220kV附建式变电站消防设计常见问题分析

摘要：当今社会城市化建设进程不断加快，工业与商业活动持续增长，电力需求不断上升，电力基础设施建设的重要性愈发显著。220kV附建式变电站一般位于城市中心或工业区，在变电站运行中，需对高电压电力进行处理，确保电力的安全、稳定供应。对此，本文首先强调消防设计在确保变电站安全运行中的核心地位，然后对220kV附建式变电站消防设计方面的不足进行分析，并提出优化对策，旨在提高变电站的安全性和应急响应能力，从而有效降低火灾风险，确保电力供应的安全和稳定。关键词：附建式变电站；消防设计；优化随着全球能源需求的持续增长，电力系统的安全与稳定运行已成为现代社会关注的焦点。特别是在城市和工业区，220kV附建式变电站已成为连接电力生产与消费的关键节点，附建式变电站一般建在地理位置重要且电力需求集中的地区，不仅需要高效转换和分配电力，还要在有限的空间内确保安全运行。然而，由于高压电力设备的密集配置和复杂的工作环境，变电站面临着众多安全挑战，其中火灾风险尤为突出。一旦发生火灾，不仅可能导致重大的设备损失，还会影响到广大用户的电力供应，甚至可能引发更大规模的社会和经济影响。因此，加强220kV附建式变电站的消防设计，确保其在面对火灾等紧急情况时能够有效响应，是保障电力系统安全的重要环节。一、220kV附建式变电站消防设计的重要性附建式变电站通常建造在电力需求较高的区域，如城市中心或工业区域，以减少电力传输过程中的损耗，提高供电可靠性。220kV属于高电压级别，适用于大范围电力传输。由于空间限制，附建式变电站设计通常比较紧凑，以适应城市或其他建筑密集区域。为了确保安全和高效，在附建式变电站规划建设中，须采用先进的控制和保护系统。在变电站运行中，不仅可发挥基本的电压转换功能，同时还具备电力控制、监测和通信系统等功能。变电站是电力供应网络的关键部分，附建式变电站须处理高电压电力，设备过热及电弧、电气短路等都可能导致火灾，并且附建式变电站通常空间较紧凑，一旦发生火灾隐患，很难快速有效应对。火灾不仅可能导致重大财产损失，还可能导致电力中断，影响数千甚至数百万用户。对此，必须高度重视消防设计，合理规避各类风险，设计快速疏散通道，并制定应急响应措施[1]。二、220kV附建式变电站消防设计常见问题（一）防火分隔不足在附建变电站的消防设计中，防火分隔至关重要，可发挥物理隔离作用，限制火灾扩散和蔓延。在防火分隔的实际应用中，通过利用建筑设计和防火材料，可将大型空间划分为多个小区域，使每个区域都能在一定时间内抵御火焰和热量的侵袭。在变电站中，尤其是对于关键设备如电气设备和控制室，防火分隔显得尤为重要。然而，在一些变电站设计中，由于空间限制、成本考虑或设计过程中的忽视，未能提供足够的防火分隔，在火灾发生时，火势可能迅速在密集排列的电气设备间蔓延，从一个区域扩散到另一个区域，增加火灾扩散风险。（二）灭火系统选择不当灭火系统的主要作用是在火灾发生时迅速有效扑灭火势，从而保护设备和人员安全。灭火系统选择不当通常源于对高压电气设备火灾风险的误判、预算限制或缺乏专业知识。例如，错误选择水喷淋系统可能导致电气短路或设备损坏，进而增加人员安全风险和设备损失。不恰当的灭火系统不仅无法有效控制火灾，还可能增加人员安全风险和设备损失，因此选择适合高压电气环境的灭火系统对变电站的安全运行至关重要[2]。（三）火灾探测器配置不合理在附建变电站消防设计中，火灾探测器的作用是及时检测火灾的发生并发出警报，以便采取紧急措施。火灾探测器配置不合理的原因包括设计团队专业知识不足、成本限制，此外，对于变电站特有环境条件的考慮不足，可能影响探测器的选择和布置。不合理的配置表现为探测器覆盖不足、响应时间延迟和高误报率，在发生火灾时，不仅可能导致延迟报警，增加火势蔓延的风险，还会因频繁误报而导致对真实火灾警报的忽视。（四）紧急疏散路径不明确紧急疏散路径不明确问题的产生原因比较多，在规划和设计阶段，可能未充分考虑紧急情况下的疏散需求，导致疏散路径规划不足或设计不合理。附建变电站空间区域有限，如城市中心或工业区，可能限制疏散路径的设计和布局。此外，随着时间的推移，原有的疏散路径可能因站点改造或设备升级而被阻塞或变得不明显。一旦发生火灾，可能造成疏散指示不清，难以识别疏散路线，疏散出口的数量和位置不足。一旦发生紧急情况，如火灾，不明确或不充分的疏散路径可能导致混乱和延迟，增加人员伤亡风险。三、220kV附建式变电站消防设计优化对策（一）防火分隔优化设计在附建式变电站消防设计中，优化防火分隔策略是确保安全的关键。在设计初期，对高风险区域如电气设备和控制室，要进行细致的风险评估，以便规划出足够的防火分隔区域。另外，使用防火材料也至关重要，如在建筑和设施设计中，可使用防火墙、防火门和非燃烧材料，这些材料不仅应用于墙体和门，还应包括天花板、地板等结构元素，并确保符合当地和国际防火标准，承受预定时间内的高温和火焰侵袭。此外，设计防火隔断和增设隔离区域，也可显著降低火灾蔓延风险，尤其是在电气设备密集的区域，这些隔离区域通过特殊的防火设计和材料构建，确保一旦发生火灾，火势不会蔓延到关键控制系统或其他重要设备。另外，在附建式变电站的消防设计中，通风系统的优化与疏散路线的规划对于确保安全至关重要。首先，通风系统的设计应确保在火灾发生时能有效控制烟雾和有害气体的扩散，要求考虑安装自动关闭功能的通风系统，以防火势通过通风道蔓延。同时，防火分隔设计应结合考虑安全疏散路线和足够的安全出口。在确保疏散路线在火灾情况下清晰标识，且容易到达，便于快速安全撤离。此外，定期检查和维护防火分隔系统也是至关重要的，要求对防火墙、防火门的完整性和功能进行常规检查，确保在紧急情况下能够正常运作[3]。（二）合理选择灭火系统在附建式变电站的消防设计中，须对变电站内可能发生火灾的区域进行全面评估，如变压器、电缆沟、控制室等，综合考虑变电站内的设备种类、布局以及潜在的火灾源，以确定适合的灭火系统类型。根据变电站内部的具体环境和设备类型来选择最适合的灭火剂。例如，在含有电气设备的区域，通常推荐使用干粉、二氧化碳或清洁气体灭火剂，而在处理涉及油类或其他易燃物质的区域时，则可能需要选择特殊类型的灭火剂，如泡沫灭火剂，有效控制和扑灭这类火灾。在灭火系统运行调控中，可将自动化与手动控制系统相结合，针对不同区域的专门化保护。在具体设计过程中，应包含自动化灭火系统和手动控制选项，以应对不同类型和规模的火灾。当自动化系统检测到初期火灾时，能够迅速响应，有效控制火势，而在早期阶段，可利用手动控制功能，处理复杂或大规模的火灾情况，提供灵活性和针对性的干预。其次，变电站内部应根据火灾风险和重要性划分为不同区域，并为每个区域设计特定的灭火系统。重点保护区域包括控制室和变压器区域，其对变电站运营的重要性，应配备更高级别的灭火保护措施。通过采用这种区域划分和差异化保护策略，可确保灭火系统能够针对特定区域的具体风险提供最合适的响应，从而保护人员安全，减少财产损失。另外，灭火系统不应独立运作，须与火灾报警系统、疏散指示、通风控制等安全系统整合，以确保在火灾发生时所有系统能够协同工作，提供综合的安全响应，如图1所示。在检测到火灾时，不仅灭火系统被激活，同时疏散指示明确指导人员撤离，通风系统调整以控制烟雾扩散。此外，灭火系统的激活应与变电站的电力供应和备用电源系统相协调，确保在火灾情况下仍能维持关键操作和安全退出，如在主电源失效时，可确保备用电源能够支持灭火系统和其他关键安全设施的运行。通过这种系统的集成和联动，变电站能够在火灾发生时提供全面、协调一致的安全响应。（三）火灾探测器配置探测器类型的选择应基于变电站内的特定环境和潜在火灾类型，常见探测器类型包括烟雾探测器、热感探测器和火焰探测器。对于电气设备区域，重点应放在选择不易受环境干扰的探测器，如离子烟雾探测器或光电烟雾探测器，这些探测器能更有效在电气火灾的早期阶段发出警报。其次，在布局和位置方面，必须确保探测器覆盖变电站的所有关键区域，如电气设备室、控制室和电缆通道等。探测器与控制器之间的距离应符合安全规范要求，以保证探测器能及时并准确响应火灾。火灾探测器的灵敏度设置和与其他安全系统的集成与联动至关重要，过高的灵敏度可能导致频繁误报，影响系统的可靠性和人员的响应效率，而过低的灵敏度则可能延遲火灾检测，增加火灾造成严重损害的风险。因此，应综合考虑变电站的特定环境，调整探测器的灵敏度以匹配所处环境的特点。其次，火灾探测器应与消防报警系统和灭火系统紧密集成，并与建筑管理系统联动，在探测到火灾时，不仅能够及时触发报警，还能启动相应的灭火措施，如自动开启灭火系统。同时，联动到建筑管理系统能在火灾情况下自动控制通风、照明和疏散指示，增强整体的安全响应[4]。（四）紧急疏散路径规划紧急疏散路径的规划是确保人员安全的关键环节。在设计阶段，应考虑变电站的整体布局，包括所有设备位置、工作区域以及入口和出口位置，从而确定疏散路径的最佳布局。同时，必须确保疏散路径的数量足够、位置合理，可让所有人员在紧急情况下迅速撤离。疏散路径应设计成直接通向安全区域的路线，并尽可能避开高风险区域，如变压器室或电缆通道。疏散路径的标识和指示以及通道的宽度和照明是确保有效疏散的重要组成部分。变电站内部的疏散指示标志应设置在明显位置，这包括指向最近出口的箭头和紧急出口的标识。使用发光或反光材料制作这些标识非常关键，以确保在照明不足或烟雾浓重的情况下，这些标识仍然清晰可见。另外，疏散路径的通道宽度必须符合安全标准，宽度足以在高峰时段处理大量人流，避免拥堵和混乱。此外，疏散路径上应安装紧急照明，以便在主电源失效的情况下仍能够清晰指引人员安全撤离。疏散路径上应始终保持无障碍，确保没有堆放物品、杂乱的电缆或任何可能妨碍快速撤离的障碍物。同时，应安装能在火灾时自动关闭的防火门，这些门在阻止火势和烟雾蔓延方面起着关键作