[發明專利]油浸式變電站主變壓器室可燃氣體爆炸泄壓面積確定方法

在審

• 申請號: 201410779634.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104598718A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 劉湘蒞;呂東;郭正位;郭新菊;路曉軍;景川;席小娟;齊道坤;胡鑫;張少輝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司經濟技術研究院;公安部天津消防研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種油浸式變電站主變壓器室可燃氣體爆炸泄壓面積確定方法，屬于變壓器安全應用技術領域。

背景技術

我國大型變壓器多采用油浸式變壓器，并在戶內布置。其中對安全要求最高的就是主變壓器室。因為主變壓器室存有變壓器油，而變壓器油在電弧等條件下可能產生易燃易爆氣體，存在爆炸的風險。主變壓器室一旦發生爆炸影響范圍大，是變電站重點預防的位置。從理論分析和采樣分析可得，變壓器中絕緣油在高溫、電弧等異常環境作用下，產生的氣體主要有烴類和氫氣。如H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆，還有微量長鏈有機物。在正常情況下，這些氣體會通過變壓器的排氣閥及時排出。由于每次出來的氣體量少，會迅速擴散至爆炸極限以下，并通過百葉窗等通風窗口消散到室外，一般不會發生爆炸。但是如果異常情況下，變壓器排氣閥失效，變壓器內產生的氣體積攢形成憋壓現象，直到達到一個高壓，排氣閥瞬時開啟，使這些積攢較多的易燃易爆氣體瞬時排出，短時間內形成較大的爆炸性氣體云團，如遇高溫或電火花等點火源，就可能會發生破壞性爆炸。我國曾發生過變壓器室的類似爆炸，導致變壓器室的墻體被炸裂縫。

一般通過給建筑開啟泄壓通道的方法降低可能發生的爆炸對建筑及建筑內人員的傷害。建筑設計防火規范(GB50016)規定了一種泄壓面積的計算方法：通過存儲的爆炸物類別選擇泄壓比(如表1所示)，然后按照室內體積大小，和公式A＝10·C·V^(2/3)來計算應該開啟的泄壓面積。

但是，該方法的適用范圍為甲乙類廠房及倉庫，而變壓器室屬于丙類建筑，從應用對象上并不合適，因此無法直接選取建筑設計防火規范中相關物質的泄壓比直接計算。

表1

傳統的經驗模型也不能應用于這種應用場合。如TNT當量法、TNO多能法和Baker-Strehlow法等均難以勝任該類場合泄壓面積的確定。

TNT當量法來源于工程爆破中TNT炸藥爆炸經驗，與氣體爆炸情況存在較大出入；更重要的是，TNT當量法連爆炸環境的封閉情況都不考慮，無法用于計算泄壓面積的大小。

TNO(The?Netherlands?Organization)多能法(Multi-Energy)和Baker-Strehlow法在發展過程中，粗略的加入了封閉狀況帶來的影響。TNO多能法以爆源強度等級來確定爆炸環境封閉情況，而Baker-Strehlow法以障礙物密度描述爆炸環境阻塞狀況。雖然這兩種方法均給出了封閉程度越高、阻塞率越高，爆炸超壓越大的規律，但是，這些計算模型難以滿足110kV油浸式主變電室可燃氣體爆炸泄壓面積的確定，原因是這類計算方法所給出的遮擋程度(封閉程度、阻塞率高低)只是定性描述，無法和泄壓通道開啟面積及主變室內部如變壓器、接線樁、各種立柱、管道等對氣體爆炸的阻塞定量地聯系在一起，難以選擇算法所需求的爆炸超壓曲線，也無法用來確定主變壓器室的泄壓面積。

發明內容

本發明的目的是提供一種油浸式變電站主變壓器室可燃氣體爆炸泄壓面積確定方法，以解決現有油浸式變電站主變壓器室爆炸泄壓面積確定過程由于采用存儲的爆炸物類別選擇泄壓比所造成泄壓面積計算不準確的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種油浸式變電站主變壓器室可燃氣體爆炸泄壓面積確定方法，該方法包括以下步驟：

1)根據建筑方或設計方的要求確定油浸式變電站主變壓器室的最大允許爆炸超壓P；

2)根據所確定的最大允許爆炸超壓P，計算主變壓器室的泄壓比C；

3)確定主變壓器室的室內體積V，并根據室內體積和得到泄壓比計算泄壓面積A，從而實現對油浸式變電站主變壓器室可燃氣體爆炸泄壓面積的確定。

所述步驟2)中泄壓比C的計算式如下：