[發(fā)明專利]針對(duì)電力變壓器火災(zāi)的水霧帶電滅火裝置的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711001703.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107737430B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸佳政;陳寶輝;吳傳平;周特軍;梁平;潘碧宸;李波;方針
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心;湖南省湘電試研技術(shù)有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): A62C37/50
• 分類號(hào): A62C37/50;A62C31/02;A62C3/16
• 代理公司: 43001 長(zhǎng)沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

1.一種針對(duì)電力變壓器火災(zāi)的水霧帶電滅火裝置的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

S1.根據(jù)帶電滅火的安全性要求，對(duì)水霧的參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；

所述的安全性要求，具體為防止電力變壓器的高壓套管之間或套管對(duì)地發(fā)生閃絡(luò)跳閘斷電，以及水霧發(fā)生擊穿閃絡(luò)現(xiàn)象時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)不小于相同條件下空氣發(fā)生擊穿閃絡(luò)現(xiàn)象時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)的0.9倍；

所述的對(duì)水霧的參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，具體為根據(jù)最高耐受電壓、水劑電導(dǎo)率、大氣壓力和電極模型，模擬電力變壓器應(yīng)用環(huán)境中的霧霾污染等級(jí)和高壓套管污穢等級(jí)，對(duì)水霧的參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；其中，最高耐受電壓采用電力變壓器的額定電壓；電極模型采用噴頭-高壓套管模型；大氣壓力為采用如下原則進(jìn)行選取：海拔2000m以下的地區(qū)的大氣壓力選定為101kPa，海拔2000m以上的地區(qū)的大氣壓力選定為80kPa；而且大氣的溫度固定為20℃，大氣的濕度固定為50％；霧霾污染等級(jí)采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的三級(jí)霧霾污染等級(jí)，高壓套管污穢等級(jí)采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的五級(jí)污穢等級(jí)；

所述的對(duì)水霧的參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，具體為設(shè)計(jì)水霧霧滴的參數(shù)，包括體積特征直徑、索太爾平均粒徑、霧滴濃度和霧滴三維速度；

S2.根據(jù)步驟S1設(shè)計(jì)的水霧參數(shù)，針對(duì)電力變壓器火災(zāi)的具體類型進(jìn)行火災(zāi)模擬滅火試驗(yàn)，從而對(duì)初步設(shè)計(jì)的水霧參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

所述的電力變壓器火災(zāi)的具體類型，具體為采用如下規(guī)則確定火災(zāi)類型：電力變壓器的火災(zāi)類型確定為B類油火；火災(zāi)的模擬燃燒物采用25#或40#的石蠟基變壓器油或環(huán)烷基變壓器油；

S3.根據(jù)步驟S2優(yōu)化后的水霧參數(shù)，對(duì)電力變壓器的水霧帶電滅火裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)；具體為采用如下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：

A.按照如下公式進(jìn)行水霧噴頭設(shè)計(jì)：

式中q_i為單一噴頭的流量，K為噴頭的流量系數(shù)，P為噴頭的設(shè)計(jì)工作壓力；

B.按照如下公式進(jìn)行管道傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

式中Q為滅火裝置的設(shè)計(jì)流量，n為噴頭的總數(shù)，q_i為第i個(gè)噴頭的流量，i為自然數(shù)；

C.按照如下公式進(jìn)行壓力系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

H＝∑h+P₀+h_z

式中H為水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供給壓力，∑h為管道沿程和局部水頭損失的累計(jì)值，P₀為最不利水霧噴射點(diǎn)的工作壓力，h_z為最不利水霧噴射點(diǎn)與最低水霧或系統(tǒng)水平供水引入管中心線之間的揚(yáng)程差；

其中管道沿程和局部水頭損失包括管道水頭損失、裝備閥門水頭損失和管件局部水頭損失；

管道水頭損失采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中h_g為摩擦阻力損失，f為摩擦系數(shù)，L為管道長(zhǎng)度，ρ為液體密度，Q為流量，d為管道直徑；

摩擦系數(shù)f為根據(jù)雷諾數(shù)查詢莫迪圖得到；雷諾數(shù)為采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中Re為雷諾數(shù)，μ為絕對(duì)動(dòng)力粘度；

D.設(shè)計(jì)自動(dòng)滅火裝置的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火；

S4.設(shè)計(jì)水霧對(duì)電力變壓器中的帶電端的施放距離，從而保證帶電滅火的安全；所述的設(shè)計(jì)水霧對(duì)電力變壓器中的帶電端的施放距離，具體為采用如下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：將現(xiàn)有的電力設(shè)備的安全距離除以帶電安全校正系數(shù)從而得到水霧環(huán)境下的安全距離，并根據(jù)水霧環(huán)境下的安全距離設(shè)計(jì)水霧施放距離；所述帶電安全校正系數(shù)定義為水霧擊穿電壓與同條件下空氣擊穿電壓之間的比值。