電氣設備油坑輕型化阻燃層成套方案

電氣設備油坑輕型化阻燃層成套方案一、工程調(diào)研目前國內(nèi)電氣設備油池阻燃層的設計規(guī)定在滲透性的量化指標上不夠明確準確，使得工程建設實施有一定隨意性；在系統(tǒng)安全性和易維護性方面，也存在一定的不足。任何置于自然環(huán)境下的建筑設施都將受環(huán)境甚至人為的影響，而出現(xiàn)與設計初衷不一樣的變化。通過調(diào)研國內(nèi)的變電站油池案例發(fā)現(xiàn)，新建油池的各項外觀與內(nèi)在指標均滿足設計要求，處于最優(yōu)狀態(tài)，但隨著項目投運，風沙雨雪冰霜等氣候變化，以及某些極端地質(zhì)水文情況（如泥石流、洪水、沙塵暴）的影響，都會使得油池的滲透排油與隔火阻燃性能受到破壞，其中比較突出的問題如下：1.大部分偏遠地區(qū)的工程項目中的油池，很難找到滿足規(guī)范要求的粒徑的鵝卵石，進而無法保證滲透與隔絕性能的均衡實現(xiàn)。2.鵝卵石這一天然顆粒材料堆積密度較大，鋪設厚度較厚，使得整個結(jié)構(gòu)不便于維護與清理。3.油池基坑排油口容易堵塞，且不易檢修，特別是在風沙地區(qū)尤為突出。4.北方寒冷地區(qū)鵝卵石層表層易積雪結(jié)冰，粘結(jié)成塊、影響滲油隔火效果。二、新方案研發(fā)背景相關(guān)介紹1.自我國借鑒了大部分前蘇聯(lián)電力相關(guān)規(guī)范經(jīng)驗沿用至今，已有約30多年，隨著國內(nèi)特高壓工程大力發(fā)展、電壓等級不斷提升、變壓器升級換代、新技術(shù)新材料日新月異、智能電網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應用、AI人工智能等迅猛發(fā)展，加上我國幅員遼闊、各地氣候環(huán)境差異較大，現(xiàn)階段就電氣設備油坑還繼續(xù)沿用鵝卵石、鋼格板等其他蓋板組合形式，早已不能適應滿足當下實際情況，自2012年起企業(yè)在國網(wǎng)交流建設分公司及相關(guān)單位的支持下，通過對國內(nèi)外輸變電工程實地調(diào)研、歷經(jīng)四年致力于研發(fā)全新的替代技術(shù)方案。開創(chuàng)性地設計研發(fā)出一種使用輕鋼箱體結(jié)構(gòu)裝入具有滲油與阻燃能力的陶化泡沫玻璃顆粒，自主研發(fā)了“電氣設備油坑輕型化阻燃層”成套技術(shù)方案。2.經(jīng)四川省科技廳組織，由來自西南電力設計院、中國能建電力規(guī)劃設計總院、全國消防標準化委員會第二分委會、四川省公安消防總隊、四川大學降解與阻燃材料研究中心、電子科技大學能源科學與工程學院、西南交通大學電氣工程學院的相關(guān)專家教授組成的鑒定委員會鑒定，取得“科技成果鑒定證書”，鑒定結(jié)論為：該項目產(chǎn)品形成了一套自主知識產(chǎn)權(quán)、企業(yè)標準、滿足了大型電氣設備油坑滲油隔火的要求，填補國內(nèi)空白。3.2018年在中國電機工程學會立項、現(xiàn)已通過送審稿審查會、即將頒布的《技術(shù)規(guī)程》，是以輕型化、設計指標量化為特征的一套全新油坑設計施工規(guī)程，與現(xiàn)行國家行業(yè)相關(guān)標準中有關(guān)油坑部分的規(guī)定和指導意見，形成兼容互補、增益增效的關(guān)系?！都夹g(shù)規(guī)程》負責編制單位是國網(wǎng)交流建設分公司，國網(wǎng)直流建設分公司，參編單位包括電力規(guī)劃設計總院、武漢大學、和田安監(jiān)局和全國主要省級電力設計院。4.《技術(shù)規(guī)程》的頒布將解決現(xiàn)有工程實踐中的以下問題：大幅度提高油坑有效容積的同時，解決了在設計階段、運行階段均不能準確量化和維持油坑相關(guān)狀態(tài)的問題，為油坑在日常維護和事故突發(fā)狀態(tài)提供了準確的日常管理和應急操作的量化依據(jù)；經(jīng)過多項測試和多輪論證的、粒型粒徑可控的人造阻燃顆粒，起到與鵝卵石相同的滲透隔火作用（此處“相同”是指，鵝卵石在規(guī)范要求下進行粒型粒徑和鋪設方式的選用；如果鵝卵石不能按規(guī)范要求則人造阻燃顆粒的性能優(yōu)于鵝卵石），解決了工程建設實際中難以獲取符合規(guī)范要求的鵝卵石的問題；輕型化和設計指標量化還有力地促進了油坑土建專業(yè)在設計、施工和運行三個階段，進行數(shù)字化新基建、裝配式施工和智能化運維的創(chuàng)新實踐。5.《技術(shù)規(guī)程》推廣的前景技術(shù)效益：在國內(nèi)外油坑土建專業(yè)內(nèi)，首次實現(xiàn)全套方案的設計指標參數(shù)的量化，同時能夠以IMOP（智能化運維APP英文縮寫名）進行設計、施工和運行三個階段的有機融合，以實時大數(shù)據(jù)和云端計算方式，實現(xiàn)在移動端進行運維的決策與任務管理。硬件和軟件的結(jié)合，為本專業(yè)的數(shù)字化新基建和智能化運維提供了一種創(chuàng)新度和實踐性均較好的方案。6.安全效益：目前，電氣設備故障為變電站事故的主要誘因，但部分案例表明：油坑布置方案不科學，容易引發(fā)變電站事故事態(tài)擴大時，責任歸屬的爭論。《技術(shù)規(guī)程》能夠極大地提高油坑的儲油能力和可維護性，顯著改善事故突發(fā)狀態(tài)下電氣設備區(qū)域內(nèi)的整體安全性。同時，能夠以輕型化和量化設計指標為基礎，促使油坑土建自身做到設計有量化依據(jù)、施工有驗收方法、運行有目標和可順利施行的有效計劃（此處“順利”是指，傳統(tǒng)方案無法便捷地、有效地清理油坑），以此厘清責任歸屬，有助于高層決策者研究分析變電站事故后真正需要改進改善的環(huán)節(jié)。預期，《技術(shù)規(guī)程》能夠以新建和改造方式替代傳統(tǒng)方案，油坑將不再出現(xiàn)任何無法清理導致淤積、堵塞和儲油量不足以應對事故突發(fā)狀態(tài)的情況，安全效益帶來的經(jīng)濟效益、社會效益和其他效益，是無可估量的。三、獲獎證書3.1《新型復合阻燃格柵板的技術(shù)性能研究》已收錄進中國科技核心期刊.電力建設.電建專題。獲得2017年度中國電力建設科學技術(shù)進步獎二等獎；3.2《變電站電氣設備貯油坑新型復合阻燃格柵板的技術(shù)性能研究》獲得了2017年度中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術(shù)進步獎二等獎；3.3《變電站事故油池輕型化阻燃成套方案研究》、《國外電氣設備油坑阻燃層新技術(shù)應用研究》分別入選中國電機工程學會2018年及2019年會優(yōu)秀論文集，并獲優(yōu)秀論文一等獎。四、技術(shù)成熟度1.新方案在人造阻燃顆粒材料和電氣設備油坑輕型化阻燃層的成套技術(shù)方案方面做了大量的試驗研究工作，從研發(fā)到投入應用至今已有近8年，已獲得業(yè)內(nèi)眾多相關(guān)單位較高關(guān)注，新方案目前已應用于:蒙西1000千伏特高壓、云南榮興500千伏、云南融冰直流工程、廣東惠州誠信220千伏、廣東惠州錦繡110千伏、廣西寶象220千伏、貴州萬峰湖220千伏、蘇州葑門220千伏等在內(nèi)的多個工程等工程案例。2.新方案可以較好地將解決傳統(tǒng)的電氣設備油坑阻燃層應用中存在的問題，提高了阻燃層設計時滲透性指標的量化準確性、系統(tǒng)安全性、輕型化程度與易維護性，滿足電氣設備油池滲透與隔火的系統(tǒng)安全性目標，提高建設時間及節(jié)約全壽命周期運維成本，新方案主材及配件全部采用“標準化設計、工廠化加工、模塊化安裝”的理念，在阻燃顆粒粒徑選擇、鋪設層數(shù)與厚度選用方面實現(xiàn)了可控，技術(shù)方案成熟可行，積累了相應的工程實踐技術(shù)經(jīng)驗，技術(shù)競爭力較強，市場推廣潛力巨大?？偨Y(jié)：目前，隨著電網(wǎng)建設和高等級電氣設備的發(fā)展，油坑儲油量及其安全性受到了廣泛關(guān)注，自2018年以來的多項事故案例引發(fā)了油坑布置方案的多次技術(shù)討論。其中，有關(guān)鵝卵石鋪設方式（沉底或架空）、鋪設厚度（以不低于250mm即可，還是越多越好）、油坑儲油量是否以20%變壓器油量為準且此儲油量是否應考慮鵝卵石間隙空間等討論焦點，未能達成全行業(yè)的普遍共識。究其原因，是因為鵝卵石的天然屬性難以保證其在各個區(qū)域的不同項目中，能夠得到正確的選用?！都夹g(shù)規(guī)程》參考了國際上有主要影響的IEEE