1油浸變壓器火災的特點1.1油浸變壓器火災的危害性油浸變壓器是發電廠和變電所的主要電氣設備，一旦發生故障，將導致整個區域內的電力網癱瘓。

　　1.2引起變壓器火災的原因目前，發電廠和變電所的電力變壓器通常是油浸變壓器。本體內的變壓器油是作為絕緣、冷卻劑和隔熱用的可燃液體。變壓器運行時的工作油溫一般在50~ 70C左右，當溫度達到400C時就開始產生輕微的分解，當過熱溫度超過800C時，變壓器油幾乎全部分解為氫、甲烷和乙炔。電力變壓器故障時，硅鋼片的層間絕緣被破壞、鐵芯發熱，使變壓器鐵芯產生局部過熱，其溫度可高達800C以上；而變壓器的高能放電可使局部溫度高達3000C變壓器在高溫作用下所生成的可燃氣體，有的直接進入變壓器油枕上部的空間；有的被變壓器油溶解（使變壓器油的絕緣強度降低）后再部分的釋放出來；這樣在變壓器油枕上部空間內就積聚了大量的可燃氣體，使變壓器油的閃點降低。如果變壓器的繼電保護拒絕動作或動作不及時，將使變壓器油的溫度在極短的時間內以極快的速度上升，迅速加的被氣化的變壓器油體積急劇膨脹，一旦變壓器的器身有薄弱部位（如變壓器瓷套管、器身焊縫、防爆口等處）將破成裂口，使變壓器油及產生的可燃氣體一起從裂口中噴出，噴出的變壓器油及可燃氣體的混合物在與空氣摩擦接觸后，就產生火焰或爆炸。如：1989年8月8日安徽洛河電廠升壓站的250MVA單相變壓器因高壓繞組線圈換位處對變壓器鐵芯放電而突然爆炸起火，油箱開裂。

　　1987年6月5日山東淄博魏家莊220kV變電所的1臺120MVA的自耦變壓器起火。事故的起因是高壓線路短路，著火點在變壓器套管處，油枕不斷向起火點處供油，使火越燒越旺。1991年江蘇諫壁電廠9號主變的火災事故也屬于這一類型。

　　2變壓器的消防措施在9CMW及以上可燃油油浸電廠電力變壓器或單臺容量在125MW及以上的獨立變電所可燃油油浸電力變壓器應設置水噴霧滅火系統。同時注明當設置在缺水或嚴寒地區時，應采用其他滅火系統。

　　經當地消防監督部門及建設單位認可的情況下，可采用排油注氮滅火系統。

　　氣體、泡沫等其他滅火系統在以上消防措施中，針對電廠與變電所油浸變壓器，采用水噴霧消防系統或排油注氮消防系統是變壓器消防主要的方式，選擇時通過綜合比較后確定其3水噴霧消防系統3.1消防機理水噴霧消防系統是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細小的不連續的間斷水霧滴進行滅火或防護冷卻的一種固定滅火系統。

　　水噴霧主要是通過表面冷卻、窒息及乳化等作用對變壓器火災進行滅火的。），1994年畢業于沈陽建筑大學，福建省電力勘測設計院工程師，長期從事發電廠與變電所水工工藝及消防設計工作。

　　能源與環境相同體積的水以水霧滴形態噴出時表面積大了幾百倍，因此噴射至燃燒油表面時會吸收大量的熱而迅速汽化，從而使變壓器油表面溫度迅速降低，使熱分解結束，中止燃燒。

　　水霧滴汽化后形成原體積1680倍的水蒸汽，可降低變壓器周圍空氣中的氧氣含量，抑制燃燒。

　　當水霧滴噴射到正在燃燒的油表面時，由于水霧滴的沖擊，在油表層造成攪拌作用，從而造成油表層的乳化。由于乳化層的不燃燒性，將中斷燃燒。乳化層在噴射停止后仍能保持相當長的時間，可防止復燃。

　　而且，由于水噴霧消防系統不會造成液體飛濺、電氣絕緣度高的特點，因此在變壓器的消防中被廣泛應用。

　　32水噴霧消防系統工作原理（以纜式感溫電纜探測、自動啟動系統方式為例）當主變壓器發生火災時，纜式感溫電纜將火警信號傳至主控室消控盤，聯動打開對應的雨淋閥，雨淋閥打開后，管道內的壓力下降，穩壓設備開始投入運行，因穩壓泵流量有限，壓力將迅速下降，當降至設定值時，消防水泵自動啟動。從火災報警至水噴霧管道噴出水霧，時間不超過45s. 3.3系統占地面積（以配套3臺180MVA容量主變的220kV變電所為例）總占地面積約為196. 3.4系統造價（以配套3臺180MVA容量主變的220kV變電所為例，含施工費）消防泵房土建造價：114000元設備及管道：228879元消防水池、砂池及滅火器：150005元雨淋閥間：60000元（5）室外消防管道、鋼結構、管道支架及噴射器：4排油注氮消防系統41消防機理根據前面論述的變壓器火災的原因可知，在變壓器短時或持續性故障時間里，如果產生的可燃氣體數量或壓力超過變壓器的容許值時，將發生爆炸，并從變壓器器身的薄弱環節噴射出來而造成火災。經調查和分析可知，在變壓器火災的案例中從故障到爆炸的過程往往不到1s.排油注氮方案是通過壓力探測或溫度感應和電氣保護同時動作后，在0.5s內啟動排油系統，排掉部分油，降低本體內的壓力，同時關閉油枕連接本體的斷流閥，并在3s后從變壓器底部充氮氣，由于氮氣本身的低溫和不燃性，通過在油內的上升、攪拌和覆蓋，降低油溫，并隔絕空氣，起到防火、防爆及滅火的作用。

　　4.2系統工作原理當系統同時檢測到變壓器內部故障產生的高壓力（通過壓力控制器檢測）或檢測到變壓器發生火災（通過溫感火災探測器檢測）和電氣保護（重瓦斯等）的信號時，在0.2s內啟動排油注氮設備。由于排油注氮系統比較突出的特點就是防爆因此在火災之前就應及時啟動，這就要求系統動作應準確，不能誤動作而排掉變壓器內部的油而造成巨大的損失。壓力探測器或溫感探測器信號與斷路器跳閘以及重瓦斯等電氣保護信號同時動作的目的就是在于強系統運行的準確性，在保證可靠性的前提下比較大限度地防止系統誤動作。

　　設備在收到故障信號后，在0.2s內打開快速排油閥，將變壓器箱體內部的油排至事故排油系統，同時關閉斷流閥將油枕的油與本體隔離，使變壓器本體的油位下降從而降壓。在油排出3s后，氮氣從變壓器底部注入本體內，氮氣和油的攪拌使故障區域的油溫降低，并充滿上部空間防止空氣進入，氮氣連續注入30min以上，冷卻變壓器本體及頂蓋，防止復燃。

　　4.3系統占地面積（以配套3臺18CMVA容量主變的220kV變電所為例）4.4系統造價（以配套3臺18CMVA容量主變的220kV變電所為例）排油注氮設備：750000元合計：880000元5系統優缺點5.1水噴霧消防系統其優點是：能有效地撲滅變壓器火災，經消防實例驗證是有效的變壓器火災消防措施。

　　安全生產總造價較低，3臺主變壓器所配設的消防總造價為65.8萬元，兩臺主變壓器所配設的消防總造價約為63萬元。

　　防爆性能較差。本方案是通過纜式感溫電纜或閉式噴頭探測變壓器本體外殼的溫度連鎖啟動水噴霧系統的，由于變壓器發生故障到發生爆燃的時間很短，感溫電纜或閉式噴頭往往還來不及探測到溫度變化的時候，變壓器就發生了爆炸。

　　由于系統需建消防泵房和較大的消防水池，因此占地面積較大。

　　在個別消防案例中，由于變壓器爆炸損壞了水噴霧管道，因此造成消防系統無法有效地運行。

　　由于變壓器起火后，內部油溫很高，將明火撲滅后，如果不采取持續降溫措施和可靠的排油措施，油溫得不到降低，仍將可能導致復燃。

　　由于以往設計的水噴霧系統無法在火災時阻止儲油柜的油下泄，因此會造成“火上澆油”的現象，造成滅火的困難。

　　5.2排油注氮消防系統排油注氮消防在我國一些省份特別是一些缺水地區及嚴寒地區的220kV變電所應用較多，我省沿海地區淡水資源匱乏，也可選擇本系統。

　　防爆性能較好。本方案是通過消防柜中壓力控制器探測造成火災的壓力變化及有可能導致火災的報警信號同時作用，來連鎖啟動排油注氮設備的。

　　排了變壓器部分油后降低了本體內的壓力，再通過高壓注氮管從本體底部向本體內充氮，一方面冷卻了油溫，另一方面上升的氮氣會在油表面隔絕氧氣，防止火災發生。

　　在儲油柜與變壓器本體間設斷流閥，一旦變壓器本體內油位迅速下降，斷流閥立刻動作，防止儲油柜中的油下泄，以避免火災的擴大。

　　由于系統不需建消防泵房和較大的消防水池；因此占地面積較小。

　　尚無消防實例驗證其防爆、防火及滅火的確實有效性。

　　造價較高，3臺主變壓器所配設的消防總造價為88萬元，兩臺主變壓器所配設的消防總造價約為63萬元。

　　由于本系統對己發生燃燒的火災撲救效果較能源與環境安全生產差，更無法防止火災在變壓器油坑及其他地方蔓延（除了用室外消火栓能起一些作用）因此對于火災的撲救來說，效果不好。

　　由于變壓器一旦排油就將對電網運行造成很大影響。因此系統采取了一系列的防止誤動作的措施，但防誤動作的同時，必將對設備運行的可靠性造成負面的影響。如果某個保護信號或壓力控制器發生故障不能動作時，本設備將無法實現其消防功能。

　　6比較分析在現行的有關消防規范中，明確指出撲救室外油浸變壓器火災應采用水噴霧消防系統，在缺水或嚴寒地區或經當地消防監督部門及建設單位認可的情況下，可采用排油注氮滅火系統。水噴霧消防系統的優勢在于其撲救火災及防止火災蔓延，而排油注氮消防系統的優勢在于其更為出色的防爆性能，能更有效地預防火災的發生。

　　對于變壓器消防來說，防的重要性遠遠大于消，這也與我國“以防為主、消防結合”的消防指導思想相一致。變壓器一旦爆炸起火，即使是滅火性能較好的水噴霧消防系統也無十分成功的把握。況且水噴霧消防系統可能因變壓器爆炸而影響其滅火效果。

　　從這方面而言，排油注氮消防系統要優于水噴霧消防系統。

　　但從另一方面來說，一旦變壓器爆炸起火，更重要的不是如何撲滅變壓器火災，而是如何防止火災沿主變油坑、排油管道以及電纜蔓延。在這方面，水噴霧消防系統有明顯的優勢，而排油注氮消防系統除了室外消火栓外，幾乎沒有防蔓延的有效手段。

　　針對水噴霧消防系統來說，由于火災探測報警系統一直存在一定程度的誤報率，因此變壓器運行時往往關閉了自動啟動方式，該由人工確認來啟動系統，往往延誤了撲滅火災的比較佳時機。而針對排油注氮消防系統來說，由于擔心系統誤動作而造成不必要的巨大損失，往往在設計時多考慮了許多防誤動的措施，比如需多個信號同時動作才啟動裝置，還有專家提出設一壓力控制器并將兩壓力控制器串聯來防止誤動作。這樣一來，系統的安全性得到了提高，但消防系統的可靠性卻大大下降了，一旦某個信號出現了故障，將無法啟動裝置，從而失去了排油注氮消防系統比較優的防爆性能，導致變壓器火災的發生，而且撲救火災和防止蔓延又正好是本系統的弱點所在。所以，對于水噴霧消防系統，應重視火災報警系統的可靠性，盡可能選用質量可靠、誤報率低的設備，在此前提下應保持系統的自動啟動方式。另一方面對現行的水噴霧系統設計進行改進，比如在儲油柜與變壓器本體間設斷流閥，進一步防止火災的蔓延；針對某些水噴霧系統出現的管路銹渣堵塞噴頭的現象，采取鋼塑復合管等新型供水管材來預防銹蝕。而對于排油注氮消防系統，針對可靠性與安全性之間尖銳的矛盾：應進行充分的論證，找到合理的平衡點，以免造成重大的損失。

　　由于現在變壓器的電氣二次保護己較為完善，事故的可能性己經很小，所以對于消防系統來說，防止火災蔓延應是更重要的。排油注氮消防系統的可靠性與安全性很難兩全，如果處理不好，不是容易誤動作造成不必要的損失，就是因為不能及時啟動裝置而造成火災無法控制釀成更大的損失。

　　對于兩臺變壓器來說，水噴霧消防系統與排油注氮消防系統的造價相當，但對于3臺及以上變壓器來說，水噴霧消防系統的造價明顯低于排油注氮消防系統。當前，絕大多數電廠和變電所的主變壓器臺數均不少于兩臺，很多為3臺甚至更多，因此，從造價方面來看，水噴霧消防系統優于排油注氮消防系統。

　　7結語綜上所述，筆者認為使用水噴霧方案更為安全、可靠、實用，也更經濟。但如果條件不允許，抑或建設單位有明確的意向，在征得了消防監督部門同意的前提下，也可采用排油注氮消防系統。