[发明专利]油浸式变电站主变压器室可燃气体爆炸泄压面积确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油浸式变电站主变压器室可燃气体爆炸泄压面积确定方法，属于变压器安全应用技术领域。

背景技术

我国大型变压器多采用油浸式变压器，并在户内布置。其中对安全要求最高的就是主变压器室。因为主变压器室存有变压器油，而变压器油在电弧等条件下可能产生易燃易爆气体，存在爆炸的风险。主变压器室一旦发生爆炸影响范围大，是变电站重点预防的位置。从理论分析和采样分析可得，变压器中绝缘油在高温、电弧等异常环境作用下，产生的气体主要有烃类和氢气。如H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆，还有微量长链有机物。在正常情况下，这些气体会通过变压器的排气阀及时排出。由于每次出来的气体量少，会迅速扩散至爆炸极限以下，并通过百叶窗等通风窗口消散到室外，一般不会发生爆炸。但是如果异常情况下，变压器排气阀失效，变压器内产生的气体积攒形成憋压现象，直到达到一个高压，排气阀瞬时开启，使这些积攒较多的易燃易爆气体瞬时排出，短时间内形成较大的爆炸性气体云团，如遇高温或电火花等点火源，就可能会发生破坏性爆炸。我国曾发生过变压器室的类似爆炸，导致变压器室的墙体被炸裂缝。

一般通过给建筑开启泄压通道的方法降低可能发生的爆炸对建筑及建筑内人员的伤害。建筑设计防火规范(GB50016)规定了一种泄压面积的计算方法：通过存储的爆炸物类别选择泄压比(如表1所示)，然后按照室内体积大小，和公式A＝10·C·V^(2/3)来计算应该开启的泄压面积。

但是，该方法的适用范围为甲乙类厂房及仓库，而变压器室属于丙类建筑，从应用对象上并不合适，因此无法直接选取建筑设计防火规范中相关物质的泄压比直接计算。

表1

传统的经验模型也不能应用于这种应用场合。如TNT当量法、TNO多能法和Baker-Strehlow法等均难以胜任该类场合泄压面积的确定。

TNT当量法来源于工程爆破中TNT炸药爆炸经验，与气体爆炸情况存在较大出入；更重要的是，TNT当量法连爆炸环境的封闭情况都不考虑，无法用于计算泄压面积的大小。

TNO(The Netherlands Organization)多能法(Multi-Energy)和Baker-Strehlow法在发展过程中，粗略的加入了封闭状况带来的影响。TNO多能法以爆源强度等级来确定爆炸环境封闭情况，而Baker-Strehlow法以障碍物密度描述爆炸环境阻塞状况。虽然这两种方法均给出了封闭程度越高、阻塞率越高，爆炸超压越大的规律，但是，这些计算模型难以满足110kV油浸式主变电室可燃气体爆炸泄压面积的确定，原因是这类计算方法所给出的遮挡程度(封闭程度、阻塞率高低)只是定性描述，无法和泄压通道开启面积及主变室内部如变压器、接线桩、各种立柱、管道等对气体爆炸的阻塞定量地联系在一起，难以选择算法所需求的爆炸超压曲线，也无法用来确定主变压器室的泄压面积。

发明内容

本发明的目的是提供一种油浸式变电站主变压器室可燃气体爆炸泄压面积确定方法，以解决现有油浸式变电站主变压器室爆炸泄压面积确定过程由于采用存储的爆炸物类别选择泄压比所造成泄压面积计算不准确的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种油浸式变电站主变压器室可燃气体爆炸泄压面积确定方法，该方法包括以下步骤：

1)根据建筑方或设计方的要求确定油浸式变电站主变压器室的最大允许爆炸超压P；

2)根据所确定的最大允许爆炸超压P，计算主变压器室的泄压比C；

3)确定主变压器室的室内体积V，并根据室内体积和得到泄压比计算泄压面积A，从而实现对油浸式变电站主变压器室可燃气体爆炸泄压面积的确定。

所述步骤2)中泄压比C的计算式如下：