本发明涉及变电配套设备技术领域，具体涉及一种户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统。
背景技术：
细水雾是将压力水从喷射孔中高速射出，与周边空气产生强烈摩擦，水流被撕裂，从而产生雾滴直径在几十到几百微米的雾滴。细水雾由于雾滴直径很小，相对同样体积的水，其表面积剧增，从而加强了热交换，达到了很好的降温效果。其次，水雾吸收热量后迅速被气化，从而降低了空气中的氧气浓度，抑制了燃烧中的氧化反应速度，起到了窒息作用。因此，细水雾具有很高的灭火效率。另外，现有研究还发现，细水雾雾滴间产生大的空气间隙，使水的绝缘性能提升，因此带电安全性能较高。
现今市场上应用的细水雾灭火系统分为高压细水雾灭火系统和中压细水雾灭火系统两种，前者的工作压力大于10mpa，后者的工作压力一般在1.2mpa~2.5mpa之间。其中，高压细水雾灭火系统由于工作压力高，喷出雾滴颗粒的轴向动能更大，因此抗风能力强，可以在户外场所应用。但是高压细水雾系统成本高，经济性差。相比较而言，中压细水雾灭火系统成本更低。中压细水雾灭火系统是采用雾化压力要求较低的旋流式喷头，利用喷嘴中的螺旋式圆锥体，使水在中压范围下离心雾化，产生细水雾。但是，中压细水雾灭火系统的旋流式喷头在1.5mpa-2.5mpa压力范围内产生的细水雾轴向动能低，其抗风能力很差，不能在户外有风工况下应用。而且，中压细水雾泵组产生的细水雾由于轴向动能较低，造成清洗能力较差。
变压器大多安装在户外，在夏天炎热天气，变压器运行温度高，不利于变压器安全，因此需要对变压器实施带电冲水降温作业和火灾安全防护。同时，变压器长时间带电运行，散热片空隙累积污垢较多，严重影响风扇冷却效果，容易引起主变油温大幅升高，对主变安全稳定运行带来极大隐患，为了及时消除污垢，常需要对主变压器进行带电水清洗。
然而现有对变压器进行灭火、降温和清洗的设备和系统存在以下问题：
1、现今的变压器灭火系统、变压器水降温系统、变压器水清洗系统是相互分离的三套系统，使用非常的不方便，需要的人力、物力成本也较高。而且，现今的变压器带电水降温和变压器带电水清洗都采用射流水，水的导电性较强，带电安全性能低，对变压器和清洗人身的安全性带来威胁。
2、现今的中压细水雾灭火系统的泵组压力在1.5mpa-2.5mpa之间。采用该压力范围泵组的原因在于：采用旋流式喷头时，在1.5mpa-2.5mpa水压下已能产生细水雾，特别是用于室内消防时不需要考虑防风问题的情况下，采用该较低压力范围的泵组性价比较高。但是，旋流式喷头在1.5mpa-2.5mpa压力范围内产生的细水雾轴向动能低，因此防风能力弱，不适合应用于户外变压器灭火。而且，中压细水雾泵组产生的细水雾由于轴向动能低，造成清洗能力差。
3、细水雾中添加灭火液可以提升其灭火性能。但是，现今的灭火液多采用离子型灭火组分，其水溶液具有较强的导电性，影响带电安全性能，误动作后将带来较大安全隐患，因此不适合在变压器等电力火灾中应用。
4、现今的变压器火灾探测系统通常采用单一的感温电缆，一旦其发生故障，将导致系统的误动，因此防误动能力差。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种集成度高、结构紧凑、功能丰富、经济性好、使用方便、灭火高效且带电安全可靠的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，包括水箱、灭火液罐、比例混合器、中高压泵组、带电冲洗软管和设置在户外变压器四周的多个细水雾喷头，所述水箱的出口通过与管路中高压泵组的进口相连，所述比例混合器的两个进口通过管路分别与所述中高压泵组的出口和灭火液罐的出口相连，所述比例混合器的出口连接有带有喷射通断控制阀的出口管道，各细水雾喷头与所述出口管道连通，所述灭火液罐与比例混合器之间的管路上设有灭火液通断控制阀，所述喷射通断控制阀与比例混合器之间的管路上设有用于与带电冲洗软管连接的带电水冲洗接口。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述中高压泵组、喷射通断控制阀、灭火液通断控制阀均与一控制器相连，所述控制器连接有火灾报警器和火灾探测装置。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述火灾探测装置同时采用感温电缆、红外火灾探测器和紫外火灾探测器中的两种以上。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述喷射通断控制阀与细水雾喷头之间的出口管道上设有定压喷射器，所述定压喷射器的定压喷射压力在1.5~2.0mpa。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述定压喷射器与喷射通断控制阀之间的管路上设有检修调试阀，所述检修调试阀为能控制定压喷射器与喷射通断控制阀之间的出口管路通断并具有检修调试外接接口的三通控制阀门。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述水箱与中高压泵组之间的管路上依次设有过滤器和止回阀；所述中高压泵组与比例混合器之间的管路上设有安全泄压阀。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述比例混合器为环泵式比例混合器、平衡式比例混合器、电子式比例混合器和水力驱动式比例混合器中的一种；所述带电冲洗软管和带电水冲洗接口通过可拆卸接头连接，带电冲洗软管具有通断控制阀门；所述灭火液通断控制阀为具有自动控制和手动控制的电磁阀；所述细水雾喷头为旋流式或直射式喷头。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述中高压泵组为稳压泵和多级离心泵的组合，且中高压泵组的出口压力范围在2.5mpa~4.0mpa之间。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述灭火液罐中装有的灭火液为不导电非离子型灭火液，所述不导电非离子型灭火液为非离子型表面活性剂、非离子型阻燃剂和非离子型有机溶剂中一种或多种的组合。
上述的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，优选的，所述非离子型表面活性剂为fs-31、fc-001和apg0814中的一种或多种；所述非离子型阻燃剂为尿素和卵磷脂中的一种或两种；所述非离子型有机溶剂为乙二醇、二乙二醇丁醚和二甲基乙酰胺中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统能将水和灭火液混合并细水雾雾化后进行户外变压器的带电高效安全灭火，也能单独将水细水雾雾化后进行行户外变压器的带电喷雾降温，还能单独将水加压后进行户外变压器的带电清洗，方便且快捷；其集火灾防护、带电安全降温和带电清洗三项功能于一体，具有集成度高、结构紧凑、功能丰富、经济性好、使用方便且带电安全可靠等优点。
2、本发明人研究发现，细水雾由于雾滴间存在不连续的空气间隙，因此绝缘性能较射流水柱、喷淋水大幅提高，可以应用于带电灭火。本发明采用雾滴间相互间隔、雾滴直径小的细水雾进行灭火、带电降温和清洗，利用带电安全性测试发现，绝缘能力强，安全性能高，符合现今电力输送的安全性要求。
3、户外变压器灭火采用的灭火液均为导电能力弱的组分，不影响细水雾的绝缘性能，可以实现带电灭火；灭火液中的非离子表面活性剂能显著提高表面张力，铺张在可燃物表面形成阻燃薄膜；非离子阻燃剂中卵磷脂中生物可降解，含有反应后可起阻燃作用的磷元素，尿素中含有起阻燃作用的氮元素，并且两者可形成磷-氮协同阻燃作用，因此阻燃效果强；最终，灭火液实现了带电高效灭火。
附图说明
图1为户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统的结构示意简图。
图例说明：
1、水箱；2、灭火液罐；3、比例混合器；4、中高压泵组；41、稳压泵；5、带电冲洗软管；6、细水雾喷头；7、喷射通断控制阀；8、灭火液通断控制阀；9、带电水冲洗接口；10、控制器；11、火灾报警器；12、火灾探测装置；13、定压喷射器；14、检修调试阀；15、过滤器；16、止回阀；17、安全泄压阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统，包括水箱1、灭火液罐2、比例混合器3、中高压泵组4、带电冲洗软管5和设置在户外变压器四周的多个细水雾喷头6，水箱1的出口通过与管路中高压泵组4的进口相连，比例混合器3的两个进口通过管路分别与中高压泵组4的出口和灭火液罐2的出口相连，比例混合器3的出口连接有带有喷射通断控制阀7的出口管道，喷射通断控制阀7能够控制出口管道的通断，各细水雾喷头6与出口管道连通，灭火液罐2与比例混合器3之间的管路上设有灭火液通断控制阀8，灭火液通断控制阀8能够控制灭火液罐2与比例混合器3之间的管路通断，进而选择是否将灭火液通入比例混合器3，喷射通断控制阀7与比例混合器3之间的管路上设有用于与带电冲洗软管5连接的带电水冲洗接口9。
该户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统能将水和灭火液混合并细水雾雾化后进行户外变压器的带电安全灭火，也能单独将水细水雾雾化后进行行户外变压器的带电喷雾降温，还能单独将水加压后进行户外变压器的带电清洗，其集火灾防护、带电安全降温和带电清洗三项功能于一体，具有集成度高、结构紧凑、功能丰富、经济性好、使用方便且安全可靠等优点。
本实施例中，中高压泵组4、喷射通断控制阀7、灭火液通断控制阀8均与一控制器10相连，控制器10连接有火灾报警器11和火灾探测装置12，控制器10接收火灾探测装置12探测的火灾信号，并能根据需要控制中高压泵组4、喷射通断控制阀7和灭火液通断控制阀8的工作状态，以及启停火灾报警器11。
进一步的，火灾报警器11会声光报警器，火灾探测装置12同时采用感温电缆、红外火灾探测器和紫外火灾探测器中的两种以上，能够增强系统的防误动能力，提升带电安全性能。
本实施例中，喷射通断控制阀7与细水雾喷头6之间的出口管道上设有定压喷射器13，定压喷射器13的定压喷射压力在1.5~2.0mpa，优选为1.8mpa，使水或混合液达到1.8mpa以上压力才从细水雾喷头6喷出，能够提升细水雾的雾化质量，避免了细水雾喷头6在压力较低时喷雾质量差的问题，极大提高了细水雾的带电安全性能。
本实施例中，定压喷射器13与喷射通断控制阀7之间的管路上设有检修调试阀14，检修调试阀14为能控制定压喷射器13与喷射通断控制阀7之间的出口管路通断并具有检修调试外接接口的三通控制阀门。该三通控制阀门为现有技术，能够根据需要控制比例混合器3输出的水或混合液流向检修调试外接接口或者定压喷射器13。设置检修调试阀14后，方便系统进行试喷和调试。
本实施例中，水箱1与中高压泵组4之间的管路上依次设有过滤器15和止回阀16，水箱1中的水一次经过过滤器15和止回阀16进入到中高压泵组4；中高压泵组4与比例混合器3之间的管路上设有安全泄压阀17。
本实施例中，比例混合器3为环泵式比例混合器、平衡式比例混合器、电子式比例混合器和水力驱动式比例混合器中的一种；带电冲洗软管5和带电水冲洗接口9通过可拆卸接头连接，例如可采用快速接头，带电冲洗软管5的长度优选为10~30m，方便应用于变压器的带电安全清洗；灭火液通断控制阀8为具有自动控制和手动控制的电磁阀；细水雾喷头6为旋流式或直射式喷头。
本实施例中，中高压泵组4为稳压泵41和多级离心泵的组合，且中高压泵组4的出口压力范围在2.5mpa~4.0mpa之间，稳压泵41和多级离心泵并联设置，经研究发现，中高压泵组4采用上述压力范围时，不仅细水雾雾化效果好，且具有较大的雾滴轴向动能，能够显著提升细水雾防风能力、清洗能力和带电安全性能，完全能适用于户外有风环境的变压器带电保护和带电冲洗，并且其经济造价较低，显著低于高压细水雾系统。本实施例的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统安装在泵房内，或者安装在一箱体中设计成模块化的集装箱式系统。
本实施例中，水箱1和灭火液罐2采用不锈钢304材质的预制式箱体，水箱1的容积为4m3，灭火液罐2的容积为200l；多级离心泵选用型号为hp42-15的多级离心泵，一主一备，流量为25m3/h，工作压力为3.6mpa；稳压泵41选用型号为cdlf4-10fswsc的离心泵，一主一备，流量为67l/min，压力为0.81mpa；比例混合器3型号为fm-dx-1，混合比例选择为2%；喷射通断控制阀7采用型号为xswfz25的电磁式控制阀；安全泄压阀17的型号为a21w-40p，泄压压力为5.0mpa；细水雾喷头6选用型号为xswb-500/2.5，细水雾喷头6的喷放设计流量和密度依据国家标准gb50898-2013《细水雾灭火系统技术规范》设计。
本实施例中，灭火液罐2中装有的灭火液为不导电非离子型灭火液，不导电非离子型灭火液为非离子型表面活性剂、非离子型阻燃剂和非离子型有机溶剂中一种或多种的组合。其中，非离子型表面活性剂为fs-31、fc-001和apg0814中的一种或多种；非离子型阻燃剂为尿素和卵磷脂中的一种或两种；非离子型有机溶剂为乙二醇、二乙二醇丁醚和二甲基乙酰胺中的一种或多种。该种不导电非离子型灭火液的导电性弱，能够显著提升细水雾的灭火效果，且能够有效保障细水雾的带电安全性。优选的，上述不导电非离子型灭火液的配方组成为：40%重量比的apg0814、2%重量比的卵磷脂、5%重量比的乙二醇、5%重量比的二甲基乙酰胺、其余为水。
本实施例的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统不仅灭火效率高、抗风能力强，降温与清洗时方便、实用，并且其结构紧凑、带电安全可靠、便于检修、经济性好，适合在110kv及以上户外变压器中广泛应用。
本实施例的户外变压器带电灭火、降温和清洗三用中高压细水雾系统可以实现三种工作模式，分别为火灾防护模式、带电降温模式和清洗模式，其中，火灾防护模式可以进行手动和自动控制，火灾防护模式为系统的默认模式，带电降温模式和带电清洗模式为手动控制，可以根据需要进行选择。
在火灾防护模式下，喷射通断控制阀7和灭火液通断控制阀8处于打开状态，当火灾探测装置12探测到发生火灾时，将信号发送至控制器10，控制器10控制启动火灾报警器11，火灾报警器11发出声光报警，同时启动中高压泵组4将水泵送至比例混合器3，水和灭火液混合后的混合液输送至定压喷射器13，混合液在达到定压喷射器13的喷射压力后，从细水雾喷头6以细水雾的形式喷出，即实现对户外变压器进行带电安全灭火。由于细水雾雾滴间具有较大的空气间隙，电气绝缘性能良好，且由水和灭火液混合形成的混合液不具有导电性，因此带电安全性能高，可以实现变压器的带电安全灭火。
选用带电降温模式时，关闭灭火液通断控制阀8，开启中高压泵组4和喷射通断控制阀7，中高压泵组4将水泵送至比例混合器3再输送至定压喷射器13，水在达到定压喷射器13的喷射压力后，从细水雾喷头6以细水雾的形式喷出，即实现对户外变压器进行细水雾喷雾降温。由于细水雾雾滴间空气间隙具有较大的空气间隙，电气绝缘性能良好，因此其降温喷雾操作将不影响户外变压器的安全运行。
选用带电清洗模式时，将带电冲洗软管5连接带电水冲洗接口9，关闭喷射通断控制阀7和灭火液通断控制阀8，开启中高压泵组4，中高压泵组4将水泵送至比例混合器3再输送至带电冲洗软管5，即可实现对户外变压器进行带电清洗。由于系统采用了出口压力范围在2.5mpa~4.0mpa之间的中高压泵组4，具有较高的水压，因此水雾的雾滴轴向动能较大，清洗户外变压器时高效快速且安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。