроводі, причому електромагнітний клапан з'єднаний з блоком керування; - принаймні один додатковий розподільний трубопровід, що з'єднує установку газового пожежогасіння з трубами для відведення горючої рідини в безпечне місце.The task is solved by the fact that in the known explosion and fire prevention system of high-voltage electrical equipment located in a closed tank filled with flammable liquid, equipped with at least one removable hatch, expander and process pipelines, which contains: - a pressure relief device in the tank, which includes a mechanical valve and a collapsible membrane with appropriate trigger sensors connected to a device that disconnects high-voltage electrical equipment and pipes to divert the flammable liquid to a safe place; - the valve placed in the pipeline of the expander is designed to cut off the combustible liquid in the expander from the tank when the pressure is released; - a modular installation of automatic gas fire extinguishing, which includes a container for fire-extinguishing gas, an electromagnetic valve for releasing fire-extinguishing gas from the container, a main and distribution pipeline for entering gas into the tank, a control unit; the new thing is that the system additionally contains: - installed on at least one removable hatch of the tank through an additionally installed collector, at least two destructible membranes, made with notches, which ensure the possibility of destruction at a certain dynamic pressure in the tank and connected, accordingly, with sensors of their rupture; - at least one relay that is triggered when the rate of increase in the pressure of the combustible liquid inside the tank is exceeded, connected to the control unit, the electromagnetic valve for the release of extinguishing gas from the capacity of the modular installation of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment; - at least one relay that is activated when the temperature of the combustible liquid inside the tank is exceeded, connected to the control unit, the electromagnetic valve for the release of extinguishing gas from the capacity of the modular installation of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment; - at least one additional solenoid valve and 3 additional non-return mechanical valves and a manual valve connected in series with it, installed at the entrance of the distribution pipeline of the fire extinguishing installation to the tank, which ensure the absence of leakage of extinguishing gas in the distribution pipeline, and the electromagnetic valve is connected to the control unit ; - at least one additional distribution pipeline connecting the installation of gas fire extinguishing with pipes for the removal of flammable liquid to a safe place.
Новим також є те, що реле, що спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску, встановлено на додатковому колекторі з мембранами.What is also new is that the relay, which is activated when the rate of pressure increase is exceeded, is installed on an additional collector with membranes.
Новим також є те, що реле, що спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, встановлено на додатковому колекторі з мембранами.What is also new is that the relay, which is activated when the temperature of the combustible liquid inside the tank is exceeded, is installed on an additional collector with membranes.
Новим також є те, що принаймні один вхід розподільного трубопроводу установки газового пожежогасіння в резервуар виконаний на знімному люку резервуара.It is also new that at least one entrance of the distribution pipeline of the gas fire extinguishing installation into the tank is made on the removable hatch of the tank.
Новим також є те, що принаймні один кінець розподільного трубопроводу установки газового пожежогасіння з'єднаний з принаймні однією трубою технологічного трубопроводу резервуара за допомогою встановленого на цьому кінці додаткового трійника, на першому і другому кінцях якого додатково встановлені послідовно ручний вентиль, зворотний механічний клапан і додатковий електромагнітний клапан, з'єднаний з блоком керування.It is also new that at least one end of the distribution pipeline of the gas fire extinguishing installation is connected to at least one pipe of the process pipeline of the tank by means of an additional tee installed at this end, at the first and second ends of which are additionally installed in series a manual valve, a non-return mechanical valve and an additional solenoid valve connected to the control unit.
Новим також є те, що клапан скидання тиску встановлений на одному з кінців колектора з мембранами, що руйнуються.Also new is that a pressure relief valve is mounted on one end of the manifold with collapsible membranes.
Новим також є те, що система додатково містить віддалену панель візуалізації і звукової сигналізації, з'єднану з блоком керування по дротових і/або бездротових каналах.What is also new is that the system additionally includes a remote visualization and sound alarm panel connected to the control unit via wired and/or wireless channels.
Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак технічного рішення, щоCause-and-effect relationship between a set of essential features of a technical solution that
Зо заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що нові ознаки, а саме те, що система додатково містить: - встановлені хоча б на одному знімному люку резервуара через додатково встановлений колектор, принаймні дві мембрани, що руйнуються, виконані з насічками, які забезпечують можливість руйнування при певному динамічному тиску в резервуарі і сполучені, відповідно, з датчиками їх розриву; - принаймні одне реле, що спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску горючої рідини всередині резервуара, з'єднане з блоком керування, електромагнітним клапаном для випуску вогнегасного газу з ємності модульної установки автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування; - принаймні одне реле, що спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, з'єднане з блоком керування, електромагнітним клапаном для випуску вогнегасного газу з ємності модульної установки автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування; - принаймні один додатковий електромагнітний клапан і послідовно з'єднані з ним додатковий зворотний механічний клапан і ручний вентиль, встановлені на вході розподільного трубопроводу установки пожежогасіння в резервуар, які забезпечують відсутність витоку вогнегасного газу в розподільному трубопроводі, причому електромагнітний клапан з'єднаний з блоком керування; - принаймні один додатковий розподільний трубопровід, що з'єднує установку газового пожежогасіння з трубами для відведення горючої рідини в безпечне місце; у сукупності з відомими ознаками забезпечують підвищення ефективності за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.It is claimed, and the technical result achieved is that the new features, namely that the system additionally contains: - installed on at least one removable hatch of the tank through an additionally installed collector, at least two collapsible membranes made of notches that provide the possibility of destruction at a certain dynamic pressure in the tank and are connected, accordingly, with sensors of their rupture; - at least one relay that is triggered when the rate of increase of the pressure of the combustible liquid inside the tank is exceeded, connected to the control unit, the electromagnetic valve for the release of extinguishing gas from the capacity of the modular installation of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment; - at least one relay that is activated when the temperature of the combustible liquid inside the tank is exceeded, connected to the control unit, the electromagnetic valve for the release of extinguishing gas from the capacity of the modular installation of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment; - at least one additional solenoid valve and an additional non-return mechanical valve and a manual valve connected in series with it, installed at the entrance of the distribution pipeline of the fire extinguishing installation to the tank, which ensure the absence of leakage of extinguishing gas in the distribution pipeline, and the electromagnetic valve is connected to the control unit ; - at least one additional distribution pipeline connecting the installation of gas fire extinguishing with pipes for the removal of flammable liquid to a safe place; in combination with known features provide increased efficiency due to lowering the system activation threshold and, as a result, increasing reliability, simplifying and reducing the cost of the system.
Наявність додатково встановленого колектора, який витримує високий динамічний і статичний тиск, не менший, ніж резервуар, на наявному на резервуарі знімному люку дозволяє збільшити кількість мембран і, відповідно, їх сумарну площу без збільшення числа люків на резервуарі. Це підвищує швидкість і об'єм скидання горючої рідини з резервуара, тобто знижується час дії високого тиску на поверхню резервуара при горінні в ньому електричної дуги.The presence of an additionally installed collector that can withstand high dynamic and static pressure, no less than the tank, on the removable hatch on the tank allows to increase the number of membranes and, accordingly, their total area without increasing the number of hatches on the tank. This increases the speed and volume of discharge of flammable liquid from the tank, that is, the time of high pressure on the surface of the tank when an electric arc burns in it is reduced.
За рахунок цього знижується поріг спрацьовування системи і, як наслідок, підвищується її 60 надійність і ефективність.Due to this, the system activation threshold is reduced and, as a result, its reliability and efficiency increases.
Наявність мембран, у яких тиск розриву і фрагментарність розкриття регулюється не товщиною і розташуванням окремих зон, а спеціальними насічками заданої форми, глибини і траєкторій, які наносяться на поверхню мембрани при її виготовленні за допомогою приладів з програмним керуванням, знижує вартість мембрани і дозволяє виготовляти її за індивідуальними технічними вимогами, які враховують податливість до деформацій реальної конструкції резервуара при зростанні в ньому тиску за рахунок горіння електричної дуги. Такі мембрани технологічні у виготовленні, надійні, не дорогі і випускаються серійно. Наприклад, мембрани серії КОВ--А2АМУ/ німецької фірми Кетбе (м/млигетрбре.де) укомплектовані датчиками їх розриву та аксесуарами для фланцевого кріплення. Завдяки урахуванню реальної конструкції резервуара при виготовленні мембрани підвищується надійність і ефективність її спрацьовування і, як наслідок, підвищується надійність і ефективність системи, забезпечується її спрощення і здешевлення.The presence of membranes in which the burst pressure and fragmentation of the opening is regulated not by the thickness and location of individual zones, but by special notches of a given shape, depth and trajectory, which are applied to the surface of the membrane during its manufacture using software-controlled devices, reduces the cost of the membrane and allows its manufacture according to individual technical requirements, which take into account the susceptibility to deformations of the real structure of the tank when the pressure in it increases due to the burning of the electric arc. Such membranes are technological in production, reliable, inexpensive and mass-produced. For example, the membranes of the KOV--A2AMU/ series of the German company Ketbe (m/mlygetrbre.de) are equipped with their rupture sensors and accessories for flange mounting. Due to taking into account the real design of the tank during the manufacture of the membrane, the reliability and efficiency of its operation increases and, as a result, the reliability and efficiency of the system increases, its simplification and cost reduction are ensured.
Наявність додатково встановленого реле, яке спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску горючої рідини всередині резервуара, дозволяє для виявлення небезпеки вибуху і пожежі використовувати не тільки датчики, що реагують на наслідки вибуху або пожежі (датчики розриву мембрани), але і датчики, основані на явищах, що проявляються до вибуху і пожежі. Таким реле, наприклад, є реле швидкого зростання тиску марки 900 ВРАВ або 9030The presence of an additionally installed relay, which is activated when the rate of increase of the pressure of the combustible liquid inside the tank is exceeded, allows not only sensors that respond to the consequences of an explosion or fire (membrane rupture sensors), but also sensors based on phenomena to be used to detect the danger of explosion and fire. that appear before explosion and fire. Such a relay, for example, is a rapid pressure rise relay of the 900 VRAV or 9030 brand
ЕРМ фірми Омпаїйго! (мили. диаІйгоісогр.сот). Це дозволяє більш надійно запобігти розриву резервуара і його розгерметизації, знижує обсяг руйнувань устаткування всередині резервуара.ERM of the Ompaiygo company! (miles. diaIygoisogr.sot). This makes it possible to more reliably prevent the rupture of the tank and its depressurization, reduces the amount of damage to the equipment inside the tank.
Наявність додатково встановленого в безпосередній близькості від мембрани швидкодіючого реле перевищення температури горючої рідини дозволяє дати сигнал про початок вкидання в резервуар вогнегасного газу з модульної автоматичної установки газового пожежогасіння на більш ранній стадії розвитку пожежі, ніж датчики температур, встановлені в прототипі на поверхні резервуара. Наприклад, може бути використано реле моделі ТП-2088/10 російської фірми "Елемер" (ммлму.еІетег.пи), встановлене в колекторі в безпосередній близькості від мембрани. При розриві мембрани високотемпературна суміш горючих газів, утворених електричною дугою, потрапить в район мембрани, що забезпечить швидке спрацьовування реле температури, встановленого поруч. Це забезпечує підвищення ефективності за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.The presence of an additional high-speed relay installed in the immediate vicinity of the membrane for exceeding the temperature of the combustible liquid makes it possible to give a signal about the start of throwing fire-extinguishing gas into the tank from a modular automatic gas fire extinguishing system at an earlier stage of fire development than the temperature sensors installed in the prototype on the surface of the tank. For example, a relay model TP-2088/10 of the Russian company "Elemer" (mmlmu.eIeteg.py), installed in the collector in the immediate vicinity of the membrane, can be used. When the membrane ruptures, the high-temperature mixture of combustible gases formed by the electric arc will enter the membrane area, which will ensure the rapid activation of the temperature relay installed nearby. This provides an increase in efficiency due to a decrease in the system activation threshold and, as a result, an increase in reliability, simplification and cost reduction of the system.
Наявність додатково встановлених на вході розподільного трубопроводу установки пожежогасіння в резервуар послідовно з'єднаних додаткових клапанів (зворотного механічного, електромагнітного та ручного вентиля) дозволяє заздалегідь (до вибуху та пожежі) заповнити розподільний трубопровід вогнегасним газом без його витоку, а не горючою рідиною, як у прототипі. Для цих цілей можна використовувати, наприклад, механічний зворотний клапан і електромагнітний клапан італійської фірми МАБА5 моделей МІ6/АМОМ. С. - МІ6/ВМ М. б. (м/млу.тадав.й) і ручні бронзові вентилі хорватської фірми ОММіпаоїї моделей ОМУ-СМ ОМУ-The presence of additional valves (mechanical non-return, electromagnetic and manual valves) additionally installed at the entrance of the distribution pipeline of the fire extinguishing installation to the tank allows filling the distribution pipeline in advance (before an explosion and fire) with fire-extinguishing gas without its leakage, and not with a flammable liquid, as in prototypes For these purposes, you can use, for example, a mechanical non-return valve and an electromagnetic valve of the Italian company MABA5 models MI6/AMOM. S. - MI6/VM M. b. (m/mlu.tadav.y) and manual bronze valves of the Croatian firm OMMipaoii of OMU-SM OMU-
В1187 (улум.оту-іпаоїЇ.Нг). Заповнений вогнегасним газом розподільний трубопровід забезпечує більш швидке вкидання вогнегасного газу в резервуар без подолання великого гідравлічного опору горючої рідини, тобто забезпечує підвищення ефективності за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.B1187 (ulum.otu-ipaoyi.Ng). The distribution pipeline filled with fire-extinguishing gas ensures a faster injection of fire-extinguishing gas into the tank without overcoming the large hydraulic resistance of the combustible liquid, i.e. it provides an increase in efficiency due to a decrease in the system's activation threshold and, as a result, an increase in reliability, simplification and cost reduction of the system.
Наявність додаткового розподільного трубопроводу з запірною арматурою, що з'єднує труби для відведення горючої рідини з резервуара в безпечне місце з установкою газового пожежогасіння, забезпечує можливість безпосередньо в цих трубах погасити пожежу, яка може виникнути при контакті високотемпературної суміші горючих газів, що скидається з резервуара, і горючої рідини з повітрям. При цьому високотемпературна суміш охолоджується. Охолоджену суміш рідини і газу вже можна скидати не у спеціально встановлену додаткову ємність, як потрібно в прототипі, а в розміщену в грунті бетонну ємність, розташовану під або поруч з резервуаром. Наявність таких бетонних ємностей є обов'язковою вимогою багатьох стандартів з пожежної безпеки. Тому, така ємність практично завжди є або передбачається при будівництві та введенні в дію високовольтного устаткування. Це забезпечує підвищення ефективності і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.The presence of an additional distribution pipeline with a shut-off valve connecting the pipes for removing the flammable liquid from the tank to a safe place with the installation of gas fire extinguishing ensures the possibility to extinguish a fire directly in these pipes that may occur when the high-temperature mixture of combustible gases discharged from the tank comes into contact , and combustible liquid with air. At the same time, the high-temperature mixture is cooled. The cooled mixture of liquid and gas can already be discharged not into a specially installed additional container, as required in the prototype, but into a concrete container placed in the ground, located under or next to the tank. The presence of such concrete containers is a mandatory requirement of many fire safety standards. Therefore, such a capacity is almost always present or assumed during the construction and commissioning of high-voltage equipment. This provides an increase in efficiency and, as a result, an increase in reliability, simplification and reduction in the cost of the system.
Те, що реле, яке спрацьовує при перевищенні швидкості зростання тиску, і реле, яке спрацьовує при перевищенні температури горючої рідини всередині резервуара, встановлені на додатковому колекторі з мембранами, дозволяє, крім вказаних вище переваг, виконати монтаж цих пристроїв без проведення дорогих і пожежонебезпечних зварювальних робіт на резервуарі, так як патрубки для їх монтажу можна заздалегідь виготовити на поверхні колектора.The fact that the relay, which is activated when the rate of increase of pressure is exceeded, and the relay, which is activated when the temperature of the combustible liquid inside the tank is exceeded, are installed on an additional collector with membranes, allows, in addition to the above advantages, to install these devices without conducting expensive and fire-hazardous welding works on the tank, as the nozzles for their installation can be made in advance on the surface of the collector.
Те, що вхід розподільного трубопроводу установки газового пожежогасіння в резервуар 60 виконаний на знімному люку резервуара, дозволяє забезпечити введення розподільного трубопроводу в резервуар без проведення дорогих і пожежонебезпечних зварювальних робіт на резервуарі, так як патрубки для введення можна заздалегідь виготовити на окремому люку і встановити його на монтажі замість знімного люка резервуара.The fact that the entrance of the distribution pipeline of the gas fire extinguishing installation into the tank 60 is made on the removable hatch of the tank allows to ensure the introduction of the distribution pipeline into the tank without carrying out expensive and fire-hazardous welding work on the tank, since the inlet pipes can be made in advance on a separate hatch and installed on installation instead of a removable tank hatch.
Те, що, принаймні один кінець розподільного трубопроводу установки газового пожежогасіння з'єднаний з, принаймні однією трубою технологічного трубопроводу резервуара за допомогою встановленого на цьому кінці додаткового трійника, на першому і другому кінцях якого додатково встановлені послідовно ручний вентиль, зворотний механічний клапан і додатковий електромагнітний клапан, з'єднаний з блоком керування, дозволяє виконати додаткове введення вогнегасного газу в резервуар без виконання на ньому дорогих пожежонебезпечних зварювальних робіт. Скорочення на монтажі дорогих пожежонебезпечних зварювальних робіт і, відповідно, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи особливо актуально при монтажі системи на резервуарах, що вже знаходяться в експлуатації.The fact that at least one end of the distribution pipeline of the gas fire extinguishing installation is connected to at least one pipe of the process pipeline of the tank by means of an additional tee installed at this end, on the first and second ends of which a manual valve, a non-return mechanical valve and an additional electromagnetic valve are additionally installed in series the valve connected to the control unit allows additional introduction of fire-extinguishing gas into the tank without performing expensive fire-hazardous welding work on it. A reduction in the installation of expensive fire-hazardous welding works and, accordingly, an increase in reliability, simplification and cost reduction of the system is especially relevant when installing the system on tanks that are already in operation.
Те, що клапан скидання тиску встановлений на одному з кінців колектора з мембранами, що руйнуються, дозволяє при досить високій потужності електричної дуги створити такий високий тиск, який відкриє і клапан, і мембрану, забезпечивши додаткову площу для скидання горючої рідини. У разі повільного наростання тиску спрацює тільки клапан, а мембрани не спрацюють, оскільки вони розраховані на перевищення динамічного, а не статистичного тиску. При цьому колектор виготовляється так, щоб він одночасно витримував статичний і динамічний тиск, більший, ніж витримує резервуар. Як такий клапана можна використовувати, наприклад, клапани марки ХРАЮО або ІРНАВО, що серійно випускаються фірмою /Опаїйкої (м/мли.диаїйгоЇІсогр.сот). Це забезпечує підвищення ефективності за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.The fact that the pressure relief valve is installed on one of the ends of the collector with collapsible membranes allows, with a sufficiently high power of the electric arc, to create such a high pressure that will open both the valve and the membrane, providing an additional area for discharging the flammable liquid. In the case of a slow increase in pressure, only the valve will work, and the membranes will not work, since they are designed to exceed dynamic, not statistical, pressure. At the same time, the collector is made so that it simultaneously withstands static and dynamic pressure, which is greater than the tank can withstand. As such valves, you can use, for example, valves of the KHRAYUO or IRNAVO brand, which are serially produced by the company /Opaiikoi (m/mly.diaygoYiisogr.sot). This provides an increase in efficiency due to a decrease in the system activation threshold and, as a result, an increase in reliability, simplification and cost reduction of the system.
Те, що система додатково містить віддалену панель візуалізації і звукової сигналізації, з'єднану з блоком керування по дротових і/або бездротових каналах, забезпечує оперативний контроль всіх реле, датчиків і стану електромагнітних клапанів системи, що підвищує ефективність і надійність, забезпечує спрощення і здешевлення системи.The fact that the system additionally includes a remote visualization and sound alarm panel, connected to the control unit via wired and/or wireless channels, ensures operational control of all relays, sensors and the state of the electromagnetic valves of the system, which increases efficiency and reliability, provides simplification and cost reduction systems.
Суть заявленого технічного рішення пояснюється кресленнями, де: - на Фіг. 1 показана заявлена система попередження вибуху і пожежі високовольтногоThe essence of the claimed technical solution is explained by the drawings, where: - in Fig. 1 shows the declared high-voltage explosion and fire prevention system
Зо електричного устаткування; - на Фіг. 2 - пристрій швидкого скидання тиску в резервуарі; - на фіг. З - різні варіанти виконання конструкції додаткового колектора; - на Фіг. 4 - схема розташування і з'єднання додаткових електромагнітного клапана, механічного зворотного клапана і ручного вентиля на вході розподільного трубопроводу через знімний люк; - на Фіг. 5 - схема розташування і з'єднання додаткових електромагнітних клапанів, механічних зворотних клапанів, ручних вентилів і додаткового трійника на вході розподільного трубопроводу в резервуар через труби технологічного трубопроводу.From electrical equipment; - in Fig. 2 - a device for rapid release of pressure in the tank; - in fig. C - various variants of the design of the additional collector; - in Fig. 4 - diagram of location and connection of additional electromagnetic valve, mechanical non-return valve and manual valve at the entrance of the distribution pipeline through the removable hatch; - in Fig. 5 - diagram of the arrangement and connection of additional electromagnetic valves, mechanical check valves, manual valves and an additional tee at the entrance of the distribution pipeline to the tank through the pipes of the process pipeline.
Заявленим технічним рішенням є система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування 1, з'єднаного з пристроєм включення/відключення (на кресленнях не показано) за допомогою високовольтних вводів 2. Високовольтне електричне устаткування 1 знаходиться в закритому, заповненому горючою рідиною 3, резервуарі 4, що має знімні люки 5, технологічні трубопроводи 6 і розширювач 7 з трубопроводом 8 (див. Фіг. 1). Заявлена система містить пристрій 9 скидання тиску, модульну установку 10 автоматичного газового пожежогасіння і відсічний клапан 11 в трубопроводі 8. При цьому установка 9 скидання тиску включає клапан 12 скидання тиску з датчиком 13, який сповіщає про його спрацьовування при перевищенні допустимого значення статистичного тиску, і мембрани 14, що руйнуються, з датчиками 15, які сповіщають про їх спрацьовування при перевищенні допустимого значення динамічного тиску, труби 16 для відведення горючої рідини З в безпечне місце 17. Модульна установка 10 автоматичного газового пожежогасіння включає ємності 18 - балони високого тиску з вогнегасним газом 19, наприклад азотом, магістральний і розподільні трубопроводи 20 для введення вогнегасного газу в резервуар 4, електромагнітний клапан 21 для скидання вогнегасного газу з ємностей 18 і блок 22 керування.The declared technical solution is a system for preventing explosion and fire of high-voltage electrical equipment 1, connected to an on/off device (not shown in the drawings) by means of high-voltage inputs 2. High-voltage electrical equipment 1 is located in a closed tank 4 filled with combustible liquid 3, which has removable hatches 5, technological pipelines 6 and an expander 7 with a pipeline 8 (see Fig. 1). The claimed system includes a pressure relief device 9, a modular installation 10 of automatic gas fire extinguishing and a shut-off valve 11 in the pipeline 8. At the same time, the pressure relief installation 9 includes a pressure relief valve 12 with a sensor 13, which notifies of its activation when the permissible value of the statistical pressure is exceeded, and collapsible membranes 14, with sensors 15 that notify of their activation when the permissible value of dynamic pressure is exceeded, pipes 16 for the removal of flammable liquid C to a safe place 17. The modular installation 10 of automatic gas fire extinguishing includes containers 18 - high-pressure cylinders with fire-extinguishing gas 19, for example with nitrogen, main and distribution pipelines 20 for introducing fire-extinguishing gas into the tank 4, electromagnetic valve 21 for discharging fire-extinguishing gas from containers 18 and control unit 22.
Заявлена система попередження вибуху і пожежі високовольтного електричного устаткування 1 містить також (див. Фіг. 2) встановлені хоча б на одному знімному люку 5 резервуара 4 через додатково встановлений колектор 23, принаймні дві мембрани 14, що руйнуються, виконані з насічками і з'єднані, відповідно, з датчиками 15 їх розриву.The declared explosion and fire prevention system of high-voltage electrical equipment 1 also contains (see Fig. 2) installed on at least one removable hatch 5 of the tank 4 through an additionally installed collector 23, at least two destructible membranes 14, made with notches and connected , respectively, with sensors 15 of their gap.
Система також містить, принаймні одне реле 24 перевищення швидкості зростання тиску горючої рідини З усередині резервуара 4, з'єднане з блоком 22 керування, електромагнітним клапаном 21 модульної установки 10 автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування 1, через вводи 2.The system also includes at least one relay 24 of exceeding the rate of increase of the pressure of the combustible liquid from inside the tank 4, connected to the control unit 22, the electromagnetic valve 21 of the modular installation 10 of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment 1 through inputs 2.
Система також містить, принаймні одне реле 25 перевищення температури горючої рідини З усередині резервуара 4, з'єднані з блоком 22 керування, електромагнітним клапаном 21 модульної установки 10 автоматичного газового пожежогасіння та пристроєм, що відключає високовольтне устаткування 1, через вводи 2.The system also includes at least one relay 25 of the temperature of the combustible liquid inside the tank 4, connected to the control unit 22, the electromagnetic valve 21 of the modular installation 10 of automatic gas fire extinguishing and the device that disconnects the high-voltage equipment 1, through inputs 2.
Система також містить, принаймні один додатковий електромагнітний клапан 26 і послідовно з'єднані з ним додатковий зворотний механічний клапан 27 і ручний вентиль 31, встановлені на вході в резервуар 4 розподільного трубопроводу 20 установки 10 автоматичного газового пожежогасіння, які забезпечують відсутність витікання вогнегасного газу 19 в розподільному трубопроводі 20, причому електромагнітний клапан 26 з'єднаний з блоком 22 керування.The system also includes at least one additional electromagnetic valve 26 and an additional non-return mechanical valve 27 and a manual valve 31 connected in series with it, installed at the entrance to the reservoir 4 of the distribution pipeline 20 of the automatic gas fire extinguishing unit 10, which ensure that there is no leakage of extinguishing gas 19 in distribution pipeline 20, and the electromagnetic valve 26 is connected to the control unit 22.
Також міститься, принаймні один додатковий розподільний трубопровід 28, який з'єднує установку 10 автоматичного газового пожежогасіння з трубами 16 для відведення горючої рідини З в безпечне місце 17.There is also at least one additional distribution pipeline 28, which connects the installation 10 of automatic gas fire extinguishing with pipes 16 for the removal of flammable liquid C to a safe place 17.
Принаймні один вхід 29 розподільного трубопроводу 20 установки 10 автоматичного газового пожежогасіння в резервуар 4 може бути виконаний на знімному люку 5 резервуара 4; принаймні один кінець розподільного трубопроводу 20 установки 10 автоматичного газового пожежогасіння може бути з'єднаний з, принаймні однією трубою технологічного трубопроводу 6 резервуара 4 за допомогою встановленого на цьому кінці додаткового трійника 30, на першому і другому кінцях якого додатково встановлені послідовно ручний вентиль 31, зворотний механічний клапан 27 і додатковий електромагнітний клапан 26, з'єднаний з блоком 22 керування. Клапан 12 скидання тиску може бути встановлений на одному з патрубків колектора 23 з мембранами 14, що руйнуються. Система може додатково містити віддалену панель 32 візуалізації і звукової сигналізації, з'єднану з блоком 22 керування по дротових і/або бездротових каналах.At least one entrance 29 of the distribution pipeline 20 of the installation 10 of automatic gas fire extinguishing in the tank 4 can be made on the removable hatch 5 of the tank 4; at least one end of the distribution pipeline 20 of the installation 10 of automatic gas fire extinguishing can be connected to at least one pipe of the process pipeline 6 of the tank 4 by means of an additional tee 30 installed on this end, on the first and second ends of which a manual valve 31 is additionally installed in series, a reverse mechanical valve 27 and an additional electromagnetic valve 26 connected to the control unit 22. The pressure relief valve 12 can be installed on one of the collector nozzles 23 with collapsible membranes 14. The system may additionally include a remote panel 32 of visualization and sound signaling, connected to the control unit 22 via wired and/or wireless channels.
На Фіг. З показані різні можливі конструкції додаткового колектора 23. Колектор 23 має три групи патрубків для фланцевих з'єднань, причому перша група під'єднується до резервуара 4, друга - до клапана 12 скидання горючої рідини З при перевищенні допустимого статичногоIn Fig. C shows different possible designs of the additional collector 23. The collector 23 has three groups of nozzles for flange connections, and the first group is connected to the tank 4, the second - to the valve 12 for discharging the combustible liquid C when the permissible static pressure is exceeded
Зо тиску, а третя -до мембран 14, що руйнуються при перевищенні допустимого для резервуара 4 динамічного тиску. Там же показані можливі місця розташування реле 24 швидкого зростання тиску і реле 25 перевищення температури горючої рідини З в колекторі 23 і, відповідно, в резервуарі 4.From the pressure, and the third - to the membranes 14, which are destroyed when the dynamic pressure permissible for the tank 4 is exceeded. There are also shown the possible locations of the relay 24 of the rapid increase in pressure and the relay 25 of the excess temperature of the combustible liquid C in the collector 23 and, accordingly, in the tank 4.
На Фіг. 4 показана схема розташування і з'єднання додаткових електромагнітного клапана 26, механічного зворотного клапана 27 і ручного вентиля 31 розподільного трубопроводу 20 установки 10 автоматичного газового пожежогасіння, встановлених, принаймні на одному знімному люку 5 для вкидання вогнегасного газу 19 в резервуар 4.In Fig. 4 shows the diagram of the location and connection of additional electromagnetic valve 26, mechanical check valve 27 and manual valve 31 of the distribution pipeline 20 of the installation 10 of automatic gas fire extinguishing, installed on at least one removable hatch 5 for throwing fire-extinguishing gas 19 into the tank 4.
На Фіг. 5 показана схема розташування і з'єднання додаткових електромагнітних клапанів 26, механічних зворотних клапанів 27, ручних вентилів 31 і додаткового трійника 30 розподільного трубопроводу 20 установки 10 автоматичного газового пожежогасіння, встановлених, принаймні на одному технологічному трубопроводі 6 для вкидання вогнегасного газу 19 в резервуар 4.In Fig. 5 shows the diagram of the location and connection of additional electromagnetic valves 26, mechanical check valves 27, manual valves 31 and an additional tee 30 of the distribution pipeline 20 of the installation 10 of automatic gas fire extinguishing, installed on at least one process pipeline 6 for throwing fire-extinguishing gas 19 into the tank 4 .
Заявлена система працює таким чином.The claimed system works as follows.
При номінальному режимі експлуатації високовольтного устаткування 1 в резервуарі 4 температура і тиск горючої рідини З не перевищує допустимих значень. Тому в цьому режимі відсічний клапан 11 в трубопроводі 8 розширювача 7 відкритий; а в установці 9 скидання тиску клапан 12 і мембрани 14 закриті, реле 24 швидкого зростання тиску і реле 25 температури не спрацьовують, знімний люк 5, на якому встановлено пристрій 9 скидання тиску відкритий на монтажі та в колекторі 23, який сполучений з резервуаром 4, знаходиться горюча рідина 3.In the nominal mode of operation of the high-voltage equipment 1 in the tank 4, the temperature and pressure of the combustible liquid C does not exceed the permissible values. Therefore, in this mode, the shut-off valve 11 in the pipeline 8 of the expander 7 is open; and in the pressure relief unit 9, the valve 12 and the membranes 14 are closed, the rapid pressure rise relay 24 and the temperature relay 25 do not work, the removable hatch 5, on which the pressure relief device 9 is installed, is open on the assembly and in the collector 23, which is connected to the tank 4, there is a flammable liquid 3.
В установці 10 автоматичного газового пожежогасіння всі електромагнітні клапани 21 і 26 закриті, всі ручні вентилі 31 відкриті, розподільний трубопровід 20, який з'єднує установку 10 автоматичного газового пожежогасіння з резервуаром 4, заповнений на монтажі вогнегасним газом 19 під низьким тиском і відповідні зворотні клапани 27 спільно з електромагнітними клапанами 26 перешкоджають проникненню горючої рідини З в цей розподільний трубопровід 20. В розподільному трубопроводі 28, який з'єднує установку 10 автоматичного газового пожежогасіння з трубами 16 знаходиться повітря; в блок 22 керування не надходять аварійні сигнали.In the installation 10 of automatic gas fire extinguishing, all solenoid valves 21 and 26 are closed, all manual valves 31 are open, the distribution pipeline 20, which connects the installation 10 of automatic gas fire extinguishing with the tank 4, is filled at the installation with fire extinguishing gas 19 under low pressure and the corresponding check valves 27 together with the electromagnetic valves 26 prevent the penetration of flammable liquid C into this distribution pipeline 20. In the distribution pipeline 28, which connects the installation 10 of automatic gas fire extinguishing with pipes 16, there is air; the control unit 22 does not receive emergency signals.
При різних інших режимах (перевантаження по потужності, по струму або по напрузі; комутаційних або грозових перенапруженнях; зовнішніх або внутрішніх коротких замиканнях;In various other modes (power, current or voltage overload; switching or lightning overvoltages; external or internal short circuits;
проявленні внутрішніх дефектів у високовольтному устаткуванні) система працює різним чином, в залежності від зростання тиску і температури всередині резервуара 4 з горючою рідиною 3.manifestation of internal defects in high-voltage equipment) the system works in different ways, depending on the increase in pressure and temperature inside the tank 4 with combustible liquid 3.
Якщо зростання тиску не перевищує допустимий статичний тиск для конкретної конструкції резервуара 4, то збільшення об'єму горючої рідини З компенсується розширювачем 7 резервуара 4. Якщо при цьому відбудеться перевищення швидкості зростання тиску без перевищення температури, то сигнали від відповідних реле 24 і 25 системи передаються в блок 22 керування, який передасть тільки попереджувальний сигнал на відповідну панель 32 керування. Тим самим, для таких режимів знижується ризик спрацьовування системи по помилковому сигналу. Прикладом таких режимів можуть бути режими включення або відключення групи охолоджувачів, встановлених на резервуарі 4.If the increase in pressure does not exceed the allowable static pressure for a specific design of the tank 4, then the increase in the volume of the combustible liquid C is compensated by the expander 7 of the tank 4. If in this case the rate of increase in pressure is exceeded without exceeding the temperature, then the signals from the corresponding relays 24 and 25 of the system are transmitted in the control unit 22, which will transmit only a warning signal to the corresponding control panel 32. Thus, for such modes, the risk of the system triggering on a false signal is reduced. An example of such modes can be modes of turning on or off a group of coolers installed on tank 4.
Якщо швидкість зростання тиску і значення температури перевищить допустимі значення, то за сигналом відповідних реле 24 і реле 25, встановлених в колекторі 23, через блок 22 керування передасться сигнал на відключення високовольтного устаткування 1 через вводи 2.If the rate of pressure increase and the temperature value exceed the permissible values, then according to the signal of the corresponding relays 24 and 25 installed in the collector 23, a signal will be transmitted through the control unit 22 to turn off the high-voltage equipment 1 through the inputs 2.
Якщо тиск у резервуарі 4 і, відповідно, в колекторі 23 перевищить допустимий статичний тиск, то спрацьовує клапан 12 скидання тиску і відбувається часткове скидання горючої рідини З з резервуара 4 в безпечне місце 17 через труби 16. Мембрани 14 при такому тиску не спрацьовують. Сигнал про спрацьовування клапана 12 через блок 22 керування також передається на панель 32 сигналізації та візуалізації і на пристрій відключення високовольтного устаткування через вводи 2.If the pressure in the reservoir 4 and, accordingly, in the collector 23 exceeds the permissible static pressure, the pressure relief valve 12 is activated and a partial discharge of the flammable liquid C from the reservoir 4 to the safe place 17 through the pipes 16 occurs. The membranes 14 do not operate at this pressure. The signal about the operation of the valve 12 through the control unit 22 is also transmitted to the signaling and visualization panel 32 and to the high-voltage equipment disconnection device through inputs 2.
Якщо тиск в резервуарі 4 перевищить допустиму величину динамічного тиску, то швидкість росту також перевищить допустиме значення. По сигналу відповідного реле 24, встановленого в колекторі 23, через блок 22 керування передасться сигнал на відключення високовольтного устаткування 1 через вводи 2. Якщо зростання тиску продовжиться, то спрацюють мембрани 14, так як вони більш чутливі до розриву, ніж клапан 12, і відбудеться часткове скидання горючої рідини З з резервуара 4 в безпечне місце 17 через відповідні труби 16. Сигнал про спрацювання мембран 14 через блок 22 керування також передається на панель 32 сигналізації та візуалізації і на пристрій відключення високовольтного устаткування через вводи 2.If the pressure in tank 4 exceeds the allowable value of the dynamic pressure, then the growth rate will also exceed the allowable value. According to the signal of the corresponding relay 24 installed in the collector 23, through the control unit 22, a signal will be transmitted to disconnect the high-voltage equipment 1 through the inputs 2. If the increase in pressure continues, then the membranes 14 will work, since they are more sensitive to rupture than the valve 12, and will occur partial discharge of flammable liquid C from the tank 4 to a safe place 17 through the corresponding pipes 16. The signal about the operation of the membranes 14 through the control unit 22 is also transmitted to the signaling and visualization panel 32 and to the high-voltage equipment disconnection device through inputs 2.
Якщо тиск у резервуарі 4 і, відповідно, в колекторі 23 буде продовжувати зростати, то відкриються не тільки всі мембрани 14, а встигне на додаток до них відкритися і клапан 12If the pressure in tank 4 and, accordingly, in collector 23 continues to increase, then not only all membranes 14 will open, but in addition to them, valve 12 will also have time to open
Зо скидання тиску. При цьому досить великий об'єм і швидкість скидання суміші горючої рідини З і горючих газів з резервуара 4 спільно з раннім відключенням високовольтного устаткування 1 знизить поріг спрацьовування системи, підвищить її ефективність і надійність у попередженні розриву резервуара 4 та його вибуху.From pressure relief. At the same time, a sufficiently large volume and speed of discharge of a mixture of combustible liquid C and combustible gases from tank 4, together with early shutdown of high-voltage equipment 1, will lower the system's activation threshold, increase its efficiency and reliability in preventing the rupture of tank 4 and its explosion.
Якщо температура рідини в колекторі 23 перевищить допустиме значення за показаннями реле 25 температури, відповідний сигнал передасться в блок 22 керування. При наявності цього сигналу і хоча б одного з сигналів від датчиків 15 про спрацьовування мембран 14 блок 22 керування подає сигнал установці 10 автоматичного газового пожежогасіння на початок вкидання вогнегасного газу 19 в резервуар 4 і відповідні труби 16. При цьому закривається відсічний клапан 11 в трубопроводі 8 розширювача 7 і горюча рідина З в ньому відсікається від резервуара 4 з підвищеним тиском. Електромагнітний клапан 21 на ємностях 18 з вогнегасним газом 19 відкривається і під високим тиском (близько 1-1,5 атм) вогнегасний газ 19 додається до наявного в розподільному трубопроводі 20 вогнегасному газу 19 з низьким тиском, що приводить до вкидання цього газу в резервуар 4 без затримки через електромагнітні клапани 26 на вході розподільного трубопроводу 20 в резервуар 4, які відкриваються за цими ж сигналами.If the temperature of the liquid in the collector 23 exceeds the permissible value according to the indications of the temperature relay 25, the corresponding signal will be transmitted to the control unit 22. In the presence of this signal and at least one of the signals from the sensors 15 about the operation of the membranes 14, the control unit 22 sends a signal to the installation 10 of the automatic gas fire extinguishing system to start throwing fire extinguishing gas 19 into the tank 4 and the corresponding pipes 16. At the same time, the shut-off valve 11 in the pipeline 8 is closed expander 7 and the flammable liquid C in it is cut off from the tank 4 with increased pressure. The electromagnetic valve 21 on the containers 18 with fire-extinguishing gas 19 opens and under high pressure (about 1-1.5 atm) the fire-extinguishing gas 19 is added to the low-pressure fire-extinguishing gas 19 available in the distribution pipeline 20, which leads to the injection of this gas into the tank 4 without delay due to the electromagnetic valves 26 at the entrance of the distribution pipeline 20 to the tank 4, which are opened by the same signals.
Зворотні клапани 27, встановлені там же, не перешкоджають потоку газу 19, який вкидається в цьому напрямку. Так відбувається при вкиданні газу 19 в резервуар 4 через знімні люки 5. У разі вкидання вогнегасного газу 19 в резервуар 4 через технологічні трубопроводи б перед аналогічним процесом подається сигнал додатковим електромагнітним клапанам 26, встановленим на частині трійника 30, з'єднаного з трубопроводом 6 на закриття потоку горючої рідини 3, а потім подається сигнал на відкриття електромагнітних клапанів 26, які забезпечують вкидання газу 19 в резервуар 4.Non-return valves 27, installed there, do not prevent the flow of gas 19, which is thrown in this direction. This happens when gas 19 is injected into the tank 4 through the removable hatches 5. In the case of injecting fire-extinguishing gas 19 into the tank 4 through the process pipelines, before the similar process, a signal is sent to the additional electromagnetic valve 26, installed on the part of the tee 30, connected to the pipeline 6 on closing the flow of combustible liquid 3, and then a signal is given to open the electromagnetic valves 26, which ensure the injection of gas 19 into the tank 4.
Вкидання вогнегасного газу 19 в труби 16 для відведення горючої рідини з резервуара 4, відбувається за сигналом блока 22 керування при спрацьовуванні відповідного датчика 15 мембран 14. При цьому відбувається змішування вогнегасного газу 19 з високотемпературною сумішшю горючої рідини З і горючих газів, що скидаються з резервуара 4, і ефективне гасіння пожежі, якщо вона встигла початися.Fire-extinguishing gas 19 is injected into pipes 16 to remove flammable liquid from tank 4, following a signal from the control unit 22 when the appropriate sensor 15 of the membrane 14 is triggered. At the same time, fire-extinguishing gas 19 is mixed with a high-temperature mixture of flammable liquid C and combustible gases discharged from the tank 4, and effective extinguishing of the fire, if it had time to start.
Закінчення вкидання газу 19 в резервуар 4 і труби 16 і переведення електромагнітних клапанів 11, 26 і клапана 12 в початковий стан здійснюється обслуговуючим персоналом вручну або автоматично за даними реле 25 температур і реле 24 зростання тиску, за об'ємом і тривалістю вкидання вогнегасного газу 19 в резервуар 4 і в труби 16 для відведення горючої рідини З з резервуара 4.The completion of the injection of gas 19 into the tank 4 and pipes 16 and the transfer of the electromagnetic valves 11, 26 and valve 12 to the initial state is carried out by the service personnel manually or automatically according to the data of the temperature relay 25 and the pressure increase relay 24, according to the volume and duration of the injection of extinguishing gas 19 into tank 4 and into pipes 16 for removing flammable liquid C from tank 4.
Як видно з попереднього опису, при виготовленні системи використовують елементи, які серійно випускаються провідними фірмами, перевірені і випробувані (мембрани, різні види клапанів і вентилів, балони з вогнегасним газом та інші) Вимоги до трубопроводів, металоконструкцій, кріплень і фланцевих з'єднань відповідають стандартним вимогам.As can be seen from the previous description, during the production of the system, elements that are serially produced by leading companies are used, checked and tested (membranes, various types of valves and valves, cylinders with fire-extinguishing gas, and others). The requirements for pipelines, metal structures, fasteners and flange connections meet standard requirements.
Вимоги до електронних компонентів блока керування і панелі сигналізації та візуалізації також відповідають загальним технічним вимогам для аналогічних пристроїв. Таким чином, система технічно здійснювана, працездатна, забезпечує підвищення ефективності запобігання вибуху і пожежі за рахунок зниження порога спрацьовування системи і, як наслідок, підвищення надійності, спрощення і здешевлення системи.The requirements for the electronic components of the control unit and the signaling and visualization panel also meet the general technical requirements for similar devices. Thus, the system is technically feasible, workable, provides an increase in the effectiveness of explosion and fire prevention due to a reduction in the system's activation threshold and, as a result, an increase in reliability, simplification, and cost reduction of the system.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201905898A UA123375C2 (en) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT |
| RU2020110389A RU2729888C1 (en) | 2019-05-29 | 2020-03-10 | High-voltage electric equipment fire explosion prevention system |
| PCT/UA2020/000024 WO2020242428A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-03-13 | Explosion and fire prevention system for high-voltage electrical equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201905898A UA123375C2 (en) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA123375C2 true UA123375C2 (en) | 2021-03-24 |
Family
ID=72086457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201905898A UA123375C2 (en) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2729888C1 (en) |
| UA (1) | UA123375C2 (en) |
| WO (1) | WO2020242428A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114887343B (en) * | 2022-05-17 | 2023-09-12 | 河南龙佰智能装备制造有限公司 | Safe type retort for chemical industry equipment |
| FR3138492A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-02-02 | Faurecia Systemes D'echappement | Flammable gas tank under pressure |
| CN116469659B (en) * | 2023-04-23 | 2024-02-20 | 东莞沛波电子有限公司 | Inductor assembly |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2739486B1 (en) * | 1995-09-28 | 1997-11-14 | Magnier Philippe | METHOD AND DEVICE FOR PROTECTION AGAINST EXPLOSION AND FIRE OF ELECTRICAL TRANSFORMERS |
| FR2791463B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-06-29 | Philippe Magnier | DEVICE FOR PREVENTION AGAINST EXPLOSION OF ELECTRICAL TRANSFORMERS |
| SI1949392T1 (en) * | 2005-11-16 | 2012-02-29 | Ctr Mfg Ind Ltd | Method and device for prevention and protection of electrical transformer against explosion and fire |
| BRPI0906472B1 (en) * | 2008-01-01 | 2020-03-31 | Ctr Manufacturing Industries Limited | SYSTEM AND METHOD TO PREVENT, PROTECT THE OLTC AGAINST FIRE AND / OR TRANSFORMER AGAINST EXPLOSION |
| RU2615973C1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-04-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Пожтехника" | Apparatus of gas fire extinguishing system with use of carbon dioxide |
-
2019
- 2019-05-29 UA UAA201905898A patent/UA123375C2/en unknown
-
2020
- 2020-03-10 RU RU2020110389A patent/RU2729888C1/en active
- 2020-03-13 WO PCT/UA2020/000024 patent/WO2020242428A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2729888C1 (en) | 2020-08-13 |
| WO2020242428A1 (en) | 2020-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU769904B2 (en) | Device for preventing explosions in electrical transformers | |
| UA123375C2 (en) | EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT | |
| KR101278105B1 (en) | Device for preventing the explosion of an electrical transformer | |
| CN101911222B (en) | System and method for preventing, protecting OLTC from fire and/or transformer from explosion | |
| KR100779872B1 (en) | Burst protecting system for transforsmer | |
| RU2615973C1 (en) | Apparatus of gas fire extinguishing system with use of carbon dioxide | |
| KR200416819Y1 (en) | electrical switchboard fire extinguishing device | |
| WO2018229536A1 (en) | A fire extinguisher/fire preventor for electric transformer and a method of operation thereof | |
| CN201899803U (en) | Gas fire extinguishing system for underground substation | |
| US20120200961A1 (en) | Electric transformer explosion prevention device provided with a liquid detector | |
| MX2013004038A (en) | Methods and apparatus for hazard control and signaling. | |
| CN207152912U (en) | The safety-type total flood fire-fighting system of case of restriking based on polynary feedback mechanism | |
| UA139463U (en) | EXPLOSION AND FIRE PREVENTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT | |
| CN215850816U (en) | Protection system of charging station | |
| CN109857069A (en) | A kind of dust explosion protection intelligence pressure relief system control integrated system | |
| CN107335159A (en) | The safety-type total flood fire-fighting system of case of restriking based on polynary feedback mechanism | |
| CN219958732U (en) | Oil-discharging and nitrogen-injecting fire extinguishing device for oil immersed transformer | |
| CN218678098U (en) | Box-type substation protection measurement and control device integrating automatic fire-fighting function | |
| WO2020149800A1 (en) | Mechanical fi̇re detection and activation system | |
| KR20130128201A (en) | Fire-fighting system with inert gas | |
| WO2003084859A2 (en) | Safety device |