一种开关柜及高压室自动灭火装置及方法与流程

本发明涉及变电站开关柜及高压室消防领域，特别涉及一种开关柜及高压室自动灭火装置及方法。

背景技术：

1、空气绝缘开关柜采用常压密封，绝缘介质为空气，运行中无绝缘介质泄露风险，有体积小、重量轻、柜体整齐美观、结构紧凑、占地面积小等诸多优点，设备结构简单，运维方便，因此在各变电站35kv及10kv电压等级中应用广泛。主流kyn28系列开关柜剖面图如图2所示，柜体为三层结构，上层为母线和仪表室，中间层为断路器室，下层为电缆室。柜内高压带电部分的连接一般通过动静触头或者螺栓实现硬连接，高压带电部分对地通常通过支柱瓷瓶、穿柜套管、穿墙套管、静触头盒等绝缘件对柜体(地)绝缘。

2、开关柜工作电流大、操作次数多、涉及负荷类型复杂，受外部线路及设备故障影响的机会多，在运行过程中，受高压室内及开光柜内潮湿脏污、系统电容电流大、柜内电缆头故障、冲击性负荷影响、绝缘件质量参差不齐等诸多因素影响，长期以来10～35千伏开关柜缺陷率居高不下，柜内断路器、pt、ct、触头盒、支柱绝缘子、站用变等故障造成开关柜烧毁的事件时有发生，开关柜故障率大大高于主网其它设备，并且由于开关柜母线室是相互连通的，当一个间隔故障时，火势非常容易波及到相邻间隔，出现“火烧连营”，导致事故范围和影响扩大。

3、专利号为202311540444.x公布了一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，包括灭火贴，所述灭火贴包括扩衬板、气凝胶防火涂层与灭火层；所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴且衬板的一面通过气凝胶防火涂层与开关柜的内壁连接；所述灭火层采用灭火微胶囊层；所述灭火层的上表面连接气凝胶防火涂层；所述灭火层的下表面喷涂特定高分子膜，形成包覆于灭火微胶囊层表面上的保护膜。该专利对柜内初期火灾有一定效果，但安装部位存在局限性，不能扑灭高压室内非柜内火灾，并且灭火能力不能持续输出。

4、又如专利号为201610751595.3公开了一种金属铠装移开式高压开关柜灭火装置及柜内灭火方法，所述灭火装置包括分别设于高压开关柜的电缆室、母线室、手车室和继电器室内的灭火弹和设于所述高压开关柜外部的报警装置；所述灭火弹上连接有感应器；所述报警装置包括控制器，所述控制器分别和所述灭火弹的控制部件及感应器连接；所述灭火方法实现高压开关柜火灾报警及柜内灭火。该发明对柜内火灾有一定效果，但不能扑灭高压室内非柜内火灾，且同样存在灭火能力不能持续输出的问题。

5、又如专利号为202010564985.6公开了一种高压室灭火系统，它包括固定灭火装置和移动灭火箱，固定灭火装置主要包括灭火剂悬挂罐和固定架，高压室内设置有配电柜，配电柜上方设置有固定架，固定架内部设置有灭火剂悬挂罐，固定架固定于高压室顶部或者墙侧，当配电柜出现火情时，灭火控制系统接收到火灾信号，启动电动机运行，检测具体着火地点，控制开启灭火剂悬挂罐，灭火剂悬挂罐内充装有七氟丙烷灭火剂，通过喷嘴对着火点进行精确灭火，灭火完成后，开启散气窗，将灭火气体排出室外，工作人员带着移动灭火箱到达着火设备处进行善后处理。该发明具有扑救高压室火灾的效果，但对开关柜内火灾扑救并无直接有益效果。

6、目前开关柜及高压室还没有配备自动灭火系统，发生故障火灾后，因高压室环境相对密封，设备运行方式复杂，且可燃物燃烧后产生大量浓烟及有毒气体，同时高压室温度很高、断路器灭弧室存在爆炸风险，这对及时进入高压室开展灭火抢修带来极大困难，往往需等待火势及浓烟消散，无法及时进行抢修。

7、因此，通过一种开关柜及高压室自动灭火装置及方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种开关柜及高压室自动灭火装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括主设备和控制设备，所述主设备包括气体灭火系统、高压室电动开合门窗，所述气体灭火系统包括主储罐、主储罐电磁阀、主储罐密度继电器、副储罐、副储罐电磁阀、副储罐密度继电器、减压阀、气泵、气泵逆止阀、总阀、急停电磁阀、开关柜手阀、高压室手阀、若干电动调节阀、若干逆止阀、若干硬质输气管道、若干软质输气管道，所述主储罐通过硬质输气管道连接主储罐电磁阀、主储罐密度继电器，副储罐通过硬质输气管道连接副储罐电磁阀、副储罐密度继电器，主储罐电磁阀及副储罐电磁阀通过硬质输气管道连接减压阀，气泵进气口连接高压室外空间，气泵出气口连接气泵逆止阀，减压阀及气泵逆止阀通过硬质输气管道连接总阀，总阀通过硬质输气管道连接急停电磁阀，急停电磁阀连接开关柜手阀及高压室手阀。

3、优选的，所述控制设备包括控制器、主储罐密度继电器、副储罐密度继电器、若干高压室内烟雾传感器、若干高压室内氧气传感器、若干柜内烟雾传感器、若干柜内氧气传感器、急停按钮、触控屏、主储罐电磁阀驱动器、副储罐电磁阀驱动器、气泵驱动器、急停电磁阀驱动器、若干电动调节驱动器、高压室电动开合门窗驱动器，所述控制器依次连接主储罐密度继电器、副储罐密度继电器、若干高压室内烟雾传感器、若干高压室内氧气传感器、若干柜内烟雾传感器、若干柜内氧气传感器、急停按钮、触控屏、主储罐电磁阀驱动器、副储罐电磁阀驱动器、气泵驱动器、急停电磁阀驱动器、若干电动调节驱动器、高压室电动开合门窗驱动器，所述主储罐电磁阀驱动器连接主储罐电磁阀，所述副储罐电磁阀驱动器连接副储罐电磁阀，所述气泵驱动器连接气泵，所述急停电磁阀驱动器连接急停电磁阀，所述若干电动调节驱动器连接若干电动调节阀，所述高压室电动开合门窗驱动器连接高压室电动开合门窗。

4、优选的，所述开关柜手阀的各个仓室分别连接一组电动调节阀和逆止阀，所述逆止阀通过软质输气管道连通各个开关柜各个仓室的顶部。

5、优选的，所述所述电力柜各个仓室分别设置一个柜内烟雾传感器和柜内氧气传感器。

6、优选的，所述高压室连接多个电动调节阀，多个电动调节阀通过硬质输气管道连通高压室的四周。

7、优选的，所述高压室的内部周围设置有烟雾传感器和氧气传感器，用于检测高压室内的浓度和氧气浓度。

8、优选的，所述电动调节阀采用tks-m2a。

9、一种开关柜及高压室自动灭火方法，(1)、首先进行参数设定，参数包括但不限于主(副)储罐气压上下阈值，用于控制主(副)储罐电磁阀；

10、(2)仓室对应电动调节阀动作的烟雾传感器上下阈值、氧气传感器上下阈值，用于控制主(副)储罐电磁阀、电动调节阀动作的高压室内烟雾传感器上下阈值、氧气传感器上下阈值；参数设定后检测主(副)储罐气压是否在设定范围内，如果低于设定值则对储罐进行补气，直至储罐气压在设定范围内；

11、(3)、同步检测开关柜各仓室内烟雾传感器是否被触发，如果被触发则打开主储罐电磁阀并调整仓室对应电动调节阀开度；检测开关柜各仓室内氧气含量是否超标，如果超标则调整仓室对应电动调节阀开度，直至仓室内氧气含量在设定值内；与开关柜各仓室内烟雾传感器检测、仓室内氧气含量调整同步，检测高压室内烟雾传感器是否被触发；

12、(4)、如果被触发则打开主储罐电磁阀并调整电动调节阀开度；检测高压室内氧气含量是否超标，高压室内氧气传感器均匀布置在高压室内四周，高压室内氧气含量值取8个传感器平均值，如果超标则同步调整电动调节阀开度，直至高压室内氧气含量在设定值内；检测高压室外急停按钮是否按下，如果按下则急停电磁阀动作切断灭火装置总气路。

13、本发明的技术效果和优点：

14、1、本发明应用于开关柜及高压室灭火时，关门窗+排助燃+注阻燃措施能够及时扑救火灾，降低火灾后设备故障程度，减少财产损失，降低抢修难度，提升电力行业优势服务水平。

15、2、本发明启动后充注的二氧化碳气体不影响带电部分相间、相对地绝缘强度，不影响非故障间隔正常运行，提高电网及设备运行可靠性。

16、3、本发明促使开关柜内部气体更新，柜内温度较高时，排出高温空气，同时释放二氧化碳吸收大量热量，对设备内部温升具有一定抑制效果，有效缓解绝缘材质的热老化，延长设备生命周期。

17、4、本发明通过向高压室不间断注入二氧化碳气体，使高压室内充满灭火介质，一方面可及时排出高压室内助燃的氧气，切断助燃剂，同时二氧化碳可吸收大量热量，保证故障火灾被快速扑灭。装置运行状态下，仓室内、高压室内均充满二氧化碳灭火介质，通过“关门窗+排助燃+注阻燃”，多管齐下、多措并举，保障开关柜仓室内及高压室内火灾快速扑灭。

18、5、本发明压室电动开合门窗关闭状态下形成密闭空间，可阻止室外空气进入，减缓灭火介质泄漏，加速灭火进程，高压室电动开合门窗打开状态下，可加速内外空气对流，释放二氧化碳灭火介质，使高压室内氧气浓度快速恢复，快速具备设备故障抢修条件。