移动式细水雾灭火装置在高铁变电所的应用

1、移动式细水雾灭火装置在高铁变电所的应用中国科学技术大学火灾科学国家工硕 2011 级摘要：高铁列车依靠电力机车牵引，为了给电力机车供应电能，需要在铁路沿线架设一套牵引供电系统，因此高铁线路沿线按一定距离布置很多变电站所。为了保障高铁列车稳定高效运行，必须保障高铁变电所的消防安全。规范要求变电站所需设置室外消火栓系统，但由于变电所大都位于偏远农村山区，不具备设计安装室外消火栓系统，即使安装室外消火栓，也仅有一路水源，不能满足规范要求。而且变电站所的消防安全主要是保护变压器、电线电缆等电器设施，用水进行灭火救援存在破坏性和性。移动式细水雾灭火装置安装简单，对环境要求较低，能够有效扑灭油浸变压器的火

2、灾，较好的解决了高铁变电站所的消防安全问题。关键字：高铁 变电所 细水雾 室外消火栓The Application Of TrolleyWater Mist Devicehe High-speed rail SubsionAbstract:High-speed Rail rely on electricotive traction train, In order to supplyer toelectricotive, need to set up a set of the railway tractioner supply system, so high speedion. In order

3、 to ensure the stablealong the line according to a certain distance layout a lot of subsand efficient operation of high-speed trains, must guarantee the high iron electric fire safety institute.Specification for subsion outdoor fire hydrant system settings, but because of the subsion arelocated in r

4、emote rural areas, do nove the design and installation of outdoor fire hydrant system,even if the installation of outdoor fire hydrant, a water only, can not meet the requirements ofspecification. And the fire safety of transformer subsion is the main protection of transformer,wire and cable, electr

5、ical facilities, water for fire fighting and rescue are destructive and dangerous.Mobile water mist fire extinguishing device has the advantages of simple installation, low requirement to environment, can effectively save oil immersed transformer fire, to solve the firesafety problems High-speed Rai

6、l subsion.Keywords:High-speed Railsubsionwater mist outdoor fire hydrant1、前言随着京津城际、 高铁、 高铁、 城际高铁等相继开通运营，中国高铁正在引领世界高铁发展。高铁列车能够高速、稳定的运行，是因为高铁列车依靠电力机车牵引，电力机车与蒸汽机车和内燃机车不同，它本身不带能源，必须由外部供应电能。为了给电力机车供应电能，需要在铁路沿线架设一套牵引供电系统。因此铁路轨道沿线按不同要求设置不同的变电所：牵引变电所、分区所和 AT 所。牵引变电所的功能是将三相的 110KV（或 220KV）高压交流电变换为两个单相的 27.5K

7、V 的交流电，然后向铁、下行两个方向的接触网（额定电压为 25KV）供电，一般在高铁轨道沿线隔 40 公里左右设置一处。分区所设置于两个牵引变电所中间，可使相邻的接触网供电区段实现并联或单独工作；牵引网采用 AT 供电方式，在高铁轨道沿线公里左右设置一台自耦变压器 AT 称为 AT 所。变电所平面布置如图 1 所示，可以清楚的看到高铁变电所主要设施设备。图 1 变电所布置图2、存在问题保障高铁列车的稳定快速运行，为列车机车供电的变电所的消防安全首当其冲。根据建筑设计防火规范GB50016-2014第8.1.2条 民用建筑、厂房、仓库、储罐（区）和堆场周围应设置室外消火栓系统，因此变电所必须设计

8、室外消火栓系统保护。靠近客运车站或者离市区较近的具备市政供水条件的变电所，能够安装室外消火栓系统来满足规范要求。然而，大部分变电所位于铁路沿线的山区农村地区，无城市供水管道，无法设计安装室外消火栓系统。在京福铁路的变电所消防给水设计上主要采用三种方式：（1）设置室外消火栓一套，仅有一路水源。水源采用附近农村生活用水，经净水设备处理供至变电所屋顶的 2m，然后由消防泵将水抽到山顶的 100m的消防水池，水池高出变电所约 20m，依靠水的重力自流至变电所的室外消火栓。（2）设置手抬机动消防泵 2 台，水源采用附近农村生活用水，直接流入变电所门口消防水池，发生火灾时依靠手抬机动消防泵从水池抽水进行灭

9、火。（3）水源采用水，经净水设备处理供至变电所屋顶的 2m的，水靠自重流到消防水池，发生火灾时依靠手抬机动消防泵从水池抽水进行灭火。可以看出，以上三种消防给水设计方法严格上来说是都不符合规范要求的，是为了满足消防灭火救援要求而进行的一种补救方法。作为供电功能的变电所，无论室内还是室外都是大量的电器设备和电缆电线，特别是室外的油浸变压器，一旦发生火灾用水进行扑救将会对变压器设备进行破坏，也会对扑救安全一定；在一定高度的山顶上设置消防水池，施工难度大，需要敷设一根补水管到山顶水池，然后从山顶水池敷设一根出水管到消火栓，施工造价昂贵，而且只能在山区采用；更的是位于偏远山区的变电所，消防救援力量无法覆

10、盖，一旦发生火灾，消防很难及时赶赴现场进行救援，有的地方甚至没有消防车道，连消防救援车辆都无法抵达。3、解决方法结合高铁沿线变电所的消防给水设计的和特点，为了满足消防规范的要求和灭火实际需要，安装使用移动式细水雾灭火装置能够解决此类问题。细水雾灭火技术是目前国际上应用非常广泛的一种技术，它的灭火机理以压缩空气为动力，瞬时喷出高速雾化水流，冲入火灶中心，产生冷却、窒息、效应，从而达到灭火目的，特别适合用于油浸变压器和其他电缆电线的火灾扑灭。4、可行性论证为了能够更好了解细水雾的特性，下面把大水珠、细水雾、超细水雾的物理性能作一比较：表 1 大水珠、细水雾、超细水雾的物理性能从上述比较中了解，细水

11、雾可以扩大吸热的总表面积，进而缩短降温灭火时间。因此，细水雾只需传统灭火用水量的十分之一到二十分之一就可以灭火；细水雾不导电，灭火过程中也不会造成火苗飞溅，同时可将空气中的含氧比例降低，而达到更快速的灭火目的。细水雾抑制辐射热对火源周围预热的加速延烧能力，重量轻且密度高的细水雾粒子随着火源产生的热气流(涡流)，循环不断地于火源周围，可迅速吸收大量辐射热量，迅速降低火源周围的温度。项目大水珠细水雾超细水雾水珠直径（厘米）10.30.005汽化时间（秒）10.10.003总表面积（）110100 至 400水珠数量（颗）140 至 1001000 至 8000图 2热辐射变化曲线图25、系统设计高

12、压细水雾推车主要由细水雾组合喷枪、喷头、胶管、高压水泵、机、储水装置、过滤器、绞盘、卸荷-溢流组合阀等组成。每个变电所安装两台细水雾推车，每台 20L/min，每台推车配置一只高压细水雾喷枪，推车补水口为 DN50 快速接头。变电所火灾延续时间 3h 计算，需要容量为7200L，故采用容积 V=8 m安装高度 3m 消防以满足火灾延续时间内水量及水压要求。进水管上设浮球阀及倒流防止器，出水管设 2 个DN50 阀门，可通过 DN50 消防水龙带给推车补水。图 2 变电所平面图 1图 3 变电所给水管布置图图 4详图图 5 高压细水雾灭火推车水源可直接采用水源井或者附近农村生活用水引入消防，无需

13、单独敷设消防，可直接接自变电所内生活水系统。推车自带发电机，当发生火灾切断变电站的所有电源时，可迅速发电作业。根据统计变电所目前铁路管理部门一般安排 1-2 人值守，细水雾推车移动灵活、轻巧，便于单人操作，喷枪无后坐力，最大限度保护操作安全；无水渍灭火，灭火现场无水损失，节能环保，符合社会发展要求；使用科学合理，射程和流量可通过扳机调节。全部采用金属材料，所有外层涂有特殊防护材料，所有都防腐蚀。灭火距离大，通过水带重复连接其灭火半径可以达到 200m，灭火范围能够覆盖整个变电所。用。极低，每次使用后不用维修清洁，可再次使图 6喷雾图 7 近程喷雾6、结论与展望在变电所设置细水雾推车灭火装置造价远远低于前述的设计，不用单独设计大容量的消防水池和消防管路，也无需配置消防手抬泵，可以大大降低高铁变电所的施工成本和运营费用。而且高压细水雾技术对于变