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电力变压器是根据电磁感应原理,以互感现象为基础,将一定电压的交流电能转变为不同电压交流电能的设备,按其冷却介质不同又可分为干式变压器和油浸式变压器。
一、电力变压器的火灾危险性
电力变压器是由铁芯柱或铁轭构成的一个完整闭合磁路,由绝缘铜线或铝线制成线圈,形成变压器的一次、二次绕组。除小容量的干式变压器外,大多数变压器都是油浸自然冷却式,绝缘油起线圈间的绝缘和冷却作用。变压器中的绝缘油闪点约为135℃,易蒸发,同空气混合能形成爆炸混合物。变压器内部的绝缘衬垫和支架大多采用纸板、棉纱、布、木材等有机可燃物质组成,如1000kvA的变压器大约用木材0.012m,用纸40kg,装绝缘油1000kg。所以,一旦变压器内部发生过载或短路,可燃的材料和油就会因高温或电火花、电弧作用而分解、膨胀以致汽化,使变压器内部压力剧增。这时,可引起变压器外壳爆炸,大量绝缘油喷出燃烧,又会进一步扩大火灾危险。
二、电力变压器的安全设置
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的要求,电力变压器的安全设置应符合以下要求:
(1)油浸变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级,其他防火设计应按《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)等规范的有关规定执行。
(2)油浸变压器、充有可燃油的高压电容器和多油开关等用房宜独立建造。当确有困难时可贴邻民用建筑布置,但应采用防火墙隔开,且不应贴邻人员密集场所。
(3)变、配电所不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻建造,且不应设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的10kV及以下的变、配电站,当采用无门、窗、洞口的防火墙隔开时,可一面贴邻建造,并应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)等规范的有关规定。乙类厂房的配电所必须在防火墙上开窗时,应设置密封固定的甲级防火窗。
(4)多层民用建筑与单独建造的变电站的防火间距,应符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的规定。10kV及以下的预装式变电站与民用建筑的防火间距不应小于3m。
(5)油浸电力变压器、充有可燃油的高压电容器和多油开关等用房受条件限制必须布置在民用建筑内时,不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻,并应符合下列规定:
1)变压器室应设置在首层或地下一层靠外墙部位。
2)变压器室的门均应直通室外或直通安全出口;外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1m的不燃性防火挑檐或高度不小于1.2m的窗槛墙。
3)变压器室与其他部位之间应采用耐火极限不低于2.00h的不燃性隔墙和耐火极限不低于1.50h的不燃性楼板隔开。在隔墙和楼板上不应开设洞口,当必须在隔墙上开设门、窗时,应设置甲级防火门、窗。
4)变压器室之间、变压器室与配电室之间,应设置耐火极限不低于2.00h的防火隔墙。
5)油浸变压器、多油开关室、高压电容器室,应设置防止油品流散的设施。油浸变压器下面应设置能储存变压器全部油量的事故储油设施。
6)应设置火灾报警装置。
7)应设置与油浸变压器、电容器和多油开关等的容量和建筑规模相适应的灭火设施。根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)的规定,单台容量在40MVA及以上的厂矿企业油浸变压器,单台容量在90MVA及以上的电厂油浸变压器,单台容量在125MVA及以上的独立变电站油浸变压器,设置在高层民用建筑内、充可燃油的高压电容器和多油开关室均宜采用水喷雾灭火系统。设置在室内的油浸变压器、充可燃油的高压电容器和多油开关室,可采用细水雾灭火系统。
8)油浸变压器的单台容量不应大于630kVA,总容量不应大于1260kVA
三、电力变压器本体的防火防爆措施
(1)防止变压器过载运行。如果长期过载运行,会引起线圈发热,使绝缘逐渐老化,造成匝间短路、相间短路或对地短路及油的分解。
(2)保证绝缘油质量。变压器绝缘油在储存、运输或运行维护中,若油质量差或杂质、水分过多,会降低绝缘强度。当绝缘强度降低到一定值时,变压器就会短路而引起电火花、电弧或出现危险温度。因此,运行中变压器应定期化验油质,不合格的油应及时更换。
(3)防止变压器铁芯绝缘老化损坏。铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏,会使铁芯产生很大的涡流,引起铁芯长期发热造成绝缘老化。
(4)防止检修不慎破坏绝缘。变压器检修吊芯时,应注意保护线圈或绝缘套管,如果发现有擦破损伤,应及时处理。
(5)保证导线接触良好。线圈内部接头接触不良,线圈之间的连接点、引至高低压侧套管的接点以及分接开关上各支点接触不良,会产生局部过热,破坏绝缘,发生短路或断路。此时所产生的高温电弧会使绝缘油分解,产生大量气体,变压器内压力增大。当压力超过瓦斯继电器保护整定值而不跳闸时,会发生爆炸。
(6)防止雷击。电力变压器的电源一般通过架空线而来,而架空线很容易遭受雷击,变压器会因击穿绝缘而烧毁。避雷器的接地线应与变压器的低压侧中性点或中性点不接地的电力网中,中性点的击穿熔断器的接地端及油箱金属外壳连在一起接地。
(7)短路保护要可靠。变压器线圈或负载发生短路,变压器将承受相当大的短路电流,如果保护系统失灵或保护整定值过大,就有可能烧毁变压器。为此,必须安装可靠的短路保护装置。
(8)限制变压器接地电阻。对于采用保护接零的低压系统,变压器低压侧中性点要直接接地,当三相负载不平衡时,零线上会出现电流。当这一电流过大而接触电阻又较大时,接地点就会出现高温,引燃周围的可燃物质。容量在100kVA以下的变压器接地电阻不应大于10Ω。
(9)防止超温。变压器运行时应监视温度的变化。如果变压器线圈导线是A级绝缘,其绝缘体以纸和棉纱为主,温度的高低对绝缘和使用寿命的影响很大,温度每升高8℃,绝缘寿命要减少50%左右。变压器在正常温度(90℃)下运行,寿命约为20年;若温度升至105℃,则寿命为7年;温度升至120℃,寿命仅为2年。所以变压器运行时,一定要保持良好的通风和冷却,必要时可采取强制通风,以达到降低变压器温升的目的。
(10)变压器室应配备相应的消防设施,如线型感温火灾探测器等探测报警设备、二氧化碳或IG541等与油浸式变压器容量相适应的自动灭火系统和应急照明系统。消防设施设备的线路可以考虑采用矿物绝缘类不燃性电缆、耐高温、阻燃耐火电缆或其他耐火电缆,以满足防火的要求。
(11)应经常对运行中的变压器进行检查、维护,包括变压器的声音、油面、接地、温度表保护装置、套管以及变压器整体整洁等是否完好、正常,便于及早发现隐患及时处理。
《消防给水及消火栓系统技术规范》，干式消火栓系统充水时间不大于5min。
（二）喷头验收检查
1）喷头规格、型号、公称动作温度、响应时间指数RTI，抽查10%且不少于40个，合格率100%。
安装地上式室外消火栓时,其放水口应用粒径为20~30mm的卵石做渗水层,铺设半径为500mm,铺设厚度自地面下100mm至槽底。铺设渗水层时,应保护好放水弯头,以免损坏。
(二)检测验收
室外消火栓应符合下列规定:
(1)室外消火栓的选型、规格、数量、安装位置应符合设计要求。
(2)同一建筑物内设置的室外消火栓应采用统一规格的栓口及配件。
(3)室外消火栓应设置明显的永久性固定标志。
(4)室外消火栓水量及压力应满足要求。
二、室内消火栓的安装调试与检测验收
(一)施工安装
(1)安装准备。消火栓系统管材应根据设计要求选用,一般采用碳素钢管或无缝钢管,管材不得有弯曲、锈蚀、重皮及凹凸不平等现象。
管道穿梁及地下室剪力墙、水池等,应装设预埋套管。
当管道壁厚≤4mm,直径≤50mm时应采用气焊;壁厚≥4.5mm,直径>70mm时采用电焊。
消防设施调试合格后,填写施工过程调试记录,并将各消防设施恢复至正常工作状态。
安装地上式室外消火栓时,其放水口应用粒径为20~30mm的卵石做渗水层,铺设半径为500mm,铺设厚度自地面下100mm至槽底。铺设渗水层时,应保护好放水弯头,以免损坏。
(二)检测验收
室外消火栓应符合下列规定:
(1)室外消火栓的选型、规格、数量、安装位置应符合设计要求。
(2)同一建筑物内设置的室外消火栓应采用统一规格的栓口及配件。
(3)室外消火栓应设置明显的永久性固定标志。
(4)室外消火栓水量及压力应满足要求。
二、室内消火栓的安装调试与检测验收
(一)施工安装
(1)安装准备。消火栓系统管材应根据设计要求选用,一般采用碳素钢管或无缝钢管,管材不得有弯曲、锈蚀、重皮及凹凸不平等现象。
管网冲洗应在试压合格后分段进行。冲洗顺序应先室外、后室内,先地下、后地上。室内部分的冲洗应按配水干管、配水管、配水支管的顺序进行;管网冲洗结束后,应将管网内的水排除干净。
每根消防水带应以有色线作带身中心线,在端部附近中心线两侧须用不易脱落的油墨清晰地印上下列标识:产品名称、设计工作压力、规格(公称内径及长度)、经线、纬线及衬里的材质、生产厂名、注册商标、生产日期。
(2)织物层外观质量。合格消防水带的织物层应编织均匀,表面整洁,无跳双经、断双经、跳纬及划伤。
(3)消防水带长度。将整卷消防水带打开,用卷尺测量其总长度,测量时应不包括消防水带的接口,将测得的数据与有衬里消防水带的标称长度进行对比,如消防水带长度小于消防水带长度规格1m以上的,则可以判定该产品为不合格。
(4)压力试验。截取12m长的消防水带,使用手动试压泵或电动试压泵平稳加压至试验压力,保压5min,检查是否有渗漏现象,有渗漏则不合格。在试验压力状态下,继续加压升压至试样爆破,其爆破压力应不小于消防水带工作压力的3倍。如常用8型消防水带的试验压力为1.2MPa,爆破压力应不小于3.6MPa。
(三)消防水枪的分类
(1)按其喷水方式可分为直流水枪、喷雾水枪和多用途水枪。
(2)按其喷嘴直径可做以下分类
1)消防直流水枪按喷嘴直径分为13mm、16mm、19mm三种规格。
2)消防开关直流水枪按喷嘴直径分为6mm8mm、10mm、13mm、16mm、19mm、22mm七种规格。
3)消防撞击式喷雾水枪按喷嘴直径分为13mm6mm、19mm三种规格。
4)消防离心式喷雾水枪喷嘴直径只有16mm种规格。
5)消防簧片式喷雾水枪按喷嘴直径,分为16mm、9mm两种规格。
6)球阀转换式消防多用水枪按喷嘴直径分为16mm、19mm两种规格。
7)球阀转换式消防两用水枪按喷嘴直径分为6mm、8mm、10mm、13mm、16mm、19mm六种规格。
(四)消防水枪的检查
1)表面质量检。合格的消防水枪铸件表面应无结疤、裂纹及孔眼。使用小刀轻刮消防水枪铝制件表面,检查是否进行过阳极氧化处理。
(2)抗跌落性能检。将消防水枪以喷嘴垂直朝上、喷嘴垂直朝下(旋转开关处于关闭位置),以及消防水枪轴线处于水平(若有开关时,开关处于消防水枪轴线之下并处于关闭位置)三个位置,从离地(2±0.02)m高处(从消防水枪的最低点算起)自由跌落到混凝土地面上。
注册消防工程师分为高级注册消防工程师、一级注册消防工程师和二级注册消防工程师。
供暖系统
防火检中,通过对供暖方式的选择、供暖管道的敷设、供暖管道和设备绝热材料的燃烧性能等开展现场检查,并实地测量散热器表面温度,核实供暖系统的设置是否满足现行国家工程建设消防技术标准的要求。
(一)检查内容
1.供暖方式的选择
对一些容易发生火灾或爆炸的厂房,须检其供暖系统是否采用不循环使用的热风采暖常见容易发生火灾或爆炸的厂房主要有:
(1)生产过程中散发的可燃气体、蒸气、粉尘、纤维与供暖管道、散热器表面接触,虽然供暖温度不高,也可能引起燃烧的厂房,例如,散发二硫化碳气体、黄磷蒸气及其粉尘的厂房。
(2)生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用,能引起自燃和爆炸的厂房,例如,生产和加工钾、钠、钙等物质的厂房。
(3)生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用,能产生爆炸性气体的厂房,例如,电石、碳化铝、氢化钾、氢化钠、硼氢化钠等释放出的可燃气体的厂房。
2.供暖管道的敷设
供暖管道不得穿过存在与供暖管道接触能引起燃烧或爆炸的气体、蒸气或粉尘的房间,必须穿过时,应采用不燃材料隔热。同时,供暖管道与可燃物之间保持的距离应满足以下要求:
当供暖管道的表面温度大于100℃时,两者距离不应小于100mm或用不燃材料隔热;当供暖管道的表面温度不大于100℃时,两者距离不应小于50mm或采用不燃材料隔热
3.供暖管道和设备绝热材料的燃烧性能对于甲、乙类厂房(仓库),建筑内供暖管道和设备的绝热材料应采用不燃材料。
4.散热器表面的温度
在散发可燃粉尘、纤维的厂房内,散热器表面平均温度不得超过82.5℃。输煤廊的散热器表面平均温度不得超过130℃C
(二)检查方法
通过阅消防设计文件,供暖系统设备清单,供暖系统隔热、绝热材料的产品质量证明文件及相关材料,了解建筑使用性质是否有爆炸危险性,核实产品质量证明文件与消防设计文件的一致性,并实地测量散热器表面温度。
消火栓系统施工安装前,按照施工过程质量控制要求,需要对系统组件、管件及其他设备、材料进行现场检(检验),不合格的组件、管件、设备、材料不得使用。
一、室外消火栓
室外消火栓安装在室外,是专门用于灭火取水的装置。
(一)室外消火栓的分类
(1)按其安装场合可分为地上式和地下式两种,地上式又分为湿式和干式。地上湿式室外消火栓适用于气温较高的地区,地上干式室外消火栓和地下式室外消火栓适用于气温较寒冷的地区。
(2)按消火栓的进水口与城市自来水管网的连接方式可分为承插式和法兰式两种。
(3)按其进水口的公称通径可分为100mm和150mm两种。进水口公称通径为100mm的消火栓,其吸水管出水口应选用规格为100mm的消防接口,水带出水口应选用规格为65mm的消防接口。进水口公称通径为150mm的消火栓,其吸水管出水口应选用规格为150mm的消火栓接口,水带出水口应选用规格为80mm的消防接口。
(4)按其公称压力可分为10MPa和16MPa两种。其中承插式的消火栓为1.0MPa,法兰式的消火栓为1.6MPa
(5)按其用途可分为普通型和特殊型。特殊型又有泡沫型、防撞型、调压型、减压稳压型之分。
(二)室外消火栓的检查
(1)产品标识。目测,对照产品的检验报告,合格的室外消火栓应在阀体或阀盖上铸出型号、规格和商标且应与检验报告描述一致,如发现不一致的,则一致性检不合格。
(2)消防接口。用小刀轻刮外螺纹固定接口和吸水管接口,目测外螺纹固定接口和吸水管接口的本体材料应由铜质材料或不锈钢材料制造。不合格消火栓外螺纹固定接口和吸水管接口的本体材料为铁或镀铜。
(3)排放余水装置。目测,室外消火栓应有自动排放余水装置。
(4)材料。打开室外消火栓,目测,栓阀座应用铸造铜合金制作,阀杆螺母材料性能应不低于黄铜。
二、室内消火栓
(一)室内消火栓的分类
(1)按其出水囗型式可分为单出口室内消火栓和双出口室内消火栓。目前,双出口室内消火栓已基本淘汰,不建议采用。
(2)按其栓阀数量可分为单栓阀(以下简称单阀)室内消火栓和双栓阀(以下简称双阀)室内消火栓。
(3)按其结构型式可分为直角出口型室内消火栓、45°出口型室内消火栓、旋转型室内消火栓、减压型室内消火栓、旋转减压型室内消火栓、减压稳压型室内消火栓、旋转减压稳压型室内消火栓等。
(二)室内消火栓的检查
(1)产品标识。对照产品的检验报告,室内消火栓应在阀体或阀盖上铸出型号、规格和商标且应与检验报告描述一致。如发现不一致,则一致性检查不合格。
(2)手轮。室内消火栓手轮轮缘上应明显地铸出标示开关方向的箭头和字样。手轮直径应符合要求,如常用的SN65型手轮,其直径应不小于120mm,手轮直径可用游标卡尺测量。
(3)材料。室内消火栓阀座及阀杆螺母材料性能应不低于黄铜,阀杆本体材料性能应不低于铅黄铜。
三、消火栓箱
(一)消火栓箱的分类
(1)按其安装方式可分为明装式、暗装式、半暗装式。
(2)按其箱门型式可分为左开门式、右开门式、双开门式、前后开门式。
(3)按其箱门材料可分为全钢型、钢框镶玻璃型、铝合金框镶玻璃型和其他材料型。
(4)按水带的安置方式可分为卷盘式、挂置式、托架式、卷置式。
(二)消火栓箱的检查
(1)外观质量和标志。消火栓箱箱体应设耐久性铭牌,包括以下内容:产品名称、产品型号、批准文件的编号、注册商标或厂名、生产日期、执行标准。
3）气压强度试验和气密性试验必须采取有效的安全措施。加压介质可采用空气或氮气。
（七）管道吹扫
灭火剂输送管道在水压强度试验合格后，或气密性试验前，应进行吹扫。
有封闭内院或天井的建筑物沿街时,应设置连通街道和内院的人行通道(可利用楼梯间),其间距不宜大于80m。
(3)在穿过建筑物或进入建筑物内院的消防车道两侧,不应设置影响消防车通行或人员安全疏散的设施。
(三)尽头式消防车道
当建筑和场所的周边受地形环境条件限制,难以设置环形消防车道或与其他道路连通的消防车道时,可设置尽头式消防车道。
(四)消防水源地消防车道
供消防车取水的天然水源和消防水池应设置消防车道。消防车道边缘距离取水点不宜大于2m。
二、消防车道技术要求
(一)消防车道的净宽和净高
消防车道一般按单行线考虑,为便于消防车顺利通过,消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4m,消防车道的坡度不宜大于8%。消防车道靠建筑外墙一侧的边缘距离建筑外墙不宜小于5m。
(二)消防车道的荷载
轻、中系列消防车最大总质量不超过11t,重系列消防车其总质量为15~50t。作为车道,不管是市政道路还是小区道路,一般都应能满足大型消防车的通行。消防车道的路面、救援操作场地及消防车道下面的管道和暗沟等,应能承受重型消防车的压力,且应考虑建筑物的高度、规模及当地消防车的实际参数。
(三)消防车道的最小转弯半径
车道转弯处应考虑消防车的最小转弯半径,以便于消防车顺利通行。消防车的最小转弯半径是指消防车回转时消防车的前轮外侧循圆曲线行走轨迹的半径。目前,我国消防车的转弯半径为:普通消防车9m,登高车12m,一些特种车辆16~20m。因此,弯道外侧需要保留定的空间,保证消防车紧急通行。停车场或其他设施不能侵占消防车道的宽度,以免影响扑救工作。
(四)消防车道的回车场
尽头式消防车道应根据消防车辆的回转需要设置回车道或回车场。回车场的面积不应小于12m×12m;对于高层建筑,回车场不宜小于15m×15m;供重型消防车使用时,不宜小于18m×18m。
(五)消防车道的间距
室外消火栓的保护半径在150m左右,按规定一般设在城市道路两旁,故消防车道的间距应为160m。
消防设施施工安装调试
消防设施施工安装调试是消防设施由设计成果转化为实物成果,实现火灾报警、扑救与控制初起火灾、防烟排烟、疏散引导等功能的关键环节,消防设施施工安装质量的好坏直接关系到消防设施效能的发挥程度
(一)施工安装依据
消防设施施工安装以经法定机构批准或者备案的消防设计文件、国家工程建设消防技术标准为依据;经批准或者备案的消防设计文件不得擅自变更,确需变更的,由原设计单位修改报经原批准机构批准后,方可用于施工安装。
2020年一消综合能力章节预习知识点：气体灭火系统安装。
11、高度27m以下，建筑面积不超过650或者任一户门至最近楼梯口的距离大大于15m的住宅，可设一个楼梯。
12、除建筑高度不超过54m的单元式住宅，高层建筑安全处口或疏散口必须设置两个安全出口。
13、建筑中的安全出口或疏散门应分散布置。建筑中相邻2个安全出口或疏散出口最近边缘之间的水平距离不应小于5.0m。
14、娱乐场所、老幼建筑两个安全出口之间直接通向公共走道的房间门至最近的安全出口的距离:一级二级不应大于25m。设有自动喷水系统的建筑疏散距离可增加25%，即25(1+0.25)=31.25m.。
15、楼梯间的首层应设置直接对外的出口，当层数不超过四层时，可将对外出口设置在离楼梯间不超过15m处。
6、自燃点越低，发生火灾的危险性就越大。
7、气体燃烧方式分为扩散燃烧(如燃气做饭、点气照明、烧气焊等)和预混燃烧(汽灯的燃烧)。
8、液体燃烧：闪燃(最低温度)、沸溢、喷溅。
9、一般情况下，发生沸溢要比发生喷溅的时间早的多。发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油，经45～60min燃烧就会发生沸溢。喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及油的燃烧线速度有关。
10、固体燃烧：蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧、烟熏燃烧(阴燃)、动力燃烧(爆炸)。
大理优路一级消防工程师培训学校，采用线下面授和线上网络相结合的模式，实行标准化教学服务管理，2018年在全国分校全面推广融合式教学，将“录播+直播+面授”进一步融合，同时，将融合式教学与智能技术相结合，采用三维实景和3D仿真模拟教学。
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