[发明专利]一种输电线路山火带电高扬程灭火装备设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路防山火技术领域，具体而言，涉及一种输电线路山火带电高扬程灭火装备设计方法。

背景技术

受生产生活影响，山火已遍及加拿大、美国和中国等世界上绝大多数国家。特高压交直流输电线路近年来因山火发生了多起跳闸和闭锁停运事件，山火已成为严重威胁大电网的安全运行和社会正常供电新的热点问题。

对输电线路山火开展灭火，是避免山火蔓延引起线路跳闸的有效治理手段，但是输电线路电压高，消防水导电，灭火易引起人员触电伤亡，需要开展带电灭火。目前，国内外普遍使用的带电灭火技术包括气体和干粉灭火两种。气体灭火方法通常用于室内灭火，而野外输电线路环境受风影响，气体流动性大，很难大面积沉降，无法灭火。干粉灭火方法基于物理覆盖原理，适用于燃烧面平坦的场合灭火，在野外，因地面起伏不平，喷洒干粉无法对火焰有效覆盖，很难达到灭火的目的，此外，干粉难以远距离野外输送。目前已有的气体灭火和干粉灭火无法满足输电线路山火带电灭火的应用要求。

消防车在灭火领域应用广泛，但其输水管直径达40mm，耗水量大，输出压力低，仅1～2MPa左右，世界最高的美国皮尔斯举高消防车扬程仅90m，且由于消防水导电，无法带电灭火。输电线路山火现场山高路险，所处山高远大于100m，线路电压高。消防车赶赴输电线路山火现场，无法带电高扬程灭火，经常无功而返。

电网公司长期依靠城市消防与森林防火技术，但未能克服带电与高扬程灭火的难题。尚未有应用于野外长间隙、高电压输电线路山火的灭火装备设计方法，现有普通灭火装备的射程、绝缘性能等方面无法满足输电线路山火的灭火要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种输电线路山火带电高扬程灭火装备设计方法，通过将灭火水剂强效雾化使灭火水剂不再连续，雾滴之间出现空气间隙提高绝缘性能，解决带电灭火的难题；通过添加高效灭火剂可提高灭火效率，降低灭火水剂流量，提高灭火装置的出口压力，实现高扬程灭火。

本发明提供了一种输电线路山火带电高扬程灭火装备设计方法，该方法包括：

步骤1，获取各电压等级输电线路的相电压，取其最大相电压U_max；

步骤2，根据长间隙细水雾击穿试验装置获得的长间隙细水雾击穿试验特性曲线及最大相电压U_max，选择灭火装备满足要求的细水雾雾化射程L和雾滴直径d；

步骤3，根据灭火水剂灭火效率计算野外输电线路山火灭火需求流量Q，计算公式为：

Q＝η·Q_water

式中，η为灭火水剂与普通水的灭火效率之比；M_str,water为根据国家标准《GB 17835-2008水系灭火剂》开展标准A类试验时使用普通水的总质量；M_str,ext为根据国家标准《GB 17835-2008水系灭火剂》开展标准A类试验时使用灭火水剂的总质量；Q_water为普通森林消防车灭火流量；

步骤4，根据灭火装备的细水雾雾化喷头输出特性曲线，选择雾化喷头参数及喷头输入压力P_spray的范围；

步骤5，测试灭火水剂的密度ρ、粘性系数μ和输水水带内壁的粗糙度并计算其内径绝对粗糙度ρ，并根据粘性系数μ、内壁相对粗糙度Δ、输水水带的内径d_l和野外输电线路山火灭火需求流量Q，计算灭火水剂在输水水带内流动的雷诺数Re、沿程压力损失系数λ、沿程水头损失h_sd及沿程压力损失P_loss；

步骤6，当输电线路山火灭火装备在输水距离为L_d、灭火高度的扬程损失为P_z时，计算灭火装备的水泵输出压力P_pumper的最小值，确保灭火喷头的输入压力P_spray能使其雾化射程达到L、雾滴直径达到d，实现带电安全灭火，计算公式为：

P_pumper≥P_spray+P_Z+P_loss

P_loss＝ρgh_sd

P_Z＝ρgh