鄭元彬 段永煌

摘要：近年來戶外開關(guān)柜因其顯著優(yōu)點而被廣泛使用，但其具有內(nèi)部隱患難以被發(fā)現(xiàn)的缺點，尤其當內(nèi)部發(fā)生火災時難以進行及時干預。為解決這一問題，本文研制一種戶外箱體火災自動滅火及聲光報警裝置，通過溫度、煙霧濃度等信號實時對箱體內(nèi)部情況進行監(jiān)測和判斷，同時具有告警和滅火功能，具有突出的實用性和創(chuàng)新性。

關(guān)鍵詞：戶外箱體;電氣火災;報警;滅火

近年來，隨著配電網(wǎng)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)中的戶外開關(guān)柜數(shù)量也快速增長。戶外開關(guān)柜具有結(jié)構(gòu)緊湊、公共安全性好等明顯的優(yōu)點，但其缺點也同樣突出。密閉的箱體使開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備隱患、缺陷難以被發(fā)現(xiàn)，同時，戶外開關(guān)柜的安裝地點往往離控制室較遠，當設(shè)備內(nèi)部發(fā)生嚴重缺陷，如火災等，運行人員難以在第一時間發(fā)現(xiàn)災情并進行處置。為提高開關(guān)柜內(nèi)部火災預警與處置能力，現(xiàn)急需開發(fā)一種箱體火災自動滅火及聲光報警裝置。

在日常運行過程中，系統(tǒng)過電壓、設(shè)備絕緣強度降低、電子元器件性能不穩(wěn)定、設(shè)備接頭過熱等因素[1]都可能在開關(guān)柜箱體內(nèi)部引發(fā)火災。由于開關(guān)柜內(nèi)通風條件差，便于熱量積聚，且箱體內(nèi)多可燃物，若火災未能被及時干預，則可能在短時間燒毀開關(guān)柜，甚至波及相鄰間隔的安全運行。

本文所研制的戶外箱體火災自動滅火及聲光報警裝置（下稱裝置），主要由信息采集裝置、邏輯處理器、報警裝置和滅火裝置組成。其中，信息采集裝置主要由溫度傳感器和煙霧探測器組成。溫度傳感器的安裝，須充分結(jié)合戶外開關(guān)柜的運行經(jīng)驗，著重關(guān)注開關(guān)柜內(nèi)部故障高發(fā)的位置[2]，如電纜室、端子排、真空泡等，并根據(jù)運行紅外測溫顯示圖，以箱體內(nèi)火災隱患點作為信息采集點，并通過傳感器將實時采集的溫度信息，并匯總至邏輯處理器進行處理。當采集點溫升幅度過大或溫升過快時，則可判定采集點附近已出現(xiàn)過熱故障，箱體內(nèi)部存在發(fā)生火災的傾向。同時，裝置還在內(nèi)部集成了煙霧探測器，但柜體內(nèi)煙霧濃度突破預設(shè)閾值時，則可基本判定箱體內(nèi)部已出現(xiàn)火情。同時，為避免傳感器掉線、損壞造成信息采集中段，裝置在邏輯處理器中加入檢測功能，但數(shù)據(jù)中斷時亦會即時向運維人員發(fā)出相應告警。

電能的傳輸伴隨著能量損耗，即使在正常的運行狀態(tài)下，開關(guān)柜內(nèi)溫度仍較高，可能造成消防報警裝置誤判;戶外開關(guān)柜外部粉塵可能通過縫隙進入箱體內(nèi)煙霧探測器中，使煙霧探測器在未發(fā)生火情的情況下誤啟動。為避免外部因素造成裝置誤動，對設(shè)備運行造成不必要的干擾，可對裝置的啟動條件進行設(shè)定：當僅采集到溫度或煙霧濃度異常信號時，啟動普遍報警功能，在裝置本地發(fā)出高分貝（120dB）告警聲音，通過通信模塊向設(shè)備運維人員發(fā)出報警信號，提醒設(shè)備運維人員迅速到場確認設(shè)備運行情況;當裝置同時采集到溫度和煙霧濃度異常信號時，啟動火災報警功能，在裝置本地發(fā)出高分貝（120dB）告警聲音，并第一時間向運維人員發(fā)出火災告警，提醒運維人員盡快到場進行處理，為火情控制和電氣故障隔離爭取時間。同時，運維人員還可以根據(jù)運行需要，設(shè)置階梯型閾值細化管理，實行分級響應，根據(jù)裝置反饋信息等級不同，響應措施對應可從“關(guān)注”向“重點關(guān)注”、“干預”、“立即干預”等演變，必要情況下考慮斷開上級電源，避免災情擴大。

由于本裝置工作地點為開關(guān)柜內(nèi)部，且火災類型主要為電氣火災，故在選擇滅火材料時必須考慮到應用場景的特殊性，裝置采用的滅火材料需有較高的絕緣強度，避免滅火時出現(xiàn)帶電設(shè)備短路接地，擴大故障范圍。經(jīng)過綜合考慮和比對[3][4]，本裝置考慮采用第三代熱氣溶膠自動滅火裝置——S型氣溶膠，該材料不僅具有較好的滅火效能，而且有較高的潔凈度，氣溶膠噴灑后的殘留物對于電氣設(shè)備的影響較少，被廣泛應用于電氣火災的救援中。為避免滅火功能誤動對設(shè)備運行造成不利影響，提高滅火功能啟動的準確性、可靠性，本裝置的滅火裝置依靠物理模式方式啟動，即從滅火裝置內(nèi)部引出引爆引線，當且僅當有明火引燃引線時，引爆熱氣溶膠自動滅火器，實現(xiàn)自動滅火。故引爆引線必須敷設(shè)在容易發(fā)生火災的隱患點，提高響應效率。

本文所研制的戶外箱體火災自動滅火及聲光報警裝置，系以防控開關(guān)柜箱體內(nèi)火災為目的，消除箱體運維過程中的安全盲區(qū)，實現(xiàn)對電氣火災的提前預警和及時干預，為災情控制和故障隔離爭取寶貴的時間。本裝置適應性較廣，僅需對邏輯處理器中的相關(guān)保護啟動閾值進行調(diào)整，便可運用于其他類型的電氣設(shè)備箱體或密閉空間中，如10kV接地變壓器、10kV站用變壓器、電容電抗器室等場合。在對供電可靠性要求越來越高的時代背景下，本裝置將大大豐富運維人員監(jiān)測運行設(shè)備內(nèi)部工作情況的手段，幫助設(shè)備運維單位及時發(fā)現(xiàn)并處置設(shè)備隱患、設(shè)備缺陷，為維護設(shè)備運行安全、提高地區(qū)供電可靠性做出積極的貢獻。

參考文獻

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