CN109568841A - 变电站含油设备综合消防系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明变电站含油设备综合消防系统及方法，包括：控制系统、变压器灭火系统、消防沙喷射机构、变电站含油设备、其他设施；控制系统分别与变压器灭火系统、消防沙喷射机构连接，变压器灭火系统与消防沙喷射机构、设备配套设置；变压器灭火系统接收控制系统相应的信号，执行变压器灭火；消防沙喷射机构接收控制系统相应的信号并动作扑灭流淌火，防止火灾蔓延、保护火场周边设备；控制系统用于接收变电站消防联动信号、火场状态参数，并按预定程序发出相应的控制信号。本发明变电站含油设备综合消防系统及方法既能快速扑灭设备火、又能抑制流淌火，提高变电站含油设备及其他设施的火灾防护水平。

Description

变电站含油设备综合消防系统及方法

技术领域

本发明涉及变电站消防安全领域，具体涉及一种变电站含油设备综合消防系统及方法。

背景技术

变电站是电力系统中输电和配电的集结点，起变换电压、接收和分配电能、控制电力流 向和调整电压的作用。其含油设备含有大量的绝缘油，变压器内部的绝缘衬垫和支架大多采 用纸板、棉纱、布、木材等有机可燃物质。若内部一旦发生过载、短路等故障，只要温度大 于400℃，绝缘油将分解出甲烷、乙烷、氢等可燃性气体，火灾危险性较高，轻则损坏或烧 毁，重则设备内的油会喷溅、流淌甚至爆炸从而造成火灾蔓延、滋生二次危害，严重地危害 供电可靠性。

当变电站内变压器起火时，常采用细水雾、泡沫喷淋、排油注氮等自动系统灭火，在变 电站附近一般设有消防沙池、消防铲、消防桶便于人工灭火。然而一旦含油设备着火，火场 温度较高人员无法靠近，人工取沙的灭火方式不可行。设备燃烧且油会喷溅形成流淌火，上 述灭火系统只能防护到变压器而不能覆盖到其他含油设备，并且对流淌火基本没有办法。同 时，变电站内其他设施发生火灾时，常采用手提式或推车式灭火器材进行扑灭，但灭火效果 受火源的高度、变电站设备安装位置及外部环境因素影响较大，若火势较大，则不能人工灭 火。因此，迫切需要一种新型的消防系统，既能快速扑灭设备火、又能抑制流淌火，提高变 电站含油设备火灾防护水平。

发明内容

本发明的目的是解决目前只能防护到变压器而不能覆盖到其他含油设备和其他设施、并 且对流淌火欠缺有效处理手段的问题，提供一种既能快速扑灭设备火、又能抑制流淌火，提 高变电站含油设备火灾防护水平的变电站含油设备综合消防系统及方法。

本发明变电站含油设备综合消防系统，包括控制系统、变压器灭火系统、消防沙喷射机 构、变电站含油设备、其他设施，所述控制系统分别与变压器灭火系统、消防沙喷射机构连 接，变压器灭火系统与消防沙喷射机构、设备配套设置，所述变压器灭火系统接收控制系统 相应的信号，执行变压器灭火，所述消防沙喷射机构接收控制系统相应的信号并动作扑灭流 淌火；所述控制系统用于接收变电站消防联动信号、火场状态参数，并按预定程序发出相应 的控制信号。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，所述消防沙喷射机构包括移动框架、可带 动升降机构360°旋转的旋转机构、上方设有工作台面的升降机构、固定安装在升降机构上 的变频调速喷沙机构、通过固定支架安装在工作台面上的吸沙装置、沙池和控制箱，所述控 制箱用于控制消防沙喷射机构中各电机及变频器，所述旋转机构设置在移动框架上，所述升 降机构采用液压剪叉式升降机构，所述升降机构设置在旋转机构上，所述吸沙装置包括吸沙 驱动电机、与吸沙驱动电机的输出轴连接的吸沙螺旋、套装在吸沙螺旋外的吸沙软管、吸沙 入口、吸沙出口，所述吸沙出口设置在所述软管外，所述吸沙入口预设在沙池底部，所述变 频调速喷沙机构安装在工作台面上，所述变频调速喷沙机构包括消防沙缓冲仓、变频电机、 变频器及置于消防沙缓冲仓中的喷沙叶轮，所述喷沙叶轮包括轮轴、沿轮轴的圆周方向间隔 且均匀设置的多个喷沙驱动叶片，所述变频电机的输出轴与喷沙叶轮的轮轴固定连接，所述 消防沙缓冲仓上设置喷沙入口和喷沙出口，所述喷沙入口位于吸沙出口的下方，所述消防沙 缓冲仓的左侧内壁和右侧内壁的上、下部分别安装有沙量检测开关，当消防沙量达到下部检 测高度时，检测开关发出信号使变频电机旋转，消防沙量达到上部检测高度时，检测开关发 出信号关闭吸沙装置。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，所述吸沙驱动电机采用功率2-5kW铜芯电 机，供电电源为AC380V，吸沙量为50-300kg/min，吸沙螺旋采用高硬度、有弹性的软螺旋， 吸沙软管采用耐压耐摩擦的PVC树脂螺旋管。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，所述旋转机构包括旋转驱动电机、与旋转 驱动电机连接的旋转盘，所述升降机构设置在旋转盘上，所述旋转驱动电机供电电源采用 AC220V，带动旋转机构旋转一圈的时间为1-10min。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，变频电机供电电源为AC380V，转速为1-1000 r/min，所述喷沙叶轮的喷沙量为50-300kg/min。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，所述沙池采用坚固材料堆砌而成，所述沙 池的底部、侧壁均涂有防水涂料，所述沙池侧壁的下部自上而下自外向内倾斜，所述沙池底 部设有倾斜角度。

本发明变电站含油设备综合消防系统，其中，所述控制箱通过耐火控制线缆与旋转驱动 电机、升降驱动电机、吸沙驱动电机及变频电机连接，耐火控制线缆的端部插入移动框架下 部设置的电缆快接航插内，所述移动框架底部设有4个带刹车装置的万向轮。

本发明变电站含油设备综合消防方法，其中，采用变电站含油设备综合消防系统，以自 动或半自动方式灭火，包括如下步骤：1)控制系统根据接收的信号发出相应的控制信号给执 行机构，执行机构包括变压器灭火系统及消防沙喷射机构；2)执行机构接收相应的控制信号 后启动。

本发明变电站含油设备综合消防方法，其中，所述步骤2)中，启动消防沙喷射机构灭 火时，根据火场的大小自动调整变频调速喷沙机构变频器参数，调整装置喷沙流量，根据火 场的位置变化调整旋转机构及升降机构，以调整喷沙方向与距离。

本发明变电站含油设备综合消防方法，其中，采用半自动方式灭火时，将消防沙喷射机 构快速移动至火场附近。

本发明变电站含油设备综合消防系统及方法与现有技术不同之处在于，将常用变电站含 油设备的消防设备与消防沙喷射机构结合，实现快速扑灭设备火、安全抑制设备流淌火，便 捷有效地将沙池中的消防沙准确喷射以灭火。通过变频器调整变频电机转速，结合旋转机构、 升降机构进行全方位自动调节喷沙有效距离及灭火方位，控制箱与机构采用耐火控制线缆连 接，实现人员与火场保持一定安全距离远程灭火；移动框架采用带刹车装置的万向轮，可方 便快速移动。

本发明变电站含油设备综合消防系统及方法，结合消防沙有效喷射与含油设备现有灭火 系统，既能防护到变压器也能覆盖到其他含油设备和其他设施、并能对流淌火有效处理。

下面结合附图对本发明的变电站含油设备综合消防系统及采用该系统灭火的方法作进一 步说明。

附图说明

图1为本发明的原理图，也是本发明的工作流程图；

图2为本发明变电站含油设备综合消防系统中消防沙喷射机构的示意图；

其中：1为控制系统；2为变压器灭火系统；3为消防沙喷射机构；4为变电站含油设备； 5为其他设施；3-1为移动框架；3-2为旋转机构；3-3为升降机构；3-4为变频调速喷沙机构；3-5为吸沙装置；3-6为沙池；3-7为控制箱；3-8为耐火控制线缆；3-9为吸沙螺旋； 3-10为吸沙软管；3-11为吸沙入口；3-12为吸沙出口；3-13为吸沙驱动电机；3-14为工作 台面；3-15为旋转盘；3-16为消防沙缓冲仓；3-17为喷沙叶轮；3-18为喷沙入口；3-19为 喷沙出口；3-20为沙池侧壁的下部；3-21为万向轮。

具体实施方式

如图1所示，变电站内有变电站含油设备4和其他设施5，其中变电站含油设备4包括 变压器设备和其他含油设备，本发明结合消防沙有效喷射与含油设备现有的变压器灭火系统 2，既能防护到变压器也能覆盖到其他含油设备和其他设施5、并能对流淌火有效处理。

如图1所示，本发明变电站含油设备综合消防系统，包括控制系统1、变压器灭火系统2、 消防沙喷射机构3；控制系统1分别与变压器灭火系统2、消防沙喷射机构3连接，变压器灭 火系统2与消防沙喷射机构3、设备配套设置；变压器灭火系统2接收控制系统1相应的信 号，执行变压器灭火；消防沙喷射机构3接收控制系统1相应的信号并动作扑灭流淌火，防 止火灾蔓延、保护火场周边设备；控制系统1用于接收变电站消防联动信号、火场状态参数， 并按预定程序发出相应的控制信号。

如图2所示，本发明变电站含油设备综合消防系统中，消防沙喷射机构3包括移动框架 3-1、旋转机构3-2、升降机构3-3、变频调速喷沙机构3-4、吸沙装置3-5、沙池3-6和控制箱 3-7。旋转机构3-2上设置升降机构3-3，旋转机构3-2用于带动设有工作台面3-14的升降机 构360°方向旋转；工作台面3-14上设置有固定支架3-22及变频调速喷沙机构3-4，用于安 装吸沙装置3-5及带动变频调速喷沙机构3-4升降定位；上述装置及机构设置在移动框架3-1 内。

旋转机构3-2包括旋转驱动电机、旋转盘3-15，旋转盘3-15的下方设置有旋转架，如图 2所示，旋转架包括位于中心的转轴和沿圆周均匀分布的三个转臂3-24，三个转臂3-24的一 端均与转轴连接固定，三个转臂3-24的另一端均安装有转轮3-23，旋转驱动电机的输出轴与 转轴连接，旋转驱动电机供电电源采用AC220V，带动旋转机构360°全方位运动，旋转一圈 时间1-10min范围内可调。旋转盘3-15水平设置，升降机构3-3设置在旋转盘3-15上，升降 机构3-3采用液压剪叉式升降机构。

吸沙装置3-5是成熟产品，结构类似于螺旋输送装置，包括吸沙驱动电机3-13、与吸沙 电机的输出轴连接的吸沙螺旋3-9、套装在吸沙螺旋3-9外的吸沙软管3-10、吸沙入口3-11 及吸沙出口3-12；吸沙出口3-12设置在吸沙软管3-10外并靠近吸沙驱动电机3-13设置，吸 沙入口3-11预设在沙池3-6底部。吸沙驱动电机3-13采用功率2-5kW铜芯电机，供电电源 为AC380V，吸沙量为50-300kg/min范围内可调；吸沙螺旋3-9采用高硬度、有弹性的软螺 旋；吸沙软管3-10采用耐压耐摩擦的PVC树脂螺旋管；吸沙装置3-5可固定或机动安装，装 置固定安装方式为吸沙入口预设在沙池底部位置，装置机动安装方式为吸沙入口布置装置底 部。

变频调速喷沙机构3-4固定安装在升降机构的工作台面3-14上，包括带变频器的变频电 机、消防沙缓冲仓3-16、置于消防沙缓冲仓3-16中的喷沙叶轮3-17；喷沙叶轮3-17包括轮 轴、沿轮轴的圆周方向间隔且均匀布置的6个喷沙驱动叶片，所述变频电机的输出轴与喷沙 叶轮3-17的轮轴固定连接，消防沙缓冲仓3-16上设置有喷沙入口3-18和截面为倒梯形的喷 沙出口3-19，喷沙入口3-18位于吸沙出口3-12的下方，二者位置相对应，消防沙缓冲仓3-16 的左侧内壁和右侧内壁的上、下部分别安装有沙量检测开关，当消防沙量达到下部检测高度 时，检测开关发出信号使变频电机旋转，消防沙量达到上部检测高度时，检测开关发出信号 关闭吸沙装置3-5；变频电机供电电源为AC380V，转速在1-1000r/min内可调；喷沙叶轮3-17 的喷沙量为50-300kg/min范围内可调。

本发明变电站含油设备综合消防系统中，在移动框架3-1下部设有电缆快接航插，通过 耐火控制线缆3-8一端分别连接旋转驱动电机、升降驱动电机、吸沙驱动电机3-13及变频电 机，另一端连接至控制箱3-7，底部设有4个带刹车装置的万向轮3-21。

本发明变电站含油设备综合消防系统中，沙池3-6采用砖块或其他坚固材料堆砌而成， 沙池3-6的底部、侧面均涂有防水涂料，沙池侧壁的下部3-20自上而下自外向内倾斜，沙池 3-6底部设置倾斜角度，方便消防沙自由落下，底部预埋设吸沙装置入口。

本发明变电站含油设备综合消防方法，共有三种，如下：

①变压器设备自动灭火。

当本发明的控制系统接收变压器火灾报警联动信号后，变压器灭火系统立刻启动扑救设 备火，或者火势失控时消防队集中战力扑救设备火。若出现流淌火，控制系统根据火场的反 馈信号立刻启动消防沙喷射机构以抑制流淌火，具体动作为：控制箱接收执行命令后，开启 吸沙装置将沙池内的消防沙快速输送至变频调速喷沙机构，自动控制旋转机构、升降机构将 变频调速喷沙机构喷沙出口对准火场流淌火喷射。同时，可根据火场的大小自动调整变频调 速喷沙机构变频器参数，进而调整装置喷沙流量，还可以根据火场的位置变化不断地调整旋 转机构及升降机构，以调整喷沙方向与距离。

②其他含油设备喷沙灭火。

A、自动方式

当其他含油设备着火后，消防队集中战力扑救设备火。本发明的消防沙喷射机构，开启 吸沙装置将沙池内的消防沙快速输送至变频调速喷沙机构，自动控制旋转机构、升降机构将 变频调速喷沙机构喷沙出口对准火场喷射。同时，可根据火场的大小自动调整变频调速喷沙 机构变频器参数，进而调整装置喷沙流量，还可以根据火场的位置变化不断地调整旋转机构 及升降机构，以调整喷沙方向与距离。

B、半自动方式

当其他含油设备着火后，本发明的消防沙喷射机构快速移动至火场附近，配合消防队灭 火设备共同扑救。根据火点的位置，通过控制箱远程控制，开启吸沙装置将沙池内的消防沙 快速输送至变频调速喷沙机构，控制旋转机构、升降机构将变频调速喷沙机构喷沙出口对准 火场喷射。同时，根据火场的大小调整变频调速喷沙机构变频器参数，进而调整装置喷沙流 量，还可以根据火场的位置变化不断地调整旋转机构及升降机构，以调整喷沙方向与距离。

③其他设施喷沙灭火。

当变电站内发生火情时，将本发明的消防沙喷射机构快速移动至火场附近，通过控制箱 远程控制，开启吸沙装置将沙池内的消防沙快速输送至变频调速喷沙机构，控制旋转机构旋 转角度，升降机构的升降高度，使变频调速喷沙机构喷沙出口准确定位喷射灭火。同时，根 据火场的大小调整变频调速喷沙机构变频器参数，进而调整装置喷沙流量，还可以根据火场 的位置变化不断地调整旋转机构及升降机构，以调整喷沙方向与距离。

本发明将常用变电站含油设备的消防设备与消防沙喷射机构结合，实现快速扑灭设备火、 安全抑制设备流淌火，便捷有效地将沙池中的消防沙准确喷射以灭火；通过变频器调整变频 电机转速，结合旋转机构、升降机构进行全方位自动调节喷沙有效距离及灭火方位，控制箱 与机构采用耐火控制线缆连接，实现人员与火场保持一定安全距离远程灭火；移动框架采用 带刹车装置的万向轮，可方便快速移动。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的 各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：包括控制系统(1)、变压器灭火系统、消防沙喷射机构(3)，所述控制系统(1)分别与变压器灭火系统(2)、消防沙喷射机构(3)连接，所述控制系统(1)用于接收变电站消防联动信号、火场状态参数，并按预定程序发出相应的控制信号，所述变压器灭火系统(2)接收控制系统(1)的控制信号执行变压器灭火，所述消防沙喷射机构(3)接收控制系统的控制信号并动作，为变电站含油设备(4)、其他设施(5)灭火。

2.根据权利要求1所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：所述消防沙喷射机构(3)包括移动框架(3-1)、可带动升降机构360°旋转的旋转机构(3-2)、上方设有工作台面(3-14)的升降机构(3-3)、固定安装在升降机构(3-3)上的变频调速喷沙机构(3-4)、通过固定支架安装在工作台面(3-14)上的吸沙装置(3-5)、沙池(3-6)和控制箱(3-7)，所述控制箱(3-7)用于控制消防沙喷射机构(3)中各电机及变频器，所述旋转机构(3-2)设置在移动框架(3-1)上，所述升降机构(3-3)采用液压剪叉式升降机构，所述升降机构(3-3)设置在旋转机构(3-2)上，所述吸沙装置(3-5)包括吸沙驱动电机(3-13)、与吸沙驱动电机(3-13)的输出轴连接的吸沙螺旋(3-9)、套装在吸沙螺旋(3-9)外的吸沙软管(3-10)、吸沙入口(3-11)、吸沙出口(3-12)，所述吸沙出口(3-12)设置在所述吸沙软管(3-10)外，所述吸沙入口(3-11)预设在沙池(3-6)底部，所述变频调速喷沙机构(3-4)安装在工作台面(3-14)上，所述变频调速喷沙机构(3-4)包括消防沙缓冲仓(3-16)、变频电机、变频器及置于消防沙缓冲仓(3-16)中的喷沙叶轮(3-17)，所述喷沙叶轮(3-17)包括轮轴、沿轮轴的圆周方向间隔且均匀设置的多个喷沙驱动叶片，所述变频电机的输出轴与喷沙叶轮(3-17)的轮轴固定连接，所述消防沙缓冲仓(3-16)上设置喷沙入口(3-18)和喷沙出口(3-19)，所述喷沙入口(3-18)位于吸沙出口(3-12)的下方，所述消防沙缓冲仓(3-16)的左侧内壁和右侧内壁的上、下部分别安装有沙量检测开关，当消防沙量达到下部检测高度时，检测开关发出信号使变频电机旋转，消防沙量达到上部检测高度时，检测开关发出信号关闭吸沙装置(3-5)。

3.根据权利要求2所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：所述吸沙驱动电机(3-13)采用功率2-5kW铜芯电机，供电电源为AC380V，吸沙量为50-300kg/min，吸沙螺旋(3-9)采用高硬度、有弹性的软螺旋，吸沙软管(3-10)采用耐压耐摩擦的PVC树脂螺旋管。

4.根据权利要求3所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：所述旋转机构(3-2)包括旋转驱动电机、与旋转驱动电机连接的旋转盘(3-15)，所述升降机构(3-3)设置在旋转盘(3-15)上，所述旋转驱动电机供电电源采用AC220V，带动旋转机构(3-2)旋转一圈的时间为1-10min。

5.根据权利要求4所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：变频电机供电电源为AC380V，转速为1-1000r/min，所述喷沙叶轮(3-17)的喷沙量为50-300kg/min。

6.根据权利要求5所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：所述沙池(3-6)采用坚固材料堆砌而成，所述沙池(3-6)的底部、侧壁均涂有防水涂料，所述沙池侧壁的下部(3-20)自上而下自外向内倾斜，所述沙池(3-6)底部设有倾斜角度。

7.根据权利要求6所述的变电站含油设备综合消防系统，其特征在于：所述控制箱(3-7)通过耐火控制线缆(3-8)与旋转驱动电机、升降驱动电机、吸沙驱动电机(3-13)及变频电机连接，耐火控制线缆(3-8)的端部插入移动框架(3-1)下部设置的电缆快接航插内，所述移动框架(3-1)底部设有4个带刹车装置的万向轮(3-21)。

8.一种变电站含油设备综合消防方法，其特征在于采用权利要求1-7中任一项所述的变电站含油设备综合消防系统，以自动或半自动方式灭火，包括如下步骤：1)控制系统(1)根据接收的信号发出相应的控制信号给执行机构，执行机构包括变压器灭火系统(2)及消防沙喷射机构(3)；2)执行机构接收相应的控制信号后启动。

9.根据权利要求8所述的变电站含油设备综合消防方法，其特征在于：所述步骤2)中，启动消防沙喷射机构(3)灭火时，根据火场的大小自动调整变频调速喷沙机构(3-4)变频器参数，调整装置喷沙流量，根据火场的位置变化调整旋转机构(3-2)及升降机构(3-3)，以调整喷沙方向与距离。

10.根据权利要求9所述的变电站含油设备综合消防方法，其特征在于：采用半自动方式灭火时，将消防沙喷射机构(3)快速移动至火场附近。