一种用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的制作方法

本发明涉及特高压换电站消防设施技术领域，尤其涉及一种用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置。

背景技术：

在远距离电力传输中，特高压直流输电技术因较特高压交流输电技术具有输送容量大、输电距离远、输电损耗小等特点故在工程应用中大规模实施，然而在特高压输电中需要配置换流变电站进行直流、交流的转换；换流变电站建设和运营成本远超同电压等级和输电容量的特高压交流变电站，而在换流变压器运行过程中，内部充有重达上百吨的可燃变压器油，如果换流变压器内部发生故障，换流变压器在故障电弧作用下发生物理爆炸的同时换流变压器油还将产生大量可燃气体，可燃气体及换流变压器油从换流变压器的薄弱部位/缺口喷出，喷出的可燃气体及换流变压器油在空气中的浓度达到爆炸极限后产生化学燃爆并伴随换流变压器油外溢燃烧，进而造成火势蔓延。

目前的固定式灭火系统包括消防管道和设置于消防管道上的喷头，消防管道设置于换流变压器的box-in(降噪装置)外部或与box-in一同紧贴防火墙及阀厅布置，喷头朝向换流变压器设置，消防管道设置于box-in外部时，当换流变压器发生火情时，box-in的结构发生熔断坍塌，从而将内部的换流变压器及相关结构暴露在消防系统的作用范围下，从而进行消防作业。如公开号为cn110180109a的专利申请公开的兼备隔声与消防模块的box-in装置，就是在box-in外围设置不同消防介质的灭火系统进行消防作业的。

当套管、套管升高座、分接开关、油箱本体等部件发生爆炸起火时，会导致套管、升高座及box-in(降噪设施)等设施被炸裂炸飞，被炸飞的部件以及爆炸冲击波还会损毁临近的消防喷头，进而导致整套固定灭火系统失效，无法及时灭火将带来极大的安全隐患和经济损失。主要原因在于：(1)被炸毁的水喷雾喷头、泡沫喷雾喷头等将直接失效。(2)部分喷头损毁后将影响其它剩余喷头的喷雾效果或发泡能力，消防介质可能从此处泄露，损耗浪费掉大量消防水或泡沫混合液，导致消防系统整体失压，无法正常工作。(3)火灾高温导致消防支管变形，无法包络灭火目标区域，从而导致灭火失效。上述部位爆炸产生的换流变压器器身缺口处还会产生溢流火，若这些部位对应的消防喷头在爆炸中损坏，将使得火灾扑救难度大大增加。

为了提高消防系统的防爆性能，公开号为cn106390337a的专利申请公开了一种用于交流变压器爆炸火灾的灭火系统管网防爆装置，通过防爆装置保护消防管道，防爆装置包括立柱、防爆横梁构成的框架以及固定在该框架上的防爆钢网，但是防爆钢网并不能挡住所有的物体，消防管道仍然会受到爆炸的冲击；而且消防喷头必须穿过防爆钢网直接作用于防爆装置围合的变压器，在未对喷头进行有效保护的情况下，单独保护消防管道并没有太大的效果。公开号为cn208911356u的发明专利公开了一种用于易燃易爆环境的压缩空气泡沫喷头，通过一体成型提高抗爆性能，但是喷头与消防管道的进液口依然暴露在外部，存在换流变压器爆炸损坏喷头连接部分或导致管道变形的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够防止消防管道被爆炸波及，并能够对喷头进行有效防护的消防管道防爆装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置，包括竖直支撑柱和与竖直支撑柱垂直固定的横向支撑柱，所述竖直支撑柱沿换流变压器的阀厅侧和处于阀厅两侧的防火墙侧布置，所述竖直支撑柱和横向支撑柱靠近换流变压器的一侧还固定设置有抗冲击板，消防管道处于抗冲击板和阀厅或防火墙之间，抗冲击板表面开有安装孔，喷头穿过安装孔与消防管道连通。

本发明通过沿换流变压器的阀厅侧和防火墙侧设置抗冲击板，有效的对消防管道进行保护，防止消防管道受到爆炸的冲击，同时喷头穿过安装孔与消防管道连通，从而将喷头的安装位置隐藏在抗冲击板之后，提高防爆性能，高温情况下喷头及连接支管不会发生变形，确保消防系统对灭火区域的包络效果。

优选的，防火墙侧的抗冲击板远离阀厅的一端还设置有与防火墙垂直连接的侧面抗冲击板。

优选的，相邻的竖直支撑柱之间还固定连接有与横向支撑柱平行的防爆横梁，和与竖直支撑柱平行并与横向支撑柱固定连接的防爆支柱。

优选的，所述横向支撑柱和竖直支撑柱通过焊接或螺栓连接固定在混凝土基础或防火墙上，横向支撑柱与竖直支撑柱焊接或螺接固定，防爆横梁与竖直支撑柱焊接或螺接固定，防爆支柱与横向支撑柱和防爆横梁焊接或螺接固定；抗冲击板通过焊接或螺接固定。

优选的，所述安装孔内侧固定有与消防管道连通的安装座，安装座设置有内螺纹，所述喷头包括呈圆顶状的释放圆台和与释放圆台固定连接的固定管，所述固定管表面具有与安装孔的内螺纹配合的外螺纹。

优选的，所述安装座包括与抗冲击板背向换流变压器一面固定连接的固定板和与安装孔同轴的连接管，连接管两端分别设置有与喷头和消防管道连接的内螺纹。

优选的，所述连接管的端部延伸到与抗冲击板朝向换流变压器的一面大致共面，固定板与连接管配合的位置向换流变压器一侧倾斜形成锥形过渡段。

优选的，所述固定板与锥形过渡段的夹角为钝角，连接管的轴向与锥形过渡段的夹角为锐角。

优选的，所述释放圆台的平底面与抗冲击板之间设置有平垫片和弹簧垫片。

优选的，所述释放圆台表面开有释放孔，所述释放孔面积之和不小于固定管的横截面积，释放孔的直径为3～10mm。

本发明提供的特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的优点在于：通过沿换流变压器的阀厅侧和防火墙侧设置抗冲击板，有效的对消防管道进行保护，防止消防管道受到爆炸的冲击，同时喷头穿过安装孔与消防管道连通，从而将喷头的安装位置隐藏在抗冲击板之后，提高防爆性能，高温情况下喷头及连接喷头和消防管道的连接支管不会发生变形，确保消防系统对灭火区域的包络效果。还设置侧面抗冲击板防止爆炸从侧面影响消防管道，通过防爆横梁和防爆支柱加强防爆装置的强度，提高防爆性能；喷头通过螺纹固定，且安装有弹簧垫片，能够提高喷头的稳定性，方便拆卸更换；并使喷头紧贴抗冲击板，防止火灾高温造成消防管道变形影响喷头的覆盖范围；安装座的锥形过渡段能够提高对喷头的轴向支撑，防止冲击力作用于喷头损坏安装座。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的示意图；

图2为本发明的实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的抗冲击板的示意图；

图3为本发明的实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的使用状态示意图；

图4为本发明的实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的安装座示意图；

图5为本发明的另一实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的安装座与喷头配合示意图；

图6为本发明的另一实施例提供的用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置的安装座与喷头配合示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

参考图1-3，本实施例提供了一种用于特高压换流变压器爆炸火灾的防爆装置，包括竖直支撑柱2和与竖直支撑柱2垂直固定的横向支撑柱3，所述竖直支撑柱2沿换流变压器1的阀厅侧11，和处于阀厅侧11两侧的防火墙侧12布置，竖直支撑柱2和横向支撑柱3靠近换流变压器1的一侧还固定设置有抗冲击板4，消防管道(图未示)处于抗冲击板4与阀厅(图未示)或防火墙13之间，抗冲击板4表面开有安装孔41，喷头5穿过安装孔41与消防管道连通。

本实施例通过沿换流变压器1的阀厅侧11和防火墙侧12设置抗冲击板4，有效的对消防管道进行保护，防止消防管道受到爆炸的冲击，同时喷头5穿过安装孔41与消防管道连通，从而将喷头5的安装位置隐藏在抗冲击板4之后，提高防爆性能，高温情况下喷头5及连接喷头5和消防管道的连接支管(图未示)不会发生变形，确保消防系统对灭火区域的包络效果。

参考图3，为了彻底对消防管道进行保护，还可以在防火墙侧12的抗冲击板4远离阀厅的一端设置与防火墙13垂直连接的侧面抗冲击板42，侧面抗冲击板42与抗冲击板4，再加上防火墙13形成闭合的保护区域。

所述喷头5根据对消防介质适应性做出选择，在使用压缩空气泡沫喷头时，由于其依靠压缩空气泡沫产装置在消防系统前端进行发泡，喷头受损不对整个消防系统的正常工作造成影响，因此可直接固定在安装孔41内进行使用；即使压缩空气泡沫喷头在爆炸中损坏，也仅仅涉及损坏喷头的局部变形或局部破口，不会导致系统整体失压，其他喷头仍然能够正常工作，而消防介质依然能够从损坏的喷头处喷出，不会影响消防系统对灭火区域的包络。

在使用依靠消防系统末端发泡进行消防介质释放的喷头5时，喷头5局部损坏会导致整个系统失压，影响整个消防系统的使用，因此可以在喷头5的释放端之外固定一个防爆网(图未示)对喷头5进行保护，防爆网可以与喷头5保持一定间隙以进行缓冲，防爆网的结构、材料以及固定方式均为本领域技术人员根据需要能够进行选择和确定的，本申请不再详述。

再参考图1，相邻的竖直支撑柱2之间还固定连接有与横向支撑柱3平行的防爆横梁6，和与竖直支撑柱2平行并与横向支撑柱3固定连接的防爆支柱7；本实施例中所述竖直支撑柱2和横向支撑柱3均选用h型钢，所述竖直支撑柱2通过焊接、螺接或预埋的方式固定在混凝土基础上或与防火墙13连接，与防火墙13连接是可借助其他固定在防火墙上的固定件仅固定，横向支撑柱3通过焊接或螺接的方式与混凝土基础或防火墙13固定，横向支撑柱3与竖直支撑柱2焊接或螺接连接，防爆横梁6与竖直支撑柱2通过焊接或螺接固定，同时防爆支柱7通过焊接或螺接的方式与横向支撑柱3和防爆横梁6固定连接，所述抗冲击板4和侧面抗冲击板42通过螺接或焊接的方式与防火墙、混凝土基础以及竖直支撑柱2和横向支撑柱3固定连接。

参考图4，所述安装孔41背向换流变压器1的一侧固定有与消防管道连通的安装座8，所述安装座8设置有内螺纹(图未示)，结合图5，所述喷头5包括呈圆顶状的释放圆台51和与释放圆台51固定连接的固定管52，所述固定管52表面具有与安装座8的内螺纹螺接配合的外螺纹53，从而使喷头5螺接固定在安装座8上，且喷头5的安装位置藏在抗冲击板4后方，能够在爆炸时保护喷头5，防止喷头5损坏。

所述安装座8包括与抗冲击板4背向换流变压器1一面固定连接的固定板81和与安装孔41同轴的连接管82，所述连接管82两端分别设置有与喷头5和消防管道连接的内螺纹，从而通过连接管82的过渡将消防管道内的消防介质引到喷头5处释放。所述连接管82朝向换流变压器1的一端与抗冲击板4朝向换流变压器1的一面大致共面，固定板81与连接管82配合的位置向换流变压器1一侧倾斜形成锥形过渡段83，固定板81与锥形过渡段83的夹角为钝角，连接管82的轴向与锥形过渡段83的夹角为锐角。从而使安装座8具有轴向的抵抗力，防止爆炸发生时冲击力将喷头5沿轴向压入安装孔41。

参考图5，本实施例还可以将固定板81固定于抗冲击板4朝向换流变压器1的一面，其他结构与图4相同，在喷头5受到轴向的爆炸冲击力时，能够通过第一过渡板82的变形释放部分压力，防止喷头5损坏。

所述释放圆台51的平底面与抗冲击板4之间设置有平垫片(图未示)和弹簧垫片(图未示)，从而提高喷头5轴向的稳定性，防止爆炸时发生晃动，而且由于弹簧垫片处于压缩状态，在拆装喷头时能够提供轴向的稳定力，便于维修和更换。

所述释放圆台51的弧形面开设有释放孔54，释放孔54的孔径及开孔数量根据特高压换流变压器灭火射程及覆盖范围确定，本实施例中所述释放孔54的面积之和不小于固定管52的横截面积，释放孔54的直径为3～10mm；消防介质通过释放圆台51的弧形面喷出对目标区域进行灭火作业，灭火介质释放均匀，形成单点多方位覆盖，有利于提高特高压换流变压器爆炸火灾情况下的适配性能。

参考图6，本实施例中所述安装座8还包括与连接管82的外管壁固定配合的环形连接板84，所述连接板84的轴向与连接管82的轴向平行，连接板84与固定板81固定配合，固定板固定于抗冲击板4朝向换流变压器1的一面。

固定板81可通过焊接或螺接与抗冲击板4固定连接，连接板84也可以通过焊接或螺接的方式与连接管82固定连接，但焊接固定时只能焊接靠近换流变压器的一端，优选使用螺栓(图未示)在连接管82内部沿径向连接连接管82和连接板84，螺栓端部可藏在连接管82的管壁之下，使用套筒、扳手等工具进行固定即可；这样可以沿轴向对多个位置进行固定。

所述固定板81和连接板84相互垂直，固定板81与连接板84直接连接的情况下，喷头5的结构与图4和5的结构相同，安装后的连接管82与安装座8的配合状态也与图4和图5相同。

本实施例中还设置一个第一过渡板85连接固定板81和连接板84，所述第一过渡板85向抗冲击板4远离换流变压器1的一侧倾斜设置，此时所述释放圆台51与固定管52连接的一面倾斜设置与第一过渡板85适应配合，在固定完后后，除了弹簧垫片外，还能够通过第一过渡板85对喷头5的包裹提高喷头5的固定效果，并对喷头5进行保护。