[发明专利]一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台和试验方法

说明书

本发明公开了一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台和试验方法。平台包括变压器系统、加热系统和测试系统，变压器系统包括固定在钢结构支架上的油箱、与油箱连接的油枕、与钢结构支架贴邻的底部油池；加热系统包括油箱电阻外循环加热系统、底部油池电阻加热系统、油枕电阻加热系统和温控柜，测试系统包括温度传感器、热流传感器、红外热像仪和高清摄像机；本发明可实现对特高压换流变压器真实火灾规模、火灾发展蔓延过程及灭火过程的模拟；分别实现带升高座火灾和全液面火灾的模拟重现；能对比验证不同灭火系统的灭火效能；能系统研究其火灾特性，为客观评估不同灭火系统的实际控灭火效果提供理论依据和技术支持。

技术领域

本发明涉及特高压换流变压器灭火技术，尤其涉及一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台和试验方法。

背景技术

近些年，我国特高压直流输电技术迅猛发展，然而，在特高压输电工程大量投入使用的同时，其火灾防控技术发展滞后，现有常规灭火技术及装备无法满足实际需求，存在较大消防安全隐患，严重影响特高压输电系统的安全运行。因此，特高压换流变压器火灾防控具有重大的工程应用价值和社会经济效益。

开展特高压换流变压器火灾防控，首先要通过开展火灾试验来明确特高压换流变压器火灾的机理特性，对比验证不同灭火系统的灭火效能，为研发科学高效的灭火技术及装备提供支持。因此，非常迫切需要建立特高压换流变压器火灾实验平台和灭火试验方法，开展相关火灾的发生发展过程研究，科学评估灭火装备性能，确定灭火系统工程应用参数等。

实体火试验是验证灭火系统有效性和确定工程应用参数的最科学、最重要手段。目前，国内外尚未针对特高压换流变压器火灾特性和扑救技术及救援装备开展研究，其主要原因之一是缺少特高压换流变压器实体火模型和灭火试验方法。特高压换流变压器因体量大、储油量多、运行温度高、结构特殊、布置密集，发生火灾爆炸事故时破坏力巨大，与常规油浸变压器火灾特性存在显著差异。现有的常规油浸变压器火灾实验平台以小规模火灾为主，其结构尺寸、试验用油量、引燃方式等，均与特高压换流变压器实际火灾存在显著差异，难以科学、客观反映灭火系统对真实火灾的灭火效能。

因此，需要开发一种可模拟特高压换流变压器火灾发生发展过程，具备可重复性，能验证灭火系统灭火效能的特高压换流变压器实体火灾实验平台及灭火试验方法，为特高压换流变压器火灾防控提供理论依据和实验数据支持。

发明内容

本发明目的在于提供一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台和试验方法，实现弥补特高压换流变压器火灾研究手段的不足和空白。实验平台仿照在运特高压换流变压器实际结构特征进行研制，安全可控且可重复实验，并针对平台提出灭火试验方法。该实验平台可模拟特高压换流变压器注油、加热、点火、火灾发展、灭火等过程，能自动采集实验数据，记录实验图像视频，通过更换油箱还可模拟特高压换流变压器带升高座火灾和全液面火灾两种类型火灾场景的引燃、发生、发展及灭火过程等。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台，其特征在于，所述平台包括变压器系统、加热系统和测试系统三部分，所述变压器系统布置在U型防火墙空间内，变压器系统包括钢结构支架、固定在钢结构支架上的油箱、通过输油管道与油箱连接的油枕、设置在地面并与钢结构支架贴邻的底部油池；

所述加热系统包括油箱电阻外循环加热系统、底部油池电阻加热系统、油枕电阻加热系统和温控柜，其中电阻外循环加热系统包括加热柜，与加热柜连接的进油管道和出油管道，进油管道和出油管道分别通过控制阀与所述油箱连接；底部油池电阻加热系统和油枕电阻加热系统分别固定在所述底部油池和所述油枕内部，并由多个加热管通过电线和信号线与所述温控柜相连。