[发明专利]一种变压器火灾模拟装置及其点火燃烧方法

说明书

一种变压器火灾模拟装置及其点火燃烧方法，装置包括：变压器本体、出线套管、油枕、远程手控阀门、喷溅管、顶部燃烧油池、模拟分接开关燃烧油池、氮气排气管阀、压力释放装置、高压套管模拟燃烧油池、中压套管模拟燃烧油池、变压器模拟散热器、电流端子、电压端子、鸭嘴型喷嘴、操作人孔、第一温度探头、第二温度探头、第三温度探头以及第四温度探头。本发明火灾模拟装置提供的内部结构与外部构造可以有效促进真正大型变压器的火灾形态一致的火灾形态的模拟，本发明同时规范了点火燃烧方式，为测试和评估不同消防系统提供基础测试平台。

技术领域

本发明属于电力变压器消防研究领域，更具体地，涉及一种变压器火灾模拟装置及其点火燃烧方法。

背景技术

电力系统的电力变压器除一些小型变压器采用固体绝缘外，其它大容量、高电压的电力变压器均采用油纸绝缘方式。其中，变压器油在变压器可燃材料的总质量中占比最大，起到散热和绝缘作用。变压器油的闪点较高(一般大于135℃)、密度较大(相对密度高达0.895)，比热容约为0.5(Cal/g·℃)，在常温条件下，变压器油并不易燃，但在处于工作状态的变压器油温度一般在75℃上，最高的允许工作温度甚至高达95℃，此时变压器油比常温状态下更容易被点燃。此外变压器所用的绝缘材料包含大量纸、木、布材料。这类绝缘物大部分属于A级绝缘物，它的最高运行温度是105℃，其性能及质量直接影响变压器运行的可靠性和变压器使用寿命。研究表明，内部故障是引起变压器火灾的的主要原因，初期的设备内部故障引发的电弧或高温将绝缘材料(主要是绝缘油)的高温气化并产生易燃的可燃物，强大的能量产生剧烈的内部反应，短期的剧烈反应引起变压器压力释放阀喷油，甚至造成变压器箱体开裂，分解物以及高温绝缘油喷溅而出与空气结合形成火灾。以外，火灾产生CO、HCL、HCN、CL2、CO₂等有毒有害气体进一步扩大火灾危害。

对于变压器诱发火灾的主要部位，国内外相关专家也做了大量研究，例如Martin等学者对澳大利亚电力系统变压器火灾故障事故进行了统计，发现套管和分接开关故障是引发变压器火灾的主要原因，其中套管故障原因占比41％，分接开关故障原因占比15％。根据国际电气和电子工程师协会IEEE提供的加拿大魁北克电力公司25年来的变压器火灾情况，引发变压器火灾的原因也有类似的规律。

变压器发生火灾时及时加以扑灭是有效减小设备及人员损失的有效手段。传统的变压器消防灭火技术主要分为四类，固定式水喷淋(雾)灭火系统、细水雾灭火系统、排油注氮灭火系统以及泡沫灭火系统。围绕其灭火效果及适用范围，相关学者虽然开展了大量基于仿真和真型模拟试验，但由于模拟设备大多采用小型装置，与工程实际中的变压器无论从质量或是体积上都存在较大差异，无法模拟实际火灾时的基本形态。但如果使用真实电力变压器，又存在价格昂贵，重量重，施工难度大，试验后对变压器造成不可逆转的损耗，致使造成每次试验成本巨大，不利于变压器燃烧试验的重复和连续开展的问题。此外不同研究人员对模拟起火点的选择又往往根据自己的经验设定，不同研究对象的研究内容往往没有对比性。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种变压器火灾模拟装置及其点火燃烧方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种变压器火灾模拟装置，包括：变压器本体7、出线套管1、油枕2、远程手控阀门3、氮气排气管阀8、压力释放装置9、变压器模拟散热器12、操作人孔16；变压器火灾模拟装置还包括：

电流端子13、电压端子14、鸭嘴型喷嘴15、电喷溅管4、顶部燃烧油池5、模拟分接开关燃烧油池6、高压套管模拟燃烧油池10、中压套管模拟燃烧油池11、第一温度探头17、第二温度探头18、第三温度探头19以及第四温度探头20；

出线套管1、油枕2、顶部燃烧油池5、压力释放装置9、操作人孔16设置在所述变压器本体7的顶部；

变压器本体7左右两侧一侧连接外置注氮装置，另外一侧连接变压器模拟散热器12；

变压器本体7内含有模拟油池。