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电力变压器是根据电磁感应原理,以互感现象为基础,将一定电压的交流电能转变为不同电压交流电能的设备,按其冷却介质不同又可分为干式变压器和油浸式变压器。
一、电力变压器的火灾危险性
电力变压器是由铁芯柱或铁轭构成的一个完整闭合磁路,由绝缘铜线或铝线制成线圈,形成变压器的一次、二次绕组。除小容量的干式变压器外,大多数变压器都是油浸自然冷却式,绝缘油起线圈间的绝缘和冷却作用。变压器中的绝缘油闪点约为135℃,易蒸发,同空气混合能形成爆炸混合物。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组成,如1000kv·A的变压器大约用木材0.012m,用纸40kg,装绝缘油1000kg。所以,一旦变压器内部发生过载或短路,可燃的材料和油就会因高温或电火花、电弧作用而分解、膨胀以致汽化,使变压器内部压力剧增。这时,可引起变压器外壳爆炸,大量绝缘油喷出燃烧,又会进一步扩大火灾危险。
二、电力变压器的安全设置
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的要求,电力变压器的安全设置应符合以下要求:
(1)油浸变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级,其他防火设计应按《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)等规范的有关规定执行。
(2)油浸变压器、充有可燃油的高压电容器和多油开关等用房宜独立建造。当确有困难时可贴邻民用建筑布置,但应采用防火墙隔开,且不应贴邻人员密集场所。
(3)变、配电所不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻建造,且不应设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的10kV及以下的变、配电站,当采用无门、窗、洞口的防火墙隔开时,可一面贴邻建造,并应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)等规范的有关规定。乙类厂房的配电所必须在防火墙上开窗时,应设置密封固定的甲级防火窗。
(4)多层民用建筑与单独建造的变电站的防火间距,应符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的规定。10kV及以下的预装式变电站与民用建筑的防火间距不应小于3m。
(5)油浸电力变压器、充有可燃油的高压电容器和多油开关等用房受条件限制必须布置在民用建筑内时,不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻,并应符合下列规定:
1)变压器室应设置在首层或地下一层靠外墙部位。
2)变压器室的门均应直通室外或直通安全出口;外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1m的不燃性防火挑檐或高度不小于1.2m的窗槛墙。
3)变压器室与其他部位之间应采用耐火极限不低于2.00h的不燃性隔墙和耐火极限不低于1.50h的不燃性楼板隔开。在隔墙和楼板上不应开设洞口,当必须在隔墙上开设门、窗时,应设置甲级防火门、窗。
4)变压器室之间、变压器室与配电室之间,应设置耐火极限不低于2.00h的防火隔墙。
5)油浸变压器、多油开关室、高压电容器室,应设置防止油品流散的设施。油浸变压器下面应设置能储存变压器全部油量的事故储油设施。
6)应设置火灾报警装置。
7)应设置与油浸变压器、电容器和多油开关等的容量和建筑规模相适应的灭火设施。根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的规定,单台容量在40MV·A及以上的厂矿企业油浸变压器,单台容量在90MV·A及以上的电厂油浸变压器,单台容量在125MV·A及以上的独立变电站油浸变压器,设置在高层民用建筑内、充可燃油的高压电容器和多油开关室均宜采用水喷雾灭火系统。设置在室内的油浸变压器、充可燃油的高压电容器和多油开关室,可采用细水雾灭火系统。
8)油浸变压器的单台容量不应大于630kV·A,总容量不应大于1260kV·A
三、电力变压器本体的防火防爆措施
(1)防止变压器过载运行。如果长期过载运行,会引起线圈发热,使绝缘逐渐老化,造成匝间短路、相间短路或对地短路及油的分解。
(2)保证绝缘油质量。变压器绝缘油在储存、运输或运行维护中,若油质量差或杂质、水分过多,会降低绝缘强度。当绝缘强度降低到一定值时,变压器就会短路而引起电火花、电弧或出现危险温度。因此,运行中变压器应定期化验油质,不合格的油应及时更换。
(3)防止变压器铁芯绝缘老化损坏。铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏,会使铁芯产生很大的涡流,引起铁芯长期发热造成绝缘老化。
(4)防止检修不慎破坏绝缘。变压器检修吊芯时,应注意保护线圈或绝缘套管,如果发现有擦破损伤,应及时处理。
(5)保证导线接触良好。线圈内部接头接触不良,线圈之间的连接点、引至高低压侧套管的接点以及分接开关上各支点接触不良,会产生局部过热,破坏绝缘,发生短路或断路。此时所产生的高温电弧会使绝缘油分解,产生大量气体,变压器内压力增大。当压力超过瓦斯继电器保护整定值而不跳闸时,会发生爆炸。
(6)防止雷击。电力变压器的电源一般通过架空线而来,而架空线很容易遭受雷击,变压器会因击穿绝缘而烧毁。避雷器的接地线应与变压器的低压侧中性点或中性点不接地的电力网中,中性点的击穿熔断器的接地端及油箱金属外壳连在一起接地。
(7)短路保护要可靠。变压器线圈或负载发生短路,变压器将承受相当大的短路电流,如果保护系统失灵或保护整定值过大,就有可能烧毁变压器。为此,必须安装可靠的短路保护装置。
(8)限制变压器接地电阻。对于采用保护接零的低压系统,变压器低压侧中性点要直接接地,当三相负载不平衡时,零线上会出现电流。当这一电流过大而接触电阻又较大时,接地点就会出现高温,引燃周围的可燃物质。容量在100kV·A以下的变压器接地电阻不应大于10Ω。
(9)防止超温。变压器运行时应监视温度的变化。如果变压器线圈导线是A级绝缘,其绝缘体以纸和棉纱为主,温度的高低对绝缘和使用寿命的影响很大,温度每升高8℃,绝缘寿命要减少50%左右。变压器在正常温度(90℃)下运行,寿命约为20年;若温度升至105℃,则寿命为7年;温度升至120℃,寿命仅为2年。所以变压器运行时,一定要保持良好的通风和冷却,必要时可采取强制通风,以达到降低变压器温升的目的。
(10)变压器室应配备相应的消防设施,如线型感温火灾探测器等探测报警设备、二氧化碳或IG541等与油浸式变压器容量相适应的自动灭火系统和应急照明系统。消防设施设备的线路可以考虑采用矿物绝缘类不燃性电缆、耐高温、阻燃耐火电缆或其他耐火电缆,以满足防火的要求。
(11)应经常对运行中的变压器进行检查、维护,包括变压器的声音、油面、接地、温度表保护装置、套管以及变压器整体整洁等是否完好、正常,便于及早发现隐患及时处理。
照明器具包括室内各类照明及艺术装饰用的灯具,如各种室内照明灯具、镇流器、辉光启辉器等。常用的照明灯具有白炽灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、卤钨灯和霓虹照明器具的防火主要应从灯具选型、安装、使用上采取相应的措施。
(一)电气照明灯具的选型
灯具的选型应符合国家相关标准的规定,既要满足使用功能和照明质量的要求,又要满足防火安全的要求。
(1)有腐蚀性气体及特别潮湿的场所,应采用密闭型灯具,灯具的各种部件还应进行防腐处理。
(2)潮湿的厂房内和户外可采用封闭型灯具,也可采用有防水灯座的开启型灯具。
(3)可能直接受外来机械损伤的场所以及移动式和携带式灯具,应采用有保护网(罩)的灯具。
(4)振动场所(如有锻锤、空压机、桥式起重机等)的灯具应具有防振措施(如采用吊链等软性连接)。
(5)人防工程内的潮湿场所应采用防潮型灯具;柴油发电机房的储油间、蓄电池室等房间应采用密闭型灯具;可燃物品库房不应设置卤钨灯等高温照明灯具。
(6)爆炸危险环境灯具的选型应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GCB50058--2014)的规定。
1）压力取值
灭火剂输送管道，取水压强度试验压力的2/3；驱动气体管道，取驱动气体储存压力。
50、一组消防水泵的吸水管不应少于两条。高层建筑设有防超压措施。
51、消防水泵房应有不少于两条的出水管直接与环状管网连接。
52、固定消防水泵应设有备用泵，其工作能力不应小于一台主要泵。
53、消防水泵应保证在喷头喷水后5min内开始工作，并在火场断电时仍能正常运转。
消防车道的设置应根据当地专业消防救援力量使用的消防车辆的外形尺寸、载重、转弯半径等消防车技术参数,以及建筑物的体量大小、周围通行条件等因素确定。
一、消防车道设置要求
(一)环形消防车道
(1)高度高、体量大、功能复杂、扑救困难的建筑应设环形消防车道。高层民用建筑,超过300个座位的体育馆,超过2000个座位的会堂,占地面积大于3000m2的商店建筑、展览建筑等单、多层公共建筑应设置环形消防车道,确有困难时,可沿建筑的两个长边设置消防车道。对于高层住宅建筑和山坡地或河道边临空建造的高层民用建筑,可沿建筑的一个长边设置消防车道,但该长边所在建筑立面应为消防车登高操作面。
箱体配件安装应在交工前进行。消防水带应折好放在挂架上或卷实、盘紧放在箱内;消防水枪要竖放在箱体内侧,自救式水枪和软管应放在挂卡上或放在箱底部。消防水带与水枪、快速接头的连接,一般用14“铅丝绑扎两道,每道不少于两圈,使用卡箍时,在里侧加一道铅丝。设有电控按钮时,应注意与电气专业配合施工。
防爆措施
建筑防爆的基本技术措施分为预防性技术措施和减轻性技术措施。
(一)预防性技术措施
1.排除能引起爆炸的各类可燃物质
(1)在生产过程中尽量不用或少用具有爆炸危险的各类可燃物质。
(2)生产设备应尽可能保持密闭状态,防止“跑、冒、滴、漏”。
(3)加强通风除尘。
(4)预防可燃气体或易挥发性液体泄漏,设置可燃气体浓度报警装置。
(5)利用惰性介质进行保护
(6)防止可燃粉尘、可燃气体积聚。
2.消除或控制能引起爆炸的各种火源
(1)防止撞击、摩擦产生火花。
(2)防止高温表面成为点火源。
(3)防止日光照射。
(4)防止电气故障。
(5)消除静电火花。
(6)防雷电火花。
(7)防止明火。
(二)减轻性技术措施
1.采取泄压措施
在建筑围护结构设计中设置一些泄压口或泄压面,当爆炸发生时,这些泄压口或泄压面，首先被破坏,使高温高压气体得以泄放,从而降低爆炸压力,使主要承重或受力结构不发生破坏。
2.采用抗爆性能良好的建筑结构
加强建筑结构主体的强度和刚度,使其在爆炸中足以抵抗爆炸冲击而不倒塌。
3.采取合理的建筑布置
在建筑设计时,根据建筑生产、储存的爆炸危险性,在总平面布局和平面布置上合理设计,尽量减小爆炸的作用范围。
2）试验方法
试验前，必须用加压介质进行预试验，试验压力宜为0.2MPa。试验时，应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的50%时，如未发现异状或泄漏，继续按试验压力的10%
1、燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧，燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件，即可燃物、氧化剂(助燃物)和温度(引火源)。
2、常见的引火源：明火、电弧、电火花、雷击、高温、自燃引火源(白磷、烷基铝在空气中会自行起火;钾、钠等金属遇水着火;易燃、可燃物质与氧化剂、过氧化物接触起火等)。
3、闪点越低，火灾危险性越大，反之则越小。闪点与可燃性液体的饱和蒸气压有关，饱和蒸气压越高，闪点越低。当液体的温度高于其闪点时，液体随时有可能被火源引燃或发生自燃，若液体的温度低于闪点，则液体是不会发生闪燃的，更不会发生着火。
4、汽油的闪点为-50℃，煤油的闪点为38～74℃，根据闪点的高低，可以确定生产、加工、储存可燃性液体场所的火灾危险性类别：闪点<28℃的为甲类;闪点≥28℃至<60℃的为乙类;闪点≥60℃的为丙类。
5、易燃液体的燃点一般高出其闪点1～5℃，且闪点越低，这一差值越小，特别是在敞开的容器中很难将闪点和燃点区分开来。因此，评定这类液体火灾危险性大小时，一般用闪点。
3）气压强度试验和气密性试验必须采取有效的安全措施。加压介质可采用空气或氮气。
（七）管道吹扫
灭火剂输送管道在水压强度试验合格后，或气密性试验前，应进行吹扫。
36、民用建筑用水量室内消火栓一般20L/S，布置不小于4个。室内消防栓用水量：建筑高度大于50m10L/S超高层建筑30L/S。
37、室内消火栓超过10个且室内消防用水量大于15L/s时，室内消防给水管道至少应有两条进水管与室外环状管网连接，并应将室内管道连成环状或将进水管与室外管道连成环状。当环状管网的一条进水管发生事故时，其余的进水管应仍能供应全部用水量。
38、高层工业建筑室内消防竖管应成环状，且管道的直径不应小于100mm。
39、室内消防给水管道应用阀门分成若干独立段。
40、室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。两个消防水栓的距离不应超过25m，水枪的充实水柱不应小于13m水柱。
3）气压强度试验和气密性试验必须采取有效的安全措施。加压介质可采用空气或氮气。
（七）管道吹扫
灭火剂输送管道在水压强度试验合格后，或气密性试验前，应进行吹扫。
其他感温元件应安装在容易感温的部位,其作用温度应比通风系统正常工作时的最髙温度高约25℃,一般可采用70℃。
(8)通风、空气调节系统的风管、风机等设备应釆用不燃材料制作,但接触腐蚀性介质的风管和柔性接头,可采用难燃材料。体育馆、展览馆、候机(车、船)楼(厅)等大空间建筑和单、多层办公楼以及丙、丁、戊类厂房内的通风、空气调节系统,当风管按防火分区设置且已设置防烟防火阀时,可釆用燃烧产物毒性较小的难燃材料。
(9)公共建筑的厨房、浴室、卫生间的垂直排风管道,应采取防止回流设施或在支管上设置防火阀。公共建筑的厨房的排油烟管道宜按防火分区设置,且在与垂直排风管连接的支管处应设置动作温度为150℃的防火阀,以免影响平时厨房操作中的排风。
(10)风管和设备的保温材料、用于加湿器的加湿材料、消声材料〔超细玻璃棉、玻璃纤维、岩棉、矿渣棉等)及其黏结剂,宜采用不燃材料。当确有困难时,可采用燃烧产物毒性较小的难燃材料(如自熄性聚氨酯泡沫塑料、自熄性聚苯乙烯泡沫塑料等),以减少火灾蔓延。
11、完全燃烧产物是指可燃物中的C被氧化生成的CO2(气)、H被氧化生成的H2O(液)、S被氧化生成的SO2(气)等。
12、不完全燃烧产物指CO、NH3、醇类、醛类、醚类等。
13、挥发性金属的沸点一般低于其氧化物的熔点(钾除外)，不挥发金属其氧化物的熔点低于金属沸点。
14、燃烧产物危害：毒性和减光性，通常可见光波长λ为0.4～0.7μm，一般火灾烟气中的烟粒子粒径d为几μm到几十μm，由于d>2λ，烟粒子对可见光是不透明的。
15、A类火灾：固体物质火灾;B类火灾：液体或可熔化固体物质火灾。如汽油煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等;C类火灾：气体火灾;D类火灾：金属火灾;E类火灾：带电火灾;F类火灾：烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。
2）试验方法：以不大于0.5MPa/s的升压速率缓慢升压至试验压力，关断试验气源3min内压力降不超过试验压力的10%为合格。
26、不同的物质由于其理化性质不同，其爆炸极限也不同;即使是同一种物质，在不同的外界条件下，其爆炸极限也不同。如在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽，下限会降低。
27、引燃混气的火源能量越大，可燃混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
28、混气初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空气的混合气体，压力上升，其爆炸极限范围缩小。
29、混气初温越高，混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
30、可燃混气中加入惰性气体，会使爆炸极限范围变窄，一般上限降低，下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后，任何比例的混气均不能发送爆炸。
昆明优路一级消防工程师班采用线下面授和线上网络相结合的模式，实行标准化教学服务管理，2023年在全国分校全面推广融合式教学，将“录播+直播+面授”进一步融合，同时，将融合式教学与智能技术相结合，采用三维实景和3D仿真模拟教学。
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