2024年4月6日发(作者：为什么都后悔买投影仪)

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２００６年第９期　《贵州电力技术》　（总第８７期）　

水喷雾灭火机理及变压器消防设计探讨　

贵州电力设计研究院陈友亮　［５５（￣Ｘ）２］　

１概述　

了解并熟悉水喷雾的灭火机理，对作好室外油　

浸式变压器（以下简称变压器）的消防设计关系极　

大、意义深远。变压器消防设计通常采用水喷雾装　

置系统。然而，室外变压器的消防环境，远比在封闭　

的室内者差，遂费思考。以下仅以水喷雾的灭火机　

理、装置系统组成及应注意的事项，对变压器消防设　

计进行探讨和总结。　

２水喷雾灭火机理、变压器的火灾性状及相　

应对策　

２．１水喷雾灭火机理　

水喷雾是压力水经过一种特殊的喷头装置使水　

变成的微小水滴，平均粒径在０．３～１　ｒｎｎｌ左右。对　

可燃性的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ类物质的火灾均有明显的灭火　

效果，尤其对带电的油浸式变压器、油断路开关等，　

更能显示其优越性，因雾滴问质点不连，有空气游离　

其问，起到一定的绝缘作用，故不易发生触电事故。　

灭火机理主要有以下几种：　

（１）表面冷却灭火：雾滴连续冷却燃烧的表面，　

使可燃物的表面温度降至不能产生热分解所需要的　

温度，使可燃物停止燃烧。但对于可燃物燃点低于　

水雾粒子温度的物体，单靠表面冷却是达不到灭火　

目的的。　

（２）雾滴水蒸汽窒息灭火：水汽化时其体积膨　

胀１７００倍，在物体（质）火灾温度时，水在雾滴状态　

下，由于表面积增大，水滴蒸发速度加快，将产生大　

量的水蒸汽笼罩燃烧物，新的空气不能靠近，燃烧中　

的氧气被消耗遗烬，燃烧体因缺氧窒息而火灭。但　

不同的火灾产生的蒸汽多少也不同，而水蒸汽的多　

少又是影响窒息灭火的关键。　

（３）雾滴的乳化作用灭火：将不能混合的两种　

液体（如油和水）混搅，使一种液体呈微粒状扩散，混　

浮在另一种液体上，称为乳化现象。当非水溶性油　

和类似着火液体发生火灾时，水喷雾微粒连续喷射　

到燃烧的液体上，这就不断地产生上述乳化现象，而　

这种乳化物一般是不燃烧的。这种不燃烧性物质浮　

盖在燃烧液面上，起到暂时不燃的效果。这种不燃　

效果对一些轻质油类，仅在喷雾时存在，喷雾停止　

时，乳化物离晰，油液至燃点而再燃。但对于粘度较　

大的可燃液体，这种乳化不燃效果会维持相当长的　

时间，这对防止可燃性液体物质再度着火起了很大　

的作用。　

（４）雾滴的稀释作用灭火：ａ．对于易着火的可　

溶性液体如酒精、丙酮等可利用水喷雾的稀释作用　

来降低其可燃性，渐至熄灭，达到不可燃的稀释倍　

数。ｂ．对于封闭房间的燃烧物体，可利用水喷雾及　

火灾引发的水蒸汽来稀释置换室内空气，造成窒息　

灭火亦是另一种形式的稀释效果。　

（５）雾滴的其他作用灭火：如比水重的沥青及　

消化纤维素液体等着火，水喷雾可在燃烧液面上形　

成一层覆盖薄膜，形成隔离灭火。　

变压器发生火灾时，水喷雾对其所产生的灭火　

机理应为上述（１）～（４）条灭火机理的综合作用，其　

中仅有某几种作用机理的多寡而异。理论上讲，其　

灭火效果应该是非常显著的。如其在封闭的室内，　

其灭火效果的确是无可非议的。殊知在室外变压器　

的水喷雾灭火效果。由于受外界条件的制约和影　

响，一旦着火，绝非前者可比。如受四季气候的影　

响，各季节气温、风向、风速等都扉然有异，而且还可　

能受到一些邻届设施的限制，如电网、沟道等设施，　

都直接或间接的影响水喷雾对受护体的灭火效果。　

如格守常规设计，因循而旧，恐难达到预期目的。据　

有关资料介绍，设了水喷雾的变压器，着火就意味着　

报废，且不可修复。但水喷雾设施并未因此而废用，　

它虽然未能救护本体，但在变压器火灾的防延方面，　

其功效毫无退减。总体上讲，其功效和内容上作些　

补充，使其既能救护本体，又能有效防延，岂不好哉！　

本文试图在这方面谈及一些观点和看法，以供鉴判，　

共同讨论。　

２．２变压器的火灾原因、性状及对策　

（１）火灾原因及性状　

剖析变压器的全貌特征、失火原因及火灾性状，　

・　

２９・　

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２００６年第９期　《贵州电力技术》　（总第８７期）　

对补充和完善变压器喷雾消防系统，改进和提高其　

设计水平，有针对性的采取有效措施，加强防范意　

识，从全方位综合利弊，扬长避短，在现有水喷雾设　

计的框架下，去发掘人们未曾察觉到的设计空间，使　

之能达到高效、准确、快捷，最大限度杜绝或减少变　

压器火灾及火灾损失，都有着不可低估的实际意义。　

生产中采用的变压器其体积形状大小，高低各　

一

，

容油量亦相对应，一般其表面都凹凸不平；其着　

火主要有人为和客观上的原因，如长期超负荷运行，　

使油温升高致燃或外界及其他原因引起变压器以及　

因雷击和操作管理不当等致燃；其着火性质为：一旦　

着火，即燃液沸腾喷爆，大有不挡之势，致使本体烧　

毁。　

（２）相应对策　

变压器属于严重危险级设施，防御效能高低与　

否，设计是关键。相关设计专业都要严格执行国家　

颁布的消防设计规范，各负其责，严格把关，排除可　

能产生的火灾隐患，加强薄弱环节及火灾的应急措　

施。　

杜绝火灾发生仅是一个机率概念，它蕴含的内　

容为消防设计、管理水平对避免变压器的控制能力　

和完善程度。变压器的消防设计是针对火灾发生时　

的灭火手段和其产生的灭火效果。变压器的灭火手　

段主要为水喷雾（后文还要详述），但仅此还不够，它　

应辅助以其它的消防手段，如消防车自备或就地配　

置的移动式水带，水喷雾、泡沫枪，还有如干粉灭火　

器，消防砂，消防粉等，以增援水喷雾的灭火强度或　

增补水喷雾之未能和因故不能正常发挥之不足，还　

有也是极为关键的，即变压器着火时，变压器油的安　

全陕捷排放，以抽薪竭源的方式最大限度的创毁其　

烧燃条件。如采用抽吸方式加快其排油速度，喷雾　

系统将以得机之势灭火于萌芽，效果甚佳。　

３变压器水喷雾系统的组成及设计注意事　

项　

３．１水喷雾消防系统的组成　

变压器水喷雾消防系统一般由高压或准高压消　

防管网，控制设备，火灾报警控制阀，消防配管，水雾　

喷头等组成。　

（１）高压新途径高压消防管网：前者为利用高　

地水池与消防区的自然高差向管网连续供水；后者　

为利用带稳压装置（稳压泵和稳压罐）的消防泵，根　

据消防管网的压力变化，火灾时由稳压罐和消防泵　

分先后接力式连续向管网输水。两者都使管网平时　

・　

３０・　

处于设计压力的充水状态，火灾时由管网通过控制　

机构向变压器水雾喷头供给足够的水量和水压。本　

文仅从消防管网之后论述系统的形成，前面部分设　

施装置请参见其他有关资料论述。　

（２）控制设备：其作用为接收报警信号，打开控　

制阀，实施喷雾灭火。水喷雾系统应同时采用自动　

控制，远动和就地手动应急操作控制方式，以便于工　

作保证系统的响应时间和工作的可靠性，灵活控制　

火灾局面。自动控制分为电气和机械两种控制方　

式。电气控制是由火灾探ｉ贝９器，报警器发出火灾信　

号，并将火灾信号输人控制盘，由控制盘再将信号分　

别传送给控制阀和报警盘，并自动喷水；机械控制方　

式是利用控制阀后室接出传动管所在变压器火灾敏　

感部位的闭式喷头，利用其热敏元件在额定火灾温　

度值时溃口自动喷水。启动控制阀而自动喷雾，喷　

雾开始后，自动关闭传管阀门，传动管使命完成。　

（３）火灾报警装置　

火灾报警装置分为电力水力报警两类。前者利　

用电子火灾探测器与喷雾系统控制阀联锁动作，并　

接通电铃电笛等到发声器，与水力警铃同是呜响，有　

的系统还同时接通火警电话和火警广播报警，以便　

组织、动员灭火，报警面广，效果甚佳；后者利用热敏　

闭式喷头传动灭火，仅有水力警铃呜响，声音传播不　

远，很有局限性，一般不单独采用。　

（４）配管：因喷雾压力通常较高，因此喷雾配管　

应采用ｉｉｓｇ３４５２镀锌钢管，其连接必须坚固，另外必　

须设手动启动支管，以便作手动试验用。　

（５）水雾喷头：变压器水雾喷头应采用高速离　

心雾化喷头，且喷头应不低于０．３５　ＭＰａ的工作压　

力，以产生较好的喷雾效果。喷头应布置安装在变　

压器四周，不宜布置在顶部上方，喷出的水雾锥底雾　

网必须在有效射程范围内包络变压器除底面积以外　

的全部表面积，且包括除去喷雾强度确定变压器的　

基本消防流量。流散液体火灾所用的移动式设备，　

应配备喷雾喷头，该喷头数喷水量与基本消防水量　

之和即为总消防水量。　

３．２设计主要注意事项　

在水喷雾消防设计中，除上述谈及之外，还须注　

重以下问题：　

（１）为安全计，喷头水雾不得冲接设备顶上之　

高压套管。灭火等级目标要明确，即为灭火、压火还　

是防延？以此决定确切的设计参数，如喷雾强度、持　

续时间、工作压力等来实现预定灭火目标。　

（２）在有条件的地方应提高改善（下转３２页）　

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物、硫化物、污垢（有铝包带的要拆除），再用金属清　

触表面有无烧伤痕迹和氧化物，固定螺丝是否松动、　

洁剂或汽油冲洗擦净导线缝隙和线夹上的金属碎　

滑丝，弹簧垫圈是否老化断裂，然后进行表面处理和　

屑，最后按照螺丝紧固工艺，对角均匀拧紧，如果螺　

更换部件，最后按工艺标准要求顺序复装。　

丝、螺母滑扣、滑丝或烧伤，应更换；如果线夹烧伤变　

２．３对于其他部件的发热　

形、强度松弛，导线疲劳断股较多，要及时更换导线　

应采取的相应的措施进行处理。例如２２０　ｋＶ　

和线夹。　

某变电站　１主变１１０　ｋＶ侧套管引出线处经常发　

对于硬母线接头的发热，对烧伤较轻的可以将　

热，经仔细检查是因为该套管的导电杆与铜帽连接　

铝、铜排表面的烧痕处理平整，清除硫化物和氧化物　

处的螺纹太深导致接触不够紧密引起发热，检修人　

后，涂抹均匀少量的导电膏，按照螺丝紧固工艺，对　

员针对上诉情况，在该螺纹缝隙添加足量的导电膏，　

角均匀拧紧，如果螺丝、螺母滑扣、滑丝或烧伤，应更　

使之接触紧密，导电良好，最终消除了发热。　

换；对于烧伤严重或重复过热的部位，因为铜、铝排　

的接触面已经多次烧伤且温度很高，接触面的结构　

３变电设备发热的预防　

分子已经离散疲劳，电阻率成倍增加，这时就应该更　

３．１规范设计　

换新的铜、铝排。　严格按照设计规程要求，不发生未经设计即行　

（４）对于一些应设计不合理的，应及时发现并对　

施工或边设计便施工的现象；选择设备时要选用信　

其进行处理；例如１１０　ｋＶ某变电站ｌＯ　ｋＶ出线侧设　

誉好、产品合格的设备。　

备线夹本应至少两个眼连接的，有些只有一个眼、一　

３．２该进施工工艺。提高施工水平　

颗螺栓来连接，这样势必造成接触不够紧密，引起发　刀闸的调试安装要对照厂家说明书的要求；铜　

热。还有一些用与眼不相匹配的螺栓来紧固，也会　

铝接触部位要做技术处理；特殊部位的尺寸要严格　

造成接头接触不良，接触压力不够，引起发热。　

按照要求放料或剪压，不能出现靠螺丝的压力强行　

２．２对于刀闸发热的处理　

密合；接触表面不得用金属榔头敲击而出现不平衡，　

（１）对于动触头的发热处理：应将动触头整体分　表面不得有毛刺或划伤。　

解，清除动触头表面烧痕及氧化物，检查触指弹簧是　

３．３严格把好验收关　

否退火变形，检查触指与内部接触面有无烧痕及氧　

验收时必须逐一把关每一部位，不得以抽检方　

化物，更换烧伤严重的触指和弹簧，更换老化的螺栓　

式进行。检查结合部位的密合情况、螺丝固定情况；　

和弹簧垫，最后按工艺标准要求顺序复装；　

检查刀闸的同期性、水平同位，支柱垂直情况，合上　

（２）对于静触头发热的处理：将静触头拆开并分　

刀闸后的动静触头的密合情况和水平同线情况，压　

解，检查静触头表面与导电杆接触部分是否有放电　簧受力要均衡。　

痕迹、氧化物，固定螺母是否松动，弹簧垫是否退火　

３．４做好检修维护工作　

老化，最后清除氧化物，磨平烧痕，最后按工艺标准　

要定期做好变电设备的检修维护工作，检修维　

要求顺序复装；　

护工作不得走过场，要严格安装检修工艺进行维护，　

（３）对于接线柱与引线线夹的过热处理，应解体　

保证变电设备的安全可靠运行。　

接线柱与铝帽内的转动连接部分，接触软连接的接　

（收稿日期：２００６０７１１）　

（上接３Ｏ页）　

间应小于４５　ｓ。　

水喷雾的灭火环境，如修筑防火墙，挡风墙，以便最　

（４）如能在上述水喷雾辅助灭火条件下，再在　

大限度减少火灾时因热交换产生的风涌和空气透人　

变压器内部设置充氮冷却装置与之联动，灭火效率　

燃液而降低喷雾灭火效率，同时也防止燃液四蔓，以　

定会倍增，变压器被烧不能复用的说法将不复出现。　

便集中处理流散火灾。　

以上仅为由水喷雾灭火机理而谈及的室外变压　

（３）由于变压器表面不平滑，除对变压器采用　

器灭火原因、性状以及水喷雾系统的设计组成和应　

严密的包络雾网外，应在表面凹陷深处部位增设喷　

该或必须采取的措施，仅供参考，并有待更进一步的　

头，加强其灭火强度。消防水量应加上该增设喷头　

总结。　

水量。作为灭火目的的水喷雾系统，其启动响应时　

（收稿日期：２（￣６０７ｍ）　

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