電力系統(tǒng)傳統(tǒng)上劃分為發(fā)電、輸電和配電三大組成系統(tǒng),現(xiàn)在又增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能經(jīng)由輸電系統(tǒng)的輸送,最后由配電系統(tǒng)分配給各個(gè)用戶。一般將電力系統(tǒng)中從降壓配電變電站(高壓配電變電站)出口到用戶端的這一段系統(tǒng)稱為配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)包括變壓器、電抗器、電容器、高低壓開關(guān)等設(shè)備,直接關(guān)聯(lián)到千家萬戶,一旦發(fā)生火災(zāi)事故將造成大面積停電,或整個(gè)系統(tǒng)瓦解,甚至人員傷亡。因此配電系統(tǒng)消防安全是電力安全運(yùn)行的重要保障,設(shè)置高效的滅火系統(tǒng),對(duì)預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生至關(guān)重要。
1、配電系統(tǒng)火災(zāi)特點(diǎn)
由于配電系統(tǒng)分布廣泛、長期持續(xù)運(yùn)行、設(shè)備高度集中,線路配件通常相對(duì)封閉,在高負(fù)荷運(yùn)行下,容易出現(xiàn)發(fā)熱、電弧、局部放電,甚至是陰燃等現(xiàn)象,火災(zāi)初期時(shí)不易被火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),也不易為肉眼所觀察到,并且可燃物較多,發(fā)生火災(zāi)后,煙霧易聚集、溫度高、難以救援、撲救困難。該類火災(zāi)具有分布性、持續(xù)性和隱蔽性。火災(zāi)發(fā)生后蔓延迅速、疏散困難,火場溫度高,極容易造成人員傷亡、設(shè)備損壞等重大事故。
2、配電系統(tǒng)消防現(xiàn)狀
《建筑防火通用規(guī)范》(GB55037-2022)對(duì)配電系統(tǒng)場所設(shè)置消防設(shè)施沒做要求。《消防設(shè)施通用規(guī)范》(GB55036-2022)也僅提出了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在油浸變壓器室的持續(xù)噴霧時(shí)間大于或等于20min?!督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014(2018年版))規(guī)定:“單臺(tái)容量在40MV·A及以上的廠礦企業(yè)油浸變壓器,單臺(tái)容量在90MV·A及以上的電廠油浸變壓器,單臺(tái)容量在125MV·A及以上的獨(dú)立變電站油浸變壓器;”和“充可燃油并設(shè)置在高層民用建筑內(nèi)的高壓電容器和多油開關(guān)室”應(yīng)設(shè)自動(dòng)滅火系統(tǒng),大多數(shù)配電場所沒有設(shè)置。而且現(xiàn)行消防標(biāo)準(zhǔn)只是對(duì)配電場所的建筑進(jìn)行保護(hù),沒有考慮設(shè)施設(shè)備自身的火災(zāi)撲救。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部火災(zāi)發(fā)生時(shí),外部建筑消防設(shè)施火無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和撲救,滅火設(shè)施釋放的滅火劑難以進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,造成設(shè)備損毀。如果對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),需要同時(shí)保護(hù)建筑和設(shè)施設(shè)備,有針對(duì)性的在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)探測和滅火系統(tǒng)。
3、全氟己酮滅火技術(shù)
全氟己酮常溫常壓下是液體,沸點(diǎn)49.2℃,凝固點(diǎn)-108℃,臭氧損耗潛能值為0,溫室效應(yīng)值小于1,滅火效率高,吸熱降溫,對(duì)人安全,絕緣性強(qiáng)(大于110kV),潔凈環(huán)保,是哈龍和氫氟碳化物(HFCs)溫室氣體滅火劑的優(yōu)良替代品。全氟己酮滅火技術(shù)作為目前最高效環(huán)保的滅火技術(shù)被國際消防屆廣泛認(rèn)可,已在美國和歐洲應(yīng)用了二十年。其滅火機(jī)理是通過物理和化學(xué)兩方面的作用:一是降溫滅火,全氟己酮液體霧化噴出后遇熱(48℃)汽化,迅速吸熱降溫,降到燃點(diǎn)以下,中斷燃燒。二是覆蓋窒息滅火,全氟己酮比重大,與空氣混合物比較重,在下落的過程中可以隔絕空氣中的氧氣滅火。三是化學(xué)抑制滅火,全氟己酮在高溫下發(fā)生分解,捕捉燃燒產(chǎn)生的自由基,終止引起火焰?zhèn)鞑サ逆準(zhǔn)椒磻?yīng)滅火。
4、配電系統(tǒng)滅火的適用性
由于電氣火災(zāi)溫度高、蔓延快,如不及時(shí)斷電故障點(diǎn)會(huì)持續(xù)放熱,引發(fā)復(fù)燃,而且重要部位有人值守,因此應(yīng)對(duì)配電系統(tǒng)火災(zāi)不單純是撲滅明火,還應(yīng)快速降溫、對(duì)人無毒害、對(duì)設(shè)備無損害。根據(jù)全氟己酮滅火原理,滅火時(shí)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),通過相變大量吸熱。試驗(yàn)證明,全氟己酮在滅火過程中,環(huán)境熱輻射會(huì)出現(xiàn)明顯下降,有良好的降溫效果(如圖)。同時(shí)滅火劑本身絕緣,具有滅弧功能,無毒環(huán)保,潔凈無污染,非常適合配電系統(tǒng)的消防安全保護(hù)。
山東電力研究院聯(lián)合山東省科學(xué)院、山東天康達(dá)安防科技有限公司,進(jìn)行了配電室、電纜溝、配電柜等多場景全氟己酮滅火研究和試驗(yàn),均取得了成功。試驗(yàn)證明,全氟己酮滅火技術(shù)適用于配電系統(tǒng)的火災(zāi)撲救,可以應(yīng)用到各類配電場所和設(shè)施設(shè)備。
5、配電系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用
全氟己酮滅火技術(shù)有多種應(yīng)用形式,可靈活配置,既能局部應(yīng)用,也可組合分配全淹沒應(yīng)用。目前國內(nèi)已在變電站、配電室、電氣柜內(nèi)部以及電化學(xué)儲(chǔ)能電站等場所實(shí)際應(yīng)用。
全氟己酮滅火技術(shù)雖然在國內(nèi)剛起步,但因?yàn)槠涓咝У臏缁?、?yōu)良的性能,已被消防行業(yè)認(rèn)可,市場規(guī)模迅速增長。特別是隨著我國《基加利修正案》履約和“碳達(dá)峰,碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施,該技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用,促進(jìn)配電系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。