摘要：变电站土建设计的安全和防火问题近年来引起广泛的关注，关系着电力系统的正常运转和资源的配置以及基础设施的合理建设，尤其是防火问题更是与人身财产安全息息相关，是土建设计中不可忽视的问题。文章分析了变电站土建设计的安全和防火问题以及一些注意事项。
关键词：变电站土建设计；安全；防火
0前言
火灾是变电站的高发事故之一，所以，变电站土建设计中的防火性一直是一项需要重点考虑的问题。防火性能良好的设计方案不仅能对我国现有的消防设计提供规范性的指导，而且能很好的避免电站运行过程中的火灾等重大事故的发生。因此，合格的电站设计方案，不仅要使电气设备的距离符合规定，也要保障其具有良好的防火性能。只有从设计的源头入手，事先注意到电站建成后可能存在的火灾隐患，并采取有效的措施在设计中予以规避，才能防患于未然，在保护国有资产的同时也能保障我国电网安全、稳定的运行。
1、常规布置变电站的防火要求
对于大多数建筑物来讲，建筑设计的基本原则是兼顾内部空间布局的合理和外部设计的艺术感和层次感，而对于不同的建筑物，其要符合的防火要求也不尽相同。对于变电站一类的建筑物来讲，因运行中的需要，其防火等级要求必然很高，控制室和继电室的火灾危险级别为戊类，配电室一般为丙类。而对于大多数电站的防火要求，一般国家规定耐火等级要不低于二等。对于屋面的材料而言，变电站的各个室内的墙面都要采用难以自然的材料或可自行熄灭的材料。
同时，对变电站内防火门的耐火性、消防器材的设置、开启方向及安全出口的数量都要有具体的要求，以保证火灾发生时救火工作能及时有效的开展，一般来讲，距离变压器外廓 5m~10m处可设置防火门窗。此外，对同一变电站不同房屋之间的布局及不同变电站之间房屋与设备之间的距离，都要符合相应的安全规范或设置防火墙，避免因房屋间距不足或布局不合理而降低电站的防火系数。一般来讲，当电站内油浸或者可溶介质的电气设备在电站侧墙 3m 及以内时，以该侧墙为圆点，半径3m 以为不得设有门窗，以保证电站具有较高的防火性能。各建筑物与电气设备之间的防火间距要求如下表 1 所示：
2、电气设备的防火问题
因电气设备的特殊性，在其发生火灾时也要采取特殊的灭火措施。
据统计，变电站的火灾事故中，绝大部分是由带油的电气设备起火所引起的，根据化学原理，该类火灾不能用水扑灭，反而会导致火势加大。一般来讲，该类火灾大多采用干粉灭火器或手提式化学灭火器予以扑灭，操作简便且灭火速度快、效率高。值得注意的是，当电站的重要仪器或者仪表起火时，上述救火方法均不适合，应该选择气体灭火器如装有卤代烷的灭火器来灭火，这类灭火器可确保火被扑灭后仪器不会被损坏。电缆是变电站中最主要的设备，因其分布较广，故不适宜用电站内固定的消防设备来灭火，当电缆起火时，常用的灭火方法是分隔及阻燃。
关于电站内部的防火设计：电站内一般设有专门的防火墙，其组成材料为防火型隔板、形条、柔软及固定的堵料，防火墙进线的一端、电缆支架之间的电缆上都要使用防火的涂料；对于户外电缆的连接及各电缆的分支通道，每m都要设置阻火段，每2m都要用防火涂料、耐火包装等填充防火槽；对于所有电缆的入口，一般要用防火隔板和堵料喷涂或者封住各接口子箱、操作箱底部，各控制室的电缆穿孔处，也要用防火隔板、简便且牢固的堵料、柔软性能较好的防火堵料等来进行封堵；电站内部的防火隔板的螺栓要加以固定并拧紧，螺栓要使用不锈钢材料来制造且用防火隔板加以固定；对变电站内部和外延的各部分电缆，都要在其表层喷涂耐火涂料，涂料的厚度一般要大于0.8mm，而对夹层和吊架上的电缆经过检查符合耐火性后，以直线的电缆为依据，要在电缆两端安装防火槽，该槽长度大约为2m，当电缆使用的全部是阻燃材料时，仅需要将电缆进出口用耐火材料堵住，无需在使用其他防火措施。
关于变压器的防火性要求：变电站内最重要、防火等级最高的设备当属变压器。国家有关规定表明主变压器距离电站外配电室及其他主要生产建筑物的防火安全距离不得小于 10m。当主变压器起火时，首选的救火设备是化学灭火器，用以防止火势进一步扩大；当重大火灾是由内部设备等发生障碍导致时，一般依靠内部防火墙、化学灭火器及内部排油灭火设备加以控制以有效防止火势蔓延。目前我国国内生产的灭火器很难有效扑灭火灾，因此当该类火灾发生时，大多给我国造成严重的损失。鉴于此，为降低风险及规避损失，设计人员在设计时要事先严格遵守建筑物之间的安全距离，确保主变压器之间，主变压器与配电室等其他设备之间的距离在安全距离范围内，同时要注意设置足够数量的防火墙，检查防火墙的耐火性是否良好，选择性能较好的耐火材料。
3、事故集油池的防火要求
一般来讲，当室外单台变压器的油量超过1000kg时，该变压器其其相关设备均应设置排油坑及相关设施；排油坑的容积一般应为变压器油量的20%－60%。若排油坑容量为设备油量的 20%，则应在坑底设置内径不低于100m 的排油管，并在管口装上铁格过滤网，以便在发生火灾事故时，有效的将油排出设备之外。此外，在驻油坑内还应将集油池与排油管加以连接，其中，集油池表面应有铁栅格，上部铺设卵石，直径为5－8cm，厚度不小于25cm，各栅格净距离不大于4cm。设置总事故贮油池，应将油量设定为按最大一台主变全部油量的60%。
4、消防车道及场地绿化的防火要求
在电站总的设计方案中，消防车道最好采用环形车道，以便适合转弯，且转弯半径应符合在发生事故时，消防车能够以最快的速度到达起火设备。当场地较小时，可以设置尽头式回车场，面积不小于15m*15m。对于电站附近的绿化要求，也要考虑防火要求，比如不允许种植高大乔木，只能种植较为低矮类的灌木类植物。而对于最易发生火灾的部位，如变压器周围等，则需铺设混凝土地平，不允许种植任何植物。
5、无人值班变电站的防火设计
（1）消防器材的数量要符合变电站规模。具体有：消防棚、消防沙池、消防栓、消防桶、消防锨和消防灭火器等。
（2）变电站要设置足够的灭火器，如：不允许配备泡沫灭火器，可配备干粉、二氧化碳、四氯化碳、等灭火器。按无人值班变电站的防火设置摆放要求，各类灭火器要合理摆放，以便火灾时能快速取用。
（3）变电站应设置消防报警系统，具体原理是在变电站内设置烟感探头，根据烟雾信号准确、可靠地检测火情，发出信号，以提醒有关人员注意，以便及时监控并预报火情。此外，该设备还能在发出报警声音时，用语音和画面提醒监控中心值班人员注意，通过遥控信号及时发现火情。
（4）在无人值班变电站安装遥视警戒系统，用于远方巡视设备和变电站的安全保卫。该系统除具有图像监视功能以外，还具有红外报警和变电站灯光控制等功能。红外报警探头安装在变电站四周院墙上，一旦有人越墙进入，便会动作报警，发出强烈的警笛声，带巡航功能的摄像机将自动对准目标，进行录像。监控中心接到报警后，可一边监视，一边用麦克风喊话，驱赶闯入者。另外，将消防报警系统的信号接入遥视警戒系统，利用带巡视功能的摄像机，可自动对准报警区域，检查火情。
（5）各电站还要配置便携式红外线探测仪，该仪器在不接触带电设备的情况下，将红外光束对准探测物体，在15m的范围内，可以探测出其温度。该探测仪可供巡查人员检测运行设备及引线接头的发热情况，防止设备及引线过热，烧坏设备，诱发火灾。
6、总结
随着我国的经济发展，火灾的防护愈来愈引起大家的关注，变电站作为火灾的易发地和高发地，这就要求土建设计人员必须引起重视，在土建图纸的设计中充分考虑各种因素加以综合运用，严格执行国家的行政规范，真正做到防治结合、预防为主的设计目标，最大限度地保证人民的财产安全。
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论文作者:李文杜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：变电站论文; 电站论文; 灭火器论文; 火灾论文; 土建论文; 电缆论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第15期论文;