本發(fā)明涉及輸變電設(shè)施消防，尤其涉及一種模擬地下變壓器室火災(zāi)的試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、我國目前設(shè)置在地下的變電站數(shù)量眾多，且許多毗鄰人員密集場所，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)十分突出。電力系統(tǒng)作為基礎(chǔ)保障設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，輕則影響電力運(yùn)行和財(cái)產(chǎn)損失，重則造成政治影響并引發(fā)社會(huì)輿情。自2009年以來，先后在全國各地發(fā)生過數(shù)十起220kv、500kv、±800kv、1000kv大型油浸變壓器火災(zāi)事故。相關(guān)事故也暴露出當(dāng)前消防設(shè)施或滅火系統(tǒng)難以發(fā)揮效能。目前，對于地下變電站油浸變壓器的火災(zāi)爆炸特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，國內(nèi)外均尚未開展過實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)。變壓器往往規(guī)模大、儲(chǔ)油量多、高溫運(yùn)行，一旦發(fā)生火災(zāi)，易形成熱油火和大面積流淌火，如果發(fā)生爆炸還可能造成變壓器箱體撕裂并損毀周邊消防設(shè)施，在地下封閉空間內(nèi)散熱和排煙困難，導(dǎo)致固定滅火系統(tǒng)和外部撲救十分困難，如果對相鄰建筑結(jié)構(gòu)造成破拆，將造成次次生衍生災(zāi)害。

2、地下變壓器室屬于封閉空間，開展大尺度火災(zāi)試驗(yàn)時(shí)，油氣蒸發(fā)聚集，具有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。目前尚缺少針對地下變壓器室火災(zāi)試驗(yàn)的平臺(tái)和滅火試驗(yàn)方法，現(xiàn)有火災(zāi)試驗(yàn)平臺(tái)以戶外變壓器火災(zāi)平臺(tái)和小尺度火災(zāi)試驗(yàn)為主，其火災(zāi)場景和空間特征均與地下變壓器室實(shí)際情況存在差異，無法客觀反映滅火系統(tǒng)對封閉空間變壓器油火災(zāi)的滅火效能。

3、因此，需要發(fā)明一種可模擬地下變壓器室火災(zāi)場景，具備可重復(fù)性，能驗(yàn)證不同滅火系統(tǒng)滅火效能的實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)方法，為地下變壓器室火災(zāi)防控和救援提供支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種模擬地下變壓器室火災(zāi)的試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種模擬地下變壓器室火災(zāi)的試驗(yàn)平臺(tái)，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、變壓器系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)管網(wǎng)、測量系統(tǒng)，所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部頂部安裝有用于保護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部不受高溫影響的水霧噴灑冷卻系統(tǒng)；所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部安裝有通風(fēng)排煙系統(tǒng)，所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部安裝有測量系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)管網(wǎng)；

4、所述變壓器系統(tǒng)位于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述變壓器系統(tǒng)包括變壓器本體、事故油池、第二輸油管道、閥門、升高座開孔、第一輸油管道，所述變壓器本體的主油箱上設(shè)置有升高座開孔，所述變壓器本體的四周設(shè)置有事故油池，所述閥門的進(jìn)口端連接有第一輸油管道，所述閥門的出口分別通過第二輸油管道與升高座開孔、事故油池連接。

5、優(yōu)選的，所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括防火墻、鋼框架、彩鋼板屋頂、彩鋼板門、百葉窗和泄壓口，所述鋼框架的側(cè)邊安裝有防火墻，所述鋼框架的頂部安裝有彩鋼板屋頂，所述防火墻上設(shè)置有彩鋼板門、百葉窗和泄壓口，所述泄壓口的自動(dòng)啟動(dòng)泄壓壓力為1000pa。

6、優(yōu)選的，所述通風(fēng)排煙系統(tǒng)包括排煙口、排煙管道、排煙風(fēng)機(jī)，所述排煙口設(shè)置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的中央位置，所述排煙口通過排煙管道連接有排煙風(fēng)機(jī)。

7、優(yōu)選的，所述變壓器本體的主油箱上的升高座開孔設(shè)置有七個(gè)。

8、優(yōu)選的，所述測量系統(tǒng)包括溫度傳感器、視頻采集器、數(shù)據(jù)采集分析顯示控制系統(tǒng)，所述溫度傳感器至少設(shè)置有四組，每組所述溫度傳感器至少有十個(gè)，四組所述溫度傳感器分別水平均勻布置在事故油池內(nèi)部、事故油池上方0.5米處、變壓器本體的主油箱內(nèi)部、變壓器本體的主油箱上方0.5米處，所述視頻采集器設(shè)置有兩組，兩組所述視頻采集器均勻布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的四個(gè)角落。

9、優(yōu)選的，其中一組所述視頻采集器對角布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部角落的地面，另一組所述視頻采集器對角布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部角落的頂部。

10、優(yōu)選的，所述溫度傳感器、視頻采集器通過信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集分析顯示控制系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集分析顯示系統(tǒng)布置距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)至少30米處。

11、優(yōu)選的，所述滅火系統(tǒng)管網(wǎng)包括氣體滅火系統(tǒng)管網(wǎng)、泡沫系統(tǒng)管網(wǎng)和水系統(tǒng)管網(wǎng)，所述氣體滅火系統(tǒng)管網(wǎng)包括氣體噴頭、氣體輸送管路、氣體輸送管室外接口，所述氣體噴頭均勻布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部頂部，所述氣體噴頭通過氣體輸送管路連接有氣體輸送管室外接口；所述泡沫系統(tǒng)管網(wǎng)包括泡沫噴淋管、泡沫輸送管路、泡沫輸送管室外接口，所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部均勻布置有泡沫噴淋管，所述泡沫噴淋管通過泡沫輸送管路連接有泡沫輸送管室外接口；所述水系統(tǒng)管網(wǎng)包括水霧噴頭、水輸送管路、水輸送管室外接口，所述水霧噴頭均勻布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述水霧噴頭通過水輸送管路連接有水輸送管室外接口。

12、一種模擬地下變壓器室火災(zāi)的試驗(yàn)平臺(tái)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

13、s1、將需要驗(yàn)證的外部滅火主設(shè)施與滅火系統(tǒng)管網(wǎng)連接并做好安裝調(diào)試；

14、s2、對需要驗(yàn)證的外部滅火主設(shè)施進(jìn)行冷噴試驗(yàn)，確保外部滅火主設(shè)施能正常釋放，且能有效覆蓋變壓器系統(tǒng)的燃燒區(qū)域；

15、s3、安裝調(diào)試外部滅火備用設(shè)施待用，一旦外部滅火主設(shè)施啟動(dòng)較長一段時(shí)間后仍無法有效滅火，立即啟動(dòng)外部滅火備用設(shè)施撲滅火災(zāi)，此次滅火試驗(yàn)判定為失??；然后，在改變外部滅火主設(shè)施的供給強(qiáng)度或其他試驗(yàn)條件后，重新試驗(yàn)；

16、s4、對測量系統(tǒng)進(jìn)行安裝調(diào)試，保證測量系統(tǒng)處于預(yù)期工作狀態(tài)；

17、s5、啟動(dòng)通風(fēng)排煙系統(tǒng)，確保其處于預(yù)期工作狀態(tài)；

18、s6、啟動(dòng)閥門，通過第一輸油管道、第二輸油管道將加熱至預(yù)定溫度的試驗(yàn)用變壓器油加注到事故油池和變壓器本體的主油箱，同時(shí)啟動(dòng)通風(fēng)排煙系統(tǒng)和水霧噴灑冷卻系統(tǒng)；

19、s7、試驗(yàn)用變壓器油加注完畢后，注意確認(rèn)全部系統(tǒng)正常運(yùn)行，并對事故油池和變壓器本體的主油箱進(jìn)行點(diǎn)火，開啟閥門，通過第一輸油管道、第二輸油管道向變壓器本體的主油箱繼續(xù)注入變壓器油，確保在變壓器本體的主油箱的外壁形成流淌火，并開始計(jì)時(shí)；

20、s8、試驗(yàn)用變壓器油預(yù)燃一定時(shí)間，預(yù)燃結(jié)束后，關(guān)閉通風(fēng)排煙系統(tǒng)，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)管網(wǎng)，開始施加滅火介質(zhì)，計(jì)算從滅火系統(tǒng)管網(wǎng)啟動(dòng)到噴射出滅火介質(zhì)的時(shí)間，即系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間；

21、s9、觀察并記錄滅火過程中的火焰形態(tài)、煙氣、溫度等參數(shù)的變化情況以及滅火介質(zhì)的噴射、覆蓋情況和控滅火效果；

22、s10、完成滅火后，記錄完成滅火的時(shí)間，搜集滅火介質(zhì)并根據(jù)需要測定其相關(guān)性能參數(shù)，分析影響滅火效能的影響因素和滅火參數(shù)；

23、s11、待油溫降到100℃以下，關(guān)閉滅火系統(tǒng)管網(wǎng)，停止施加滅火介質(zhì)，關(guān)閉水霧噴灑冷卻系統(tǒng)，記錄從完成滅火到油溫降到100℃的滅火系統(tǒng)持續(xù)供給時(shí)間；

24、s12、試驗(yàn)結(jié)束后，待試驗(yàn)用變壓器油冷卻至常溫后，處理剩余變壓器油，清理變壓器本體的主油箱和事故油池，準(zhǔn)備下次試驗(yàn)。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

26、1、本發(fā)明中，可實(shí)現(xiàn)對地下變壓器室真實(shí)火災(zāi)規(guī)模、火災(zāi)發(fā)展蔓延過程及滅火過程的模擬；

27、2、本發(fā)明中，通過通風(fēng)排煙系統(tǒng)啟閉，可實(shí)現(xiàn)地下變壓器室高溫油蒸汽濃度的調(diào)節(jié)和控制，降低試驗(yàn)過程油蒸汽爆炸的風(fēng)險(xiǎn)；

28、3、本發(fā)明中，通過設(shè)置水霧噴灑冷卻系統(tǒng)，可以有效降低密閉空間高溫燃燒對屋頂結(jié)構(gòu)的破壞；

29、4、本發(fā)明中，通過改變滅火介質(zhì)和滅火系統(tǒng)設(shè)置方式，能對比驗(yàn)證不同滅火系統(tǒng)的滅火效能；

30、5、本發(fā)明中，通過重現(xiàn)地下變壓器室封閉空間火災(zāi)，可以系統(tǒng)性研究封閉空間內(nèi)的變壓器火災(zāi)特性，總結(jié)影響封閉空間內(nèi)變壓器火災(zāi)的關(guān)鍵因素，為客觀評估不同滅火系統(tǒng)的實(shí)際控滅火效果提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，提升地下變壓器室火災(zāi)防治水平和電力設(shè)施安全運(yùn)行水平。