35kV小型化变电所防火设计方案探讨

35kV小型化变电所防火设计方案探讨CONTENTS目录01变电所防火设计概述02火灾风险分析与隐患识别03建筑防火设计技术要点04灭火系统选型与配置CONTENTS目录05关键设备防火保护措施06火灾自动报警系统设计07防火设计施工与验收08运维管理与应急处置01变电所防火设计概述35kV小型化变电所防火重要性

保障电力系统稳定运行的核心环节35kV小型化变电所作为城乡配电网的关键节点，承担着电能分配与电压变换的重要职能，其防火安全直接关系到区域电力供应的连续性和可靠性，一旦发生火灾，将可能导致大面积停电，影响社会生产生活秩序。

防范电气设备火灾风险的内在需求变电所内充油电气设备（如变压器、多油开关）、电缆及控制室内设备因短路、过热、谐振等原因易引发火灾，据统计，电力系统火灾绝大部分来源于设备内部故障，有效防火是避免设备损坏和事故扩大的关键。

落实国家消防规程的硬性要求国家消防规程对变电所防火有明确且严格的规定，电力行业必须严格执行。合理选择防火方案、配备消防设施，是满足法规要求、确保变电所建设与运行合规性的基本前提。

减少火灾损失与环境危害的重要举措变电所火灾不仅会造成设备损毁、供电中断的直接经济损失，还可能因油品泄漏、灭火介质使用等带来二次污染。有效的防火设计能显著降低火灾发生概率及损失程度，保护人员安全与生态环境。防火设计规范与标准依据

国家消防法规基础必须严格遵循国家消防规程的硬性规定，电力行业在35kV小型化变电所防火设计中需以国家相关消防法规为根本遵循，确保设计方案的合规性与权威性。《火力发电厂与变电站设计防火规范》核心要求变电站内建筑物、构筑物的耐火等级，应符合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229的有关规定。变电站内部的设备之间、建筑物与构筑物之间及设备与建筑物及构筑物之间的最小防火净距，也需符合该规范要求。《建筑设计防火规范》应用变电站内建筑物、构筑物与站外的民用建筑物、构筑物及各类厂房、库房、堆场、储罐之间的防火净距，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。《建筑灭火器配置设计规范》要求变电站应对主变压器等各种带油电气设备及建筑物配备适当数量的移动式灭火器，移动式灭火器设计应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的有关规定。《火灾自动报警系统设计规范》指导火灾探测及报警系统的设计和消防控制设备及其功能，应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定，以实现对火灾的早期探测与报警。设计原则：预防为主防消结合源头控制：设备安全与规范操作针对变电所火灾多源于设备内部故障的特点，强化电气设备选型、安装及运维管理，如规范布线、定期巡检维护，安装过载保护装置，从源头上降低火灾风险。环境优化：卫生清理与外部防范保持变电所环境整洁，防止脏物积累危及设备安全；设立防火带、防火线等措施防范野外用火，针对高温干旱、强风等恶劣天气加强监督与隐患排查。设施保障：主动消防与应急准备配置合适的灭火设备，如推车式或手提式化学灭火器，并定期维护；建立应急预案机制，定期进行防火应急演练，确保火灾发生时能快速响应、有效处置。02火灾风险分析与隐患识别重点火灾区域分布特征充油电气设备区域包括变压器、户外多油开关等设备，因内部短路、分接开关接线不良等易引发火灾，是变电所火灾的主要源头之一。电缆沟及电缆区域电缆通过短路电流且散热密封不好时易起火，电缆分布广泛，火灾蔓延风险较高，需重点防范。控制室设备区域包含继电保护设备（电磁式设备、蓄电池）和10kV、35kV互感器等，设备短路电流或电压互感器谐振可能导致爆炸火灾。蓄电池室区域蓄电池组若通风不良，易造成易燃气体浓度过高，从而引发爆炸，对人员和设备安全构成威胁。电气设备火灾成因分析

充油设备内部故障引发火灾变压器因匝间短路、分接开关接线不良等导致内部故障，引发火灾；多油断路器接触不良造成过热，也会引发火灾。

电缆故障导致火灾电缆通过短路电流且散热密封不好，易引起火灾；电缆从室外进入室内的入口处、电缆竖井的进出口处等若未采取防火分隔措施，可能导致火灾蔓延。

电压互感器与蓄电池故障电压互感器谐振可能引起爆炸；蓄电池组通风不好，造成易燃气体浓度过高，易引发爆炸。

控制室设备短路引发火灾控制室内的继电保护设备（主要是电磁式设备）等通过短路电流，会引起火灾。典型火灾案例与教训总结

01变压器内部故障引发火灾案例某35kV变电所因变压器匝间短路、分接开关接线不良，导致内部绝缘破坏，引发火灾。此类火灾往往伴随油体燃烧和爆炸风险，对设备和人员安全构成严重威胁。

02电缆沟电缆火灾案例电缆通过短路电流且散热密封不良，引发电缆沟内电缆起火。由于电缆分布广泛，火势易沿电缆蔓延，扩大事故范围，且扑救难度较大，影响供电恢复。

03控制室设备短路火灾案例控制室内继电保护设备（如电磁式设备、互感器）因短路电流引发火灾，蓄电池组通风不良导致易燃气体浓度过高也可能引发爆炸。此类火灾会损坏精密控制设备，造成变电所运行失控。

04火灾案例教训总结从上述案例总结教训：一是变电所火灾绝大部分源于设备内部故障，需强化设备日常巡检与维护；二是早期火灾探测与快速响应至关重要，应完善火灾自动报警系统；三是合理选择灭火设备和防火隔离措施，避免火势蔓延，减少损失。03建筑防火设计技术要点建筑物耐火等级与材料选择建筑物耐火等级基本要求

变电所中建筑物的耐火等级不应低于相关标准要求，例如主控制室、继电器室（包括蓄电池室）火灾危险性种类为戊类，最低耐火等级为二级；油浸变压器室火灾危险性种类为丙类，最低耐火等级为二级。建筑结构材料选择标准

应选用防火等级高、防腐性能强的建筑结构材料，常见的防火材料包括PC、A3钢板和糖化钢梁等，以满足结构安全与防火的双重需求。外墙防火材料技术要求

外墙构造分为防火墙和防火隔板，应选择相应的防火材料以满足防火等级要求。防火墙材料要求具备不燃或难燃的特性，推荐选用石膏板、水泥板、硅酸盐板等。内部防火材料选用原则

内部防火除了要求符合防火等级外，还要具备防火水平和密度的要求。常见的防火材料有石膏板、硅酸盐板、保温材料等，确保建筑物内部在火灾发生时能有效延缓火势蔓延。防火分区与隔离设施设计防火分区划分标准根据火灾危险性将变电所划分为不同区域：火灾危险性大区域（如变压器室、电容器室、电缆夹层）、中区域（如配电装置室、二次设备室）及小区域（如值班室、办公室），各区域需独立设置防火分隔。建筑物耐火等级要求变电所建筑物耐火等级不应低于二级，其中油浸变压器室、配电装置室（每台设备油量60kg以上）火灾危险性为丙类，主控制室、继电器室为戊类，均需采用相应防火等级建筑材料。防火隔离材料选择优先选用防火墙或耐火隔板，材料需满足防火等级、力学性能及防爆要求。防火墙应选用不燃或难燃材料（如石膏板、水泥板、硅酸盐板），耐火极限≥3小时；耐火隔板用于区域分隔，需具备一定承重和抗爆能力。设备间防火净距规范屋外油浸变压器之间防火净距小于规定值时，应设置高出油枕顶的防火隔墙，墙长大于贮油坑两侧各0.5m；与油量600kg以上充油设备净距不应小于5m；建筑物外墙距变压器外廓5米内不应设门窗孔洞，5-10米可设防火门及非燃性固定窗。电缆防火分隔措施电缆从室外进入室内的进口处、电缆竖井出入口及主控制室与电缆层之间，需采用防火胶泥、防火隔板等阻燃分隔措施；电缆沟及隧道应分段设置防火隔离，楼板上下1m范围内电缆需涂防火涂料，防止火灾蔓延。电缆防火封堵技术要求

封堵位置与范围电缆从室外进入室内的入口处、电缆竖井的进出口处，以及控制室与电缆层之间，必须采取防火封堵措施。

封堵材料性能要求应选用具有良好阻燃性能、膨胀性能和密封性能的防火封堵材料，如防火胶泥、防火隔板、防火涂料等，确保有效阻止火焰和高温烟气蔓延。

封堵施工工艺标准电缆孔洞应采用防火材料严密填塞，对电缆周围的缝隙需用防火胶泥封堵密实；电缆在楼板上下各1米范围内应涂刷防火涂料，以增强阻燃分隔效果。

贯穿孔洞处理规范对于电缆贯穿防火墙、楼板等部位的孔洞，应使用防火封堵组件进行密封，其耐火极限不应低于被贯穿结构的耐火极限，且应满足相关国家标准要求。04灭火系统选型与配置常用灭火方案性能对比沙池灭火方案沙池灭火方案具有成本低廉、无需维护的优点，但灭火能力最差，且会对设备造成严重的二次污染，给事故后的设备修复带来很大困难，不适用于电力系统小型变电所的主要灭火措施。化学灭火剂方案化学灭火剂（如干粉、1211等）相对便宜，使用灵活，污染较小，对油类火灾灭火性能较高，有推车式或手提式等多种形式。但灭火能力相较于水雾灭火系统等仍较差，适用于初期火灾扑救或辅助灭火。水雾灭火系统方案水雾灭火系统灭火能力强，能迅速降温并隔绝空气灭火。但该系统投资较大，且在全户内GIS变电站中，若多台主变并排布置且无独立变压器室，产生的雾状水可能降低相连主变的电气距离，对其安全运行带来隐患。气体灭火系统方案气体灭火系统（如二氧化碳、七氟丙烷等）灭火效率高、不污染环境、不导电。但二氧化碳灭火系统全淹没时高浓度对人危害大；部分卤代烷灭火系统因环保问题已被限制使用，需选用符合规定的洁净气体灭火系统，其设计和维护要求较高。气体灭火系统设计要点

系统类型选择与适用性分析变电所常用气体灭火系统包括二氧化碳灭火系统、七氟丙烷灭火系统（洁净气体）及惰性气体灭火系统。二氧化碳灭火系统适用于无人值守或远离人员活动区域，需注意高浓度对人员的窒息风险；七氟丙烷灭火系统灭火效率高、不污染设备，适用于有精密仪器的场所；惰性气体灭火系统安全性高，但成本相对较高。

防护区划分与设计参数防护区应根据设备布局和火灾危险性划分独立区域，如主变压器室、配电装置室等。全淹没灭火系统设计浓度需满足规范要求，二氧化碳系统设计浓度不低于34%，七氟丙烷系统依据保护对象特性确定（通常不低于8%）。防护区围护结构耐火极限不低于0.5h，泄压口面积按规范计算设置。

启动方式与控制逻辑系统应具备自动、手动和机械应急启动三种控制方式。自动启动由火灾探测器（感烟、感温复合探测）联动触发；手动启动装置设在防护区外便于操作处；机械应急启动作为备用措施。控制逻辑需满足“延时启动”要求，确保人员安全疏散，同时与变电站综合自动化系统联动，实现火灾报警及远程监控。

安全措施与维护要求防护区内应设置声光报警装置及“灭火系统启动”指示灯，入口处配备专用呼吸器。系统管道材质、管径及喷头布置需符合设计规范，确保灭火剂均匀分布。定期维护包括灭火剂储量检查、探测器灵敏度测试、阀门及驱动装置性能校验，确保系统处于可靠备用状态。水喷雾灭火系统应用条件01适用场景与设备类型适用于户外油浸变压器、多油开关等充油电气设备，也可用于电缆沟、配电室等区域的防火降温，尤其适合火灾载荷较大且需快速控火的场所。02系统组成与技术参数主要由水源、高压水泵（扬程≥100m）、输水管道、水雾喷头（工作压力0.35-0.8MPa）及自动报警控制系统组成，雾滴直径宜为0.3-1mm以确保灭火效率。03环境与安装要求需保证冬季不结冰，户外布置时应采取防冻措施；喷头安装应覆盖设备外廓每边1m范围，与被保护设备间距满足喷射角要求，且管道应设泄水阀便于维护。04联动控制与启动条件应与火灾自动报警系统联动，接收感温、感烟探测器信号后自动启动，同时具备手动启动装置；启动时间应≤60s，确保初期火灾快速响应。移动式灭火器配置标准

配置原则与规范依据移动式灭火器配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的要求，针对变电所内不同场所的火灾危险性及设备特性，选择合适类型和数量的灭火器。

带油电气设备区域配置要求主变压器、油浸电抗器等带油电气设备区域，应配置推车式及手提式化学灭火器，如干粉、1211灭火器，其灭火效能需满足油类火灾扑救需求，数量应根据设备油量及防护面积确定。

控制室等精密设备区域配置要求主控制室、继电保护室等设有精密仪器仪表的房间，应配置灭火后不会引起污损的气体灭火器，如卤代烷1211灭火器，可设置在房间内或附近走廊便于取用的位置。

配置数量与放置规范每个防火分区至少设置一只手动火灾报警按钮，从防火分区任何位置到最近手动报警按钮的步行距离不应大于30米；灭火器应设置在明显、便于操作的部位，其顶部离地面高度不应大于1.5米，底部离地面高度不宜小于0.08米。05关键设备防火保护措施油浸变压器防火设计火灾风险特性油浸变压器火灾主要源于内部绝缘破坏，如匝间短路、分接开关故障等，可能导致爆炸及喷油燃烧，火焰可波及附近设备。防火间距与隔墙设置屋外油浸变压器之间防火净距不足时，应设置高出油枕顶、长度大于贮油坑两侧各0.5m的防火隔墙；与油量600kg以上充油设备防火净距不应小于5m。贮油与排油设施单个油箱油量1000kg及以上时，需设容量不小于单台油量20%的贮油坑（每边较设备外廓大1m）和60%的总事故油池，且具备油水分离功能。灭火系统选型可选用水喷雾灭火系统（雾状水冷却窒息）、充氮灭火系统（排油注氮降温隔氧），配合推车式及手提式干粉、卤代烷等化学灭火器。火灾探测与报警主变本体应设置感温电缆或定温探测器，火灾信号接入变电站综合自动化系统，实现报警及联动控制灭火设施、通风装置。高压开关柜火灾防护

柜内火灾风险源识别高压开关柜火灾主要源于内部电气故障，如断路器接触不良导致过热、绝缘老化击穿、电缆接头松动打火等。充油式开关柜还存在油位异常、油质劣化引发的火灾风险。

防火分隔与阻燃措施采用金属铠装或间隔式柜体结构，不同功能单元间设置耐火隔板，柜体材料选用难燃或不燃材料。电缆进出线孔洞使用防火胶泥、防火包等封堵，防止火焰和烟气蔓延。

早期探测与预警系统在开关柜内装设温度传感器、气体探测器或弧光保护装置，实时监测柜内温度、电弧光及特征气体浓度。当监测值超过设定阈值时，立即发出声光报警并上传至监控系统。

灭火装置配置要求根据开关柜类型和容量，配置合适的灭火装置。可选用气溶胶自动灭火装置、超细干粉灭火装置等，其启动应与柜门连锁，并确保灭火介质对电气设备无损害且灭火迅速高效。

运行维护与定期检测严格执行定期巡检制度，检查柜内元器件状态、绝缘水平、温升情况及灭火装置有效性。定期进行预防性试验，如绝缘电阻测试、介损测试等，及时发现和排除火灾隐患。电缆沟火灾防控技术电缆沟火灾成因分析电缆沟火灾主要源于电缆通过短路电流且散热密封不良，导致温度升高引发绝缘燃烧。此外，电缆敷设不规范、接头氧化过热也是重要诱因。电缆选型与敷设要求应选用阻燃电缆，在电缆从室外进入室内的入口处、电缆竖井的进出口处及主控制室与电缆层之间，需采取防止电缆火灾蔓延的阻燃及分隔措施。防火封堵与分隔技术电缆沟内应采用防火隔离措施，如设置防火墙或防火隔板，材料需满足防火等级要求。电缆穿楼板、穿墙孔洞需用防火胶泥等材料严密封堵，阻止火势蔓延。监测与灭火系统配置在电缆隧道、竖井、二次设备室及通信室活动地板下的电缆层之间敷设感温电缆，实现早期火灾探测。可根据情况配置气体灭火系统或水喷雾灭火系统，并配合手提式灭火器使用。日常维护与管理措施定期对电缆沟进行巡检，清理杂物，保持通风良好。检查电缆接头温度、绝缘状况，及时更换老化电缆，确保电缆沟环境整洁，降低火灾风险。蓄电池室防爆设计要求

通风防爆要求蓄电池室应设置有效的机械排风装置，排风口应设在室内下部，以有效排除积聚的易燃气体。通风量应保证每小时换气次数不少于12次，确保室内氢气浓度不超过0.8%（体积比）。

电气设备防爆等级蓄电池室内的电气设备（如照明、开关、通风机等）必须采用防爆型，其防爆等级不应低于ExdⅡBT4，以防止电气火花引爆可燃气体。电缆引入室内处应采用防爆密封措施。

建筑结构与材料防爆蓄电池室的建筑结构应具有良好的泄压性能，泄压面积与房间体积的比值不应小于0.05m²/m³。墙体、楼板等应采用非燃烧材料，门应向外开启且为甲级防火门，以减少爆炸危害和防止火灾蔓延。

防火与灭火设施配置蓄电池室内应设置可燃气体探测报警装置，并与通风系统联动。应配置手提式二氧化碳或卤代烷灭火器，严禁使用水型灭火器。室内不应有明火或产生火花的作业，且应设置禁止烟火标志。06火灾自动报警系统设计火灾探测系统选型配置

火灾探测器类型选择根据保护区域特性选择探测器类型：主变压器室、电缆隧道等场所宜敷设感温电缆；配电室、二次设备室等宜设置离子感烟探测器及定温报警探测器；主控室、通信室等重要场所可配置复合式探测器，以提高早期报警可靠性。

探测器设置场所要求在主变压器室、配电装置室、电容器室、电缆夹层、地下电缆室、二次设备室、通信室等重要场所均应设置配套的火灾探测器。点型火灾探测器的探测区域内每个房间至少设置一只，保护面积和半径需符合《火灾自动报警系统设计规范》GB50116规定。

报警控制器功能要求火灾报警控制器应具备为探测器提供稳定工作电源、监视系统状态、接收处理报警信号、声光报警、指示报警部位及时间等功能。系统应通过接点及数字通信接口接入变电站综合自动化监控系统，并能遥信控制中心报警，实现远程监控。

手动报警按钮配置规范每个防火分区至少设置一只手动火灾报警按钮，从防火分区内任何位置到最邻近手动报警按钮的步行距离不应大于30米。按钮宜设置在公共活动场所出入口处，安装在墙上时底边距地高度为1.3～1.5米，并应有明显标志。报警控制器与联动逻辑火灾报警控制器功能要求火灾报警控制器需为系统提供稳定工作电源，监视探测器及自身工作状态，接受、转换、处理报警信号，进行声光报警，指示报警部位及时间，并执行对应辅助控制任务。安装在墙上时，底边距地面或楼板高度宜为1.3～1.5米，靠近门轴侧面距离不小于0.5米，正面操作距离不小于1.2米。区域报警系统设计原则区域报警系统宜选用一台通用报警控制器，最多不超过两台，且应设在有人值班的房间。系统可设置功能简单的联动控制设备，确保在火灾发生时能及时发出警报并联动相关设施。联动控制逻辑设计要点当变电所内发生火灾或有烟气散发时，火灾报警主机发出声光报警信号并显示火灾地点，同时联动启闭消防设备和通风设施。系统通过接点及数字通信接口接入变电站综合自动化监控系统，实现遥信控制中心报警，确保火灾情况下各类消防设施协同动作。控制方式与操作要求灭火系统控制应具备自动控制和手动操作装置，手动装置设在防护区外或远离保护对象的场所。需考虑两种控制方式同时失灵时的紧急手动启动装置，确保在任何情况下都能可靠启动消防系统。系统供电与备用保障

主电源配置要求变电所应根据地区供电条件、负荷性质和容量，合理确定主变压器台数和容量。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器容量不应小于60%的全部负荷，并保证一、二级负荷供电。

备用电源设置原则在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器；如可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。所用电源应保证可靠性，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。

应急供电保障措施消防设备电源应采用专用回路，确保火灾时持续供电。自动灭火系统、火灾报警系统等消防设施应具备双电源或应急电源供电方式，其切换时间应满足设备运行要求，保障消防系统在主电源故障时仍能有效工作。07防火设计施工与验收施工质量控制要点建筑材料防火性能把控严格核查进场建筑材料的防火等级证明，如防火墙材料需具备不燃或难燃特性，其防火等级、力学及防爆性能需符合设计要求，确保材料质量达标。电气设备安装规范性检查在电气设备安装过程中，重点检查设备接线是否牢固、绝缘是否良好，特别是充油设备的密封性能，防止因安装不当导致短路或漏油引发火灾。防火隔离设施施工质量监督监督防火墙、耐火隔板等隔离设施的施工，确保其高度超出油枕顶，长度大于贮油坑两侧各0.5米以上，安装牢固且符合防火分隔设计标准。消防系统功能测试与调试对自动灭火系统、火灾报警装置等消防系统进行严格测试与调试，保证火灾探测器灵敏可靠、灭火装置能按预设条件准确启动，确保系统功能正常。电缆敷设与防火封堵施工管理电缆敷设需规范，在室外进入室内的入口处、电缆竖井进出口等部位，必须采用防火胶泥等材料进行严密封堵，防止电缆火灾蔓延，施工中要确保封堵严实有效。验收标准与流程规范

建筑物耐火等级验收标准变电所内建筑物的耐火等级不应低于相关设计规范要求，主控制室、继电器室等戊类场所不低于二级，油浸变压器室等丙类场所不低于二级。

消防设施配置验收标准应按照《建筑灭火器配置设计规范》GB50140配备合适数量的手提式及推车式化学灭火器，主变压器等带油设备需设置贮油坑及总事故油池，容量分别不小于单台设备油量的20%及最大单台设备油量的60%。

防火间距与隔离验收标准屋外油浸变压器之间防火净距应符合规范