本發(fā)明涉及燃燒試驗(yàn)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前電網(wǎng)及工礦企業(yè)所有的變壓器絕大部分是油浸式電力變壓器，相對(duì)干式變壓器而言，油浸式電力變壓器內(nèi)部充滿(mǎn)絕緣油，存在爆炸、著火的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)對(duì)周?chē)O(shè)備、建筑物及人員產(chǎn)生危害，造成停電及重大經(jīng)濟(jì)損失。

當(dāng)前使用的油浸式電力變壓器所采用的礦物絕緣油閃點(diǎn)在140℃左右，易燃易爆；天然酯和合成酯等酯類(lèi)絕緣油的閃點(diǎn)超過(guò)250℃，尤其是天然酯絕緣油的閃點(diǎn)超過(guò)300℃，屬于難燃油。采用天然酯(植物)絕緣油等難燃絕緣油的油浸式電力變壓器能否應(yīng)用于防火性能要求高的場(chǎng)所、能否替代干式變壓器應(yīng)用于戶(hù)內(nèi)等，需要對(duì)各種油浸式電力變壓器的防火性能進(jìn)行燃燒試驗(yàn)驗(yàn)證。

目前，沒(méi)有針對(duì)油浸式變壓器的防火性能試驗(yàn)方法，也沒(méi)有適用于油浸式變壓器的防火性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的目的是提出一種用于評(píng)價(jià)油浸式變壓器防火性能的試驗(yàn)方法，用于驗(yàn)證各種油浸式變壓器在遭受外部火災(zāi)時(shí)的防火性能，為采用難燃油的變壓器能否應(yīng)用于防火性能要求高的場(chǎng)所提供考核依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的方法，所述方法包括：

燃燒試驗(yàn)臺(tái)架單元，包括點(diǎn)火引燃盤(pán)、用于燃燒試驗(yàn)的木垛和變壓器支架，所述燃燒試驗(yàn)臺(tái)架單元用于燃燒油浸式變壓器；

燃燒試驗(yàn)間單元，包括集油池、防火墻和變壓器燃燒試驗(yàn)房間；

油水分離池，設(shè)置在變壓器燃燒試房間的內(nèi)部和外部，用于油水分離；

方形水溝，設(shè)置在變壓器燃燒試驗(yàn)房間的外部，所述方形水溝和油水分離池相連通，用于儲(chǔ)存滅火過(guò)程所產(chǎn)生的水和油水分離產(chǎn)生的水；以及

滅火保護(hù)單元，包括水噴霧滅火設(shè)備，用于滅火。

所述方法包括：

將油浸式變壓器安裝到變壓器支架上，并在所述油浸式變壓器下方放置點(diǎn)火引燃盤(pán)和用于燃燒試驗(yàn)的木垛；

在所述油浸式變壓器的周?chē)O(shè)置水噴霧滅火設(shè)備；

利用點(diǎn)火引燃盤(pán)點(diǎn)燃用于燃燒試驗(yàn)的木垛，從而模擬油浸式變壓器外部遭受火災(zāi)的情況；以及

根據(jù)所述油浸式變壓器燃燒后的狀態(tài)確定油浸式變壓器的防火性能。

優(yōu)選地，所述油浸式變壓器燃燒試驗(yàn)裝置進(jìn)一步包括：狀態(tài)量監(jiān)測(cè)單元，所述狀態(tài)量監(jiān)測(cè)單元包括多個(gè)K型熱電偶、壓力傳感器、熱流傳感器，用于監(jiān)測(cè)油浸式變壓器燃燒過(guò)程中的溫度、熱輻射和壓力指標(biāo)；所述方法進(jìn)一步包括：在點(diǎn)燃木垛之前將壓力傳感器、熱流傳感器分、K型熱電偶分別置于所述油浸式變壓器的內(nèi)部和外部；

對(duì)所述油浸式變壓器燃燒過(guò)程中的溫度、熱輻射和壓力進(jìn)行測(cè)試，以獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，并利用上述數(shù)據(jù)確定油浸式變壓器的防火性能。

優(yōu)選地，所述油浸式變壓器燃燒試驗(yàn)裝置進(jìn)一步包括：電源單元，所述電源單元包括低壓和高壓兩部分，用于給測(cè)試變壓器提供電源，模擬帶電運(yùn)行工況；所述方法進(jìn)一步包括：在點(diǎn)燃木垛之前對(duì)所述油浸式變壓器的低壓側(cè)施加額定電壓。

優(yōu)選地，其中所述點(diǎn)火引燃盤(pán)放置于地面，用于引燃用于燃燒試驗(yàn)的木垛，所述木垛放置于點(diǎn)火引燃盤(pán)上并整體置于變壓器支架下方，變壓器支架用于支撐油浸式變壓器，所述油浸式變壓器放置于變壓器支架上方。

優(yōu)選地，其中所述變壓器的燃燒試驗(yàn)間單元由內(nèi)往外依次是集油池、防火墻、變壓器燃燒試驗(yàn)房間。

優(yōu)選地，其中所述集油池在變壓器燃燒試驗(yàn)房間內(nèi)，并且所述燃燒試驗(yàn)臺(tái)架單元放置在集油池內(nèi)，用于當(dāng)油浸式變壓器發(fā)生破裂時(shí)進(jìn)行集油。

優(yōu)選地，其中所述變壓器燃燒試驗(yàn)房間三面封閉，一面敞開(kāi)作為觀(guān)察窗口，頂面敞開(kāi)，所述變壓器燃燒試驗(yàn)房間由耐火磚砌成，用于對(duì)油浸式變壓器燃燒試驗(yàn)的防護(hù)。

優(yōu)選地，其中所述水噴霧滅火設(shè)備位于油浸式變壓器的頂部。

優(yōu)選地，其中所述K型熱電偶分別安裝在油浸式變壓器油箱的內(nèi)部、外部和油浸式變壓器油箱的周?chē)?；其中所述壓力傳感器放在油浸式變壓器油箱蓋內(nèi)；所述熱流傳感器放在油浸式變壓器的前方和油箱頂部。

優(yōu)選地，其中所述裝置還包括攝像監(jiān)控云臺(tái)，用于對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過(guò)模擬火災(zāi)場(chǎng)合，在油浸式變壓器帶電運(yùn)行的情況下，測(cè)量油浸式變壓器內(nèi)部溫度、壓力以及變壓器外部溫度分布、熱輻射情況，觀(guān)察油浸式變壓器在外邊火災(zāi)過(guò)程中的變化情況，從而檢驗(yàn)油浸式變壓器在遭受外部火災(zāi)情況下的防火性能。該試驗(yàn)方法能夠真實(shí)模擬油浸式變壓器遭受外部火災(zāi)的運(yùn)行工況，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方式：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試方法100的流程圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式方法200的流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)裝置的木垛放置示意圖；

圖4示出了根據(jù)發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)裝置的變壓器燃燒試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)裝置的變壓器內(nèi)外部傳感器的布置圖；以及

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器進(jìn)行燃燒的實(shí)驗(yàn)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開(kāi)本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的方法100的流程圖。如圖1所示，所述方法100從步驟101處開(kāi)始。在步驟101將油浸式變壓器安裝到變壓器支架上，并在所述油浸式變壓器下方放置點(diǎn)火引燃盤(pán)和用于燃燒試驗(yàn)的木垛。

優(yōu)選地，在步驟102在所述油浸式變壓器的周?chē)O(shè)置水噴霧滅火設(shè)備。

優(yōu)選地，在步驟103利用點(diǎn)火引燃盤(pán)點(diǎn)燃用于燃燒試驗(yàn)的木垛，從而模擬油浸式變壓器外部遭受火災(zāi)的情況。

優(yōu)選地，在步驟104根據(jù)所述油浸式變壓器燃燒后的狀態(tài)確定油浸式變壓器的防火性能。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式方法200的流程圖。如圖2所示，所述用于對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的方法200從步驟201開(kāi)始。優(yōu)選地，在步驟201將油浸式變壓器安裝到變壓器支架上，并在所述油浸式變壓器下方放置點(diǎn)火引燃盤(pán)和用于燃燒試驗(yàn)的木垛。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)裝置的木垛放置示意圖。如圖3所示，1是集油池，2是測(cè)試油浸式變壓器，3是標(biāo)準(zhǔn)木垛。首先，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)木垛1的尺寸選擇合適的木垛點(diǎn)火引燃盤(pán)，引燃盤(pán)中放置酒精或汽油等；然后根據(jù)測(cè)試油浸式變壓器2的尺寸及燃燒試驗(yàn)的木垛的尺寸、排列方式設(shè)置變壓器支架，把測(cè)試油浸式變壓器架空支撐；最后在測(cè)試油浸式變壓器下部均勻?qū)ΨQ(chēng)放置4堆標(biāo)準(zhǔn)木垛1，其中標(biāo)準(zhǔn)木垛1由72根紅松木木條組成，木條長(zhǎng)度為500mm，木條截面為正方形，正方形邊長(zhǎng)為39mm±1mm。將72根木條排成12層，每層6根。按照一層橫排，一層豎排，交錯(cuò)排列，釘成正方體。

圖4示出了根據(jù)發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器防火性能進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)裝置的變壓器燃燒試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，4是水平面，5是變壓器燃燒試驗(yàn)房間，6是變壓器支架，7是防火墻，8是方形水溝，9是油水分離池。其中所述集油池1在變壓器燃燒試驗(yàn)房間5的正中心，并且所述測(cè)試油浸式變壓器2放置在集油池1的正中間，用于當(dāng)所述測(cè)試油浸式變壓器2發(fā)生破裂時(shí)進(jìn)行緊急集油，并且集油池1的四周及底部鋪設(shè)耐火磚。集油池1的體積應(yīng)按照測(cè)試油浸式變壓器2中絕緣油的體積的2倍以上來(lái)設(shè)置集油池1的尺寸。優(yōu)選地，其中所述防火墻7位于集油池1的外圍，所述防火墻7的中心與集油池1的中心在同一點(diǎn)，并且防火墻7的每條邊與集油池1的每條邊平行。例如，防火墻內(nèi)部面積為2.8m×2.5m，耐火磚高于地面0.3m。優(yōu)選地，其中所述變壓器燃燒試驗(yàn)房間5三面封閉，一面敞開(kāi)作為觀(guān)察窗口，頂面敞開(kāi)，所述變壓器燃燒試驗(yàn)房間5由耐火磚砌成，用于對(duì)變壓器燃燒試驗(yàn)的防護(hù)。例如，房間尺寸可以設(shè)置為6m×5m×3m大小。

優(yōu)選地，在步驟202將壓力傳感器、熱流傳感器分、K型熱電偶分別置于所述變壓器的內(nèi)部和外部。優(yōu)選地，其中所述壓力傳感器位于油浸式變壓器油的箱蓋內(nèi)，用于對(duì)所述油浸式變壓器內(nèi)部的壓力變化情況進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)選地，其中所述熱流傳感器置于所述變壓器的前方一定距離處以及所述變壓器的油箱頂部，用于監(jiān)測(cè)燃燒過(guò)程中的熱輻射量。優(yōu)選地，其中所述多個(gè)K型熱電偶分別預(yù)置于所述油浸式變壓器內(nèi)部的低壓繞組、鐵心和油面處，用于監(jiān)測(cè)燃燒試驗(yàn)過(guò)程中油浸式變壓器內(nèi)部的溫度變化；并且在所述油浸式變壓器油箱外部的箱底、側(cè)面和頂部布置K型熱電偶來(lái)監(jiān)測(cè)燃燒過(guò)程中變壓器外表溫度的變化。例如，在測(cè)試油浸式變壓器油箱蓋預(yù)埋CY200-ZT高精度數(shù)字壓力傳感器對(duì)所述油浸式變壓器內(nèi)部壓力變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在所述油浸式變壓器正前方1米、2米及油箱頂部0.5米分別布置的3只TS-34C型熱流傳感器，監(jiān)測(cè)燃燒過(guò)程中熱輻射量；在所述油浸式變壓器正前方1米、2米、3米各布置3只K型線(xiàn)形熱電偶測(cè)量燃燒過(guò)程中的變壓器周?chē)鷾囟确植继荻茸兓闆r。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的油浸式變壓器燃燒試驗(yàn)裝置的變壓器內(nèi)外部傳感器的布置圖。如圖5所示，熱電偶10用于監(jiān)測(cè)油面溫度，熱電偶11用于監(jiān)測(cè)繞組上部溫度，熱電偶12用于監(jiān)測(cè)中部油溫，熱電偶13用于監(jiān)測(cè)繞組中部溫度，熱電偶14用于監(jiān)測(cè)繞組下部溫度，熱電偶15用于監(jiān)測(cè)油箱底部溫度，熱電偶16用于監(jiān)測(cè)鐵心溫度，熱電偶17用于監(jiān)測(cè)散熱器上端的溫度，熱電偶18用于監(jiān)測(cè)散熱器下端的溫度，熱電偶19用于監(jiān)測(cè)油箱外部的溫度，壓力傳感器20用于監(jiān)測(cè)油箱內(nèi)部的壓力。

優(yōu)選地，在步驟203在所述油浸式變壓器的前方設(shè)置攝像監(jiān)控云臺(tái)。例如，在所述變壓器燃燒試驗(yàn)房間外部，離被試變壓器水平距離8米、高4米的位置設(shè)置攝像監(jiān)控云臺(tái)，對(duì)燃燒試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

優(yōu)選地，在步驟204在所述油浸式變壓器的周?chē)O(shè)置水噴霧滅火設(shè)備。其中所述水噴霧滅火設(shè)備位于測(cè)試電壓器的頂部。并且將四個(gè)泡沫滅火設(shè)備分別于變壓器燃燒試驗(yàn)房間的四個(gè)角落且距離地面有預(yù)設(shè)高度的位置。例如，四個(gè)泡沫滅火設(shè)備可以置于變壓器燃燒試驗(yàn)房間的四個(gè)角落且距離地面2.5m高的位置。

優(yōu)選地，在步驟205對(duì)所述油浸式變壓器的低壓側(cè)施加額定電壓可以設(shè)置380V電源，用于所述油浸式配電變壓器低壓側(cè)加壓帶電燃燒試驗(yàn)；設(shè)置10kV電源，用于所述油浸式變壓器高壓側(cè)加壓帶電燃燒試驗(yàn)，也可以設(shè)置10kV的電源用于所述油浸式變壓器低壓側(cè)加壓帶電燃燒試驗(yàn)。

優(yōu)選地，在步驟206利用點(diǎn)火引燃盤(pán)點(diǎn)燃用于燃燒試驗(yàn)的木垛，從而模擬油浸式變壓器外部遭受火災(zāi)的情況。

優(yōu)選地，在步驟207利用上述測(cè)試數(shù)據(jù)確定油浸式變壓器的防火性能。優(yōu)選地，其中用于確定油浸式變壓器的防火性能的因素包括：試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)所述油浸式變壓器所施加的電壓是否穩(wěn)定、所述油浸式變壓器是否出現(xiàn)起火或爆炸現(xiàn)象以及經(jīng)過(guò)燃燒試驗(yàn)后的所述油浸式變壓器是否能夠繼續(xù)安全運(yùn)行。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)油浸式變壓器進(jìn)行燃燒的實(shí)驗(yàn)圖。如圖6所示，燃燒試驗(yàn)前，把型號(hào)為SW11-200/10的測(cè)試油浸式變壓器放置在燃燒試驗(yàn)臺(tái)中間的支架上，其中所述油浸式變壓器內(nèi)灌注植物絕緣油，按照?qǐng)D3所示方式把標(biāo)準(zhǔn)木垛放置在所述油浸式變壓器下部，采用點(diǎn)后引燃盤(pán)點(diǎn)燃變壓器底部的木垛。在整個(gè)80分鐘的燃燒過(guò)程中，按照?qǐng)D5所示方式對(duì)所述浸式變壓器的內(nèi)部壓力、溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)燃燒試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到47分鐘時(shí)，所述油浸式變壓器內(nèi)部的油溫最高，其中底部175℃，頂部196℃，內(nèi)部最高壓力32kPa。在整個(gè)火災(zāi)過(guò)程中，通過(guò)云臺(tái)攝像監(jiān)控可知，所述油浸式變壓器油未發(fā)生任何泄漏，所述油浸式變壓器沒(méi)有發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象，所述油浸式變壓器內(nèi)外未有出現(xiàn)危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。燃燒試驗(yàn)后對(duì)變壓器絕緣電阻、變比、介質(zhì)損耗和工頻耐壓等進(jìn)行檢測(cè)，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，通過(guò)此變壓器模擬火災(zāi)試驗(yàn)可以判定采用天然酯(植物)絕緣油的變壓器具有防火性。

已經(jīng)通過(guò)參考少量實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專(zhuān)利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開(kāi)的其他的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋?zhuān)窃谄渲斜涣硗饷鞔_地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開(kāi)放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開(kāi)的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開(kāi)的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。