火探管技术在无人值守变电站的应用研究

火探管技术在无人值守变电站的应用研究

鲍宏达

乌兰察布供电公司, 内蒙古 乌兰察布012000

摘要：在整个智能电网的建设中，变电站是发、输、变电、配、用户以及调度等环节的关键，也是生物能、风能、太阳能等新能源接入的重要门户。变电站需要在技术和运行上做到智能化以满足电网信息化、自动化及快速响应的需求。变电站的智能化，必然会带来无人值守和设备自动化，也将提高整个电网的运行可靠性。无人值守已成为现今变电站的主要运行形式，但是柜体室及多数空间中的防火措施却还是按照以往有人运行站的防火标准设计，此类空间内火灾应对措施已成为严重威胁电网安全运行的潜在因素。

关键词：火探管技术；无人值守；变电站；应用

1无人值守变电站的特征

变电站无人值守指的是，在没有固定人员进行管理的情况下，集控站的工作人员及运维站人员对变电站进行监测和操控，并定期轮换性地对变电设备进行维护和试验。作为目前较为流行的一种运行管理模式，无人变电站的工作模式并不能单纯地从字面含义对其进行简单理解，同时，无人变电站的技术也并非单纯的依赖技术就可以实现。而且，在进行运行维护的过程中，需要管理者具有较强的工作素养，对先进技术熟练地运用，在两者配合的模式下，才可以确保复杂操作工作的完成。从变电站的发展实际情况来看，无人值守模式是主要发展趋势。变电站的无人值守系统指的是集成前端各子系统及无人值守远程视控系统，以此实现智能巡视。无人值守的最大优势在于，如何确保对变电设备智能化的运行。相关工作人员仅需以远程操控的模式，就可以对变电站的设备进行管理。此外，由于现代化网络的作用，可以确保以数据形式对备件设备进行自动化管理。管理人员只需分析数据，就可以制定出具有针对性的变电站管理措施。作为一种全新的变电站管理模式，无人值守变电站在实际运行的过程中，需要通过工作人员对其进行管理。比较传统模式的变电站管理方法，无人值守变电站的管理对管理者的要求更高，需要管理者掌握网络和电子技术。通过无人值守模式，可以远程对变电站进行管理，从而节约经营成本，提高管理效率。

2火探管技术在无人值守变电站的应用

传统的灭火理论是以建构筑物为主要保护对象，无法解决电力部门困扰已久的对电气装备、控制箱、配电单元等易热失控倒是火灾的突出问题，对于火灾的探测感知，温度骤升和烟雾浓度突变是火灾探测的主要方向。火探管系统为探测和扑灭此类设备火灾的提供了新思路。

2.1基本原理

火探管是一种高聚物材料构成的柔性温感管，内部带压储存灭火剂后受温度上升影响，在突破一定温度后在最高处形成爆裂口。根据这一属性，在灭火中可将它作为火灾探测部件，并且火探管还可兼做灭火剂运输和释放管道。火探管和普通管材一样具有可塑性，可以针对保护对象进行不规则布置，在火探管布置的全管线探火、起火部位释放灭火剂，达到“全管线探火，定向灭火”的效果，实现火灾初期即感知并灭火的目的。火探管系统是由装有灭火剂的压力容器、阀门、火探管、释放管等组成。将火探管设置与火灾概率最大的区域上方，依靠火探管本身进行线性探测，一旦温度达到阈值，火探管将软化承受不了灭火剂压力而破裂，灭火剂被释放。与此同时压力容器上的感应装置感受到灭火剂的流动发送报警信号，所以火探管具有灭火与传递火警同时动作的特质。根据火探管灭火系统的启动机制、灭火原理、组成结构，可将火探管灭火系统分为直接式灭火系统和间接式灭火系统。

2.2火探管系统设计原则

火探管灭火系统的型式和灭火剂类型应与保护对象火灾特点必须相适应。二氧化碳型火探管灭火系统对于可熔化的固体火灾、部分固体深位火灾及电气火灾效果明显，不得用于含氧化剂的化学制品火灾、活泼金属火灾、金属氢化物火灾及有人停留的全淹没场所。七氟丙烷型火探管灭火系统对于气体火灾、固体表面火灾、电气火灾效果明显，不得用于含氧化剂的化学制品火灾、活泼金属火灾、金属氢化物火灾、可自行分解的化学物质火灾以及可燃固体物深位火灾。火探管灭火系统适用于以下应用场所：控制柜、密闭的电线电缆槽、桥架和电缆沟，静电地板下方；相对封闭的电器设备及电缆密集及中间接头部位、电缆竖井；封闭的电器设备。探火管灭火系统可将容积较小的空间或空间较大场所里相对密闭、容积较小的设备作为防护区，当采用直接式探火管感温自启动灭火装置时，单个防护区的容积不应大于10m3；当采用间接式探火管感温自启动灭火装置时，单个防护区的容积不应大于100m3；单个探火管感温自启动灭火装置的瓶组总数不宜超过4套。火探管灭火装置应具有信号反馈、泄压、喷放、通风、指示灯等功能。

2.3应用空间分析

火探管装置保护的区域是电器机柜，电缆敷设空间等相对狭小的空间。当电器设备内部刚刚起火时，火探装置极短时间内实施灭火，将火灾扑灭在初期萌芽状态，控制住火势使其不再蔓延，避免发生更大的安全隐患及经济损失，用于扑救带电设备火灾，对无人值守变电站控制室、电子设备间、计算机房、继电器室、直流屏及UPS室等设备间场所。无源物理启动，无人操作，特别适用无人值守变电站的配电柜等特定空间。从而降低大事故发生概率，降低火灾后损失及修复周期，直接提升电网运行安全可靠性。

2.4高压柜保护

根据调研，箱型固定式高压开关柜体积为2.3×0.9×0.95=1.96m3。根据灭火剂用量计算公式为：M＝Q×V则有：灭火剂用量M=1.5×1.96=2.94kg。探火管布置原则：应将探火管设在防护区内，置于火源最大概率发生的上方或周围，探火管距离被保护处最远点不应超过1米，不应紧贴在超过80℃的表面，探火管的最小弯曲半径应不小于60mm。探火管应按所需总长的10%设置备用量，且最大长度不宜超过表1的规定。根据表1参数及计算用量、探火管布置原则，设计可选用二氧化碳型火探装置，药剂充装量为3kg，有效保护范围2m3，采用每个配电柜配一个火探管装置的设计思路，以达到规范要求的灭火剂使用量和淹没浓度。

2.5电缆竖井保护

调研发现，依照调研变电站楼层布置，在电缆竖井通道的火探管灭火系统设计中，每5m设置一个防火封堵，以防火封堵形成的空间为一个防火分区。电缆竖井的净空间，即电缆竖井的总体积=横截面积×高度。火探管在竖井中的敷设方式通常采用自上而下依附电缆盘旋设置。根据表1参数及计算用量、探火管布置原则，针对变电站电缆竖井设计分为小型、中型、大型三种保护方案：（1）小型竖井：竖井仅设置一个防火分区，竖井净体积均不超过5m³，设置单套5kg二氧化碳型火探装置。竖井仅设置一个防火分区，竖井净体积超过5m³且小于10m³时，设置两套5kg二氧化碳型火探装置。（2）中型竖井：此类竖井设置有两个防火分区，单个防火分区净体积不超过5m³，需单套5kg二氧化碳型火探装置保护此竖井；竖井包含两个防火分区，每个防火分区净体积超过5m³且小于10m³，需两套5kg二氧化碳型火探装置。（3）大型竖井：此类竖井包含至少三个防火分区,单个防火分区净体积不超过5m³，但所需使用火探管长达50m，需要设置两组单套5kg二氧化碳型火探装置；如果竖井包含至少三个防火分区，单个防火分区净体积均超过5m³且小于10m³，那将设置要两组两套5kg二氧化碳型火探装置。

3结束语

总而言之，变电站作为电网中的重要节点，以这次火探管灭火系统的试用为开端，逐步推进现有变电站特别是无人值守变电站的消防措施的改进提高，通过火探管技术将无人值守变电站建设成为更安全更可靠的电网节点，是适应新形势下智能电网发展的重要举措。

参考文献

[1]李松涛.试分析农村35kV常规变电站改无人值守后的调度管理[J].数码设计（上）,2019(03):159.

[2]陈少晴.基于无人值守变电站的消防安全管理措施研究[J].现代工业经济和信息化,2020,10(6):129-130.