随着我国经济平稳增长，变电站如雨后春笋般建设起来，变电站无人值守管理模式也不断普及，导致变电站主变的消防运维管理存在隐患。油浸式变压器油箱内充满了绝缘油，绝缘油具有良好的绝缘特性和散热性。当变压器发生严重过热或者发生电弧闪络故障，变压器油加热到闪点温度，油蒸汽燃烧形成火灾，将带来巨大的经济损失。因此，做好油浸式变压器的防火，保证变电设备的安全运行对电网的正常运行有着特别重要的意义。根据GB 50229——2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》中11.5.4条要求：单台容量为125MVA及以上的主变压器应设置水喷雾型灭火系统、合成泡沫喷雾型系统或其他固定式的灭火装置。

1 灭火系统的灭火原理、作用及特点

1.1水喷雾灭火系统

1.1.1 灭火原理

水喷雾灭火方式是目前应用最广泛的变压器灭火方式。水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定的水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统。其灭火机理主要由表面冷却、窒息、乳化、稀释等几种作用同时发生实现灭火，并具有良好的电气绝缘性能。

1.1.2 系统介绍

水喷雾灭火系统主要是由水源( 消防蓄水池) 、供水设备( 消防泵、气压稳压装置或稳压水泵等) 、供水管网、过滤器、雨淋阀组、水雾喷头及相应的火灾自动探测报警系统等组成。水喷雾喷头一般可分为中速水喷雾喷头和高速水喷雾喷头。雨淋阀的启动控制可分为湿式控制、干式控制和电气控3种。水喷雾灭火系统则具有自动控制、手动控制和应急操作3 种启动方式。

1. 1. 3 特点

(1)水喷雾灭火系统构造简单，灭火效率高。

(2)所用灭火介质为水，廉价且易于取用。

(3)安装方便，便于管理，不需二次投资。

随着水喷雾灭火系统的相关规范及系统产品的配套生产的不断完善，使水喷雾灭火系统这些年在国内变压器灭火系统中最常用的一种方式。

1. 1. 4 缺点

（1）水喷雾灭火系统的给水管存在防锈、防杂物、防冻及喷头防堵等问题。

（2）水喷雾灭火系统需水量大，相应的蓄水池体积较大，排水量也较大。

（3）定期试喷是水喷雾灭火系统安全可靠运行的保证，以便及时发现问题，及时处理。如不定期试喷，一旦火灾出现，水喷雾灭火系统很难保障有效地灭火，但因定期试喷对变电站的运行有一定的影响，且喷雾演习后排水、系统复位等工作量较大，所以水喷雾灭火系统很难做到定期试喷。

（4）变压器周围的给水配管或喷头故障时，检修时变压器需停运。

1.2 合成型泡沫喷雾灭火系统

1.2.1 灭火原理

合成型泡沫喷雾灭火系统的工作原理：采用合成型的高效泡沫为灭火药剂，在高压喷头的作用下，将雾化装的灭火药剂喷射覆盖到灭火对象上，利用该灭火剂中的泡沫层的冷却、隔离氧气和抑制燃料蒸发等作用而使火灾熄灭。

1. 2. 2 系统介绍

合成型泡沫喷雾灭火系统由动力系统（氮气启动源、氮气动力源）、储液系统（储液灌、灭火剂、电动控制阀、安全阀等）、喷雾系统（泡沫喷雾喷头、管网）、报警控制系统四部分组成。

操作控制设有自动控制、手动控制和应急操作3种控制方式。喷头可根据电气设备安全距离的要求以及检修方便，布置在主变的两侧。

当主变压器发生火灾时，灭火系统电气控制失灵，操作人员应在迅速感至设备间现场进行手动开启氮气动力源的控制阀门，并打开主变压器的电动阀门，通过高压喷头将泡沫喷雾喷射到主变表面并完全覆盖住，待火灾熄灭后，需要手动关闭电动控制阀。

合成型泡沫喷雾灭火装置在变压器附近需要设置一座泡沫消防装置室（内设储液灌、启动源、控制柜等核心装置）。

1.2.3 特点

（1）启动方式采用储存在钢瓶内的一定压力的氮气作为动力源，无需其它任何电动力。

（2）具有良好的绝缘性能。

（3）灭火剂具有生物降解性，对环境无污染、无毒。

（4）装置安装、操作简单、维护方便，操作压力低，启动可靠。

1.2.4缺点

合成型泡沫喷淋灭火系统构造较复杂，启动氮气瓶泄气后需补气，合成型阻燃灭火剂有一定的使用年限，到期需更换，因而需经常检修，并二次投资费用。

1.3 排油注氮气灭火系统

1.3.1 灭火机理

当变压器内部发生故障时，产生高温，使油分解生成大量气体，迫使瓦斯继电器动作，发出故障及相应的指令。当故障严重使变压器着火时，并联安装在变压器上部的火灾探测器同时动作，随后阀门开启装置动作，放油蝶阀开启，将变压器顶部的油迅速排入事故油坑减少变压器本体内压力。切断外溢油源、快速排除少量热油、迅速冷却燃烧介质、有效隔绝助燃空气等多种灭火手段同时作用，将火灾事故消灭在初期状态。

1.3.2 系统介绍

主要由控流阀、火灾探测器、消防柜和控制箱等组成。其中消防柜中有排油管、开阀重锤( 油阀与氮阀)、电磁铁、消防阀、高压氮气瓶、减压阀、节流阀、电加热装置、各种位置开关及接线端子排。正常运行条件下系统中控流阀开启，根据热循环状况，允许在两个方向上形成油流：瓦斯继电器运行正常；火灾探测器未显示温度超限。如果变压器内部电弧造成超压使释压阀动作，或防爆门泄爆，或箱盖破裂、油流外溢、氧气进入油箱、油气点燃使变压器发生火灾。瓦斯继电器及靠近着火点的探测器动作，则自动装置打开油阀，将变压器顶部少量热油排至油坑，同时控流阀关闭，防止油枕油流外溢。油排出一定量后，定时装置打开氮阀，将一定压力和流量的氮气送入变压器内，高压氮气经减压阀将压力降至0. 8～1. 0 MPa。气体通过油箱底部的充氮管进入变压器油箱内。在一定压力与流速下，油箱内上下油层立刻被搅动混合，使燃烧油面温度迅速降低，同时氮气覆盖油表面，使表面氧气含量达到最少，油火在非常短的时间内被扑灭。通常着火信号发出至氮气开始搅动: 持续充氮时间 >10 min，氮气注入至灭火时间<60 s，钢瓶公称压力: 20 MPa( 充气压力 >10MPa)，钢瓶试验压力: 30 MPa，火灾探测器动作温度：93 ℃ ( 定温式)，控流阀关断流量: 50～100 L/min 。系统控制有手动和自动两种方式，常态下设置于自动档。只有当同时接到重瓦斯和温度探测器动作信号时，灭火装置才能自动启动。

1.3.3 特点

（1）排油注氮灭火系统无需人工操作，从氮气进入变压器本体到火熄灭，全过程均自动进行。

（2）排油注氮灭火系统能迅速将油枕与本体中的油隔开，灭火快，损失小。灭火后氮气仍留在油箱内一段时间以冷却变压器油，油不会复燃。

1.3.4　缺点

排油注氮灭火系统因须和变压器油箱联接，排油注氮灭火系统出故障时会影响变压器的运行。排油注氮灭火系统整套装置易于安装、土建工作量小，所使用的灭火介质廉价且到处可觅，系统动作后可以立即灭火，而且避免了油枕内油的大量外溢，从而防止了“火上浇油” 。但是该系统具有不可中断的特性，即一旦系统启动，就必须完成将变压器的一部分油排出变压器本体、将氮气充入的全过程。因而一旦系统误动作，势必会引起一台变压器的停产检修，给变电站的运行带来很大的影响; 即便其放油蝶阀或断流阀故障，也需变压器停运检修。