一、概述
用于变压器及油罐的排油注氮灭火系统是由控制系统、消防柜、断流阀、排油管路、注氮管路等组成，用于油浸式变压器及油罐的具有防爆、防火和灭火功能的装置。排油管路连接在变压器上部，通过排油阀控制系统排油泄压，主要包括排油管道、排油阀、检修阀、伸缩接头等，排油阀的开启杠杆配有重锤并由一个电磁铁控制，电磁铁由控制系统控制开启。注氮管路连接高压氮气瓶及变压器，通过氮气释放阀控制向变压器底部注入氮气，主要包括注氮管路、氮气释放阀、油气隔离组件、流量调节阀等。其灭火机理是：当变压器内部发生火灾或爆炸危险，控制系统启动重锤的电磁铁，重锤带动排油阀打开，开始排油，同时断流阀自动关闭，切断油枕向变压器本体供油，变压器油箱油位降低，油压减轻，防止变压器爆炸。经过数秒延时，控制系统再启动氮气释放阀，高压氮气瓶内的氮气通过注氮管路进入变压器油箱底部，充入变压器本体，充分搅拌本体内的变压器油，使油温降至燃点以下，避免火灾危险。断流阀的作用是排油注氮装置进行事故快速排油时，自动切断油枕与本体油箱之间的油流，防止“火上浇油”。
二、主要性能参数：
1、工作环境温度范围
消防柜工作环境温度范围分为如下2档：
I档：-20℃～+60℃；
II档：-40℃～+60℃。
消防控制柜工作环境温度范围： 0℃～+50℃
2、工作环境相对湿度：40℃时相对湿度不大于85%
3、排油注氮装置的供电电源：DC220V
4、氮气瓶组的贮存压力：13MPa
5、 氮气瓶组安全泄放装置动作压力：19MPa
6、减压装置的出口压力：0.7MPa
减压装置出口流量：60m3/h
7、流量调节阀出口流量：12m3/h
8、断流阀的动作流量：3.9m3/h～6m3/h
9、火灾探测器的形式：熔点合金
火灾探测器动作温度：110℃±5℃
10、电磁驱动器参数：工作电压：DC220V；
工作电流:7A
驱动力：100N
11、金属软管的工作压力：13MPa
12、注氮管路通径：公称通径DN25mm
13、排油管路通径：公称通径DN125mm
三、装置操作程序：
1、启动方式
1）自动防爆防火灭火启动：
“锁控开关”处于自动位置，“断路器跳闸”、“重瓦斯动作”、“火警1” 、“火警2”信号同时出现，排油阀开启排油，10秒后氮气释放阀开启注氮。
2）手动防爆防火灭火启动：
变压器出现紧急险情，“锁控开关”处于自动或手动位置，“断路器跳闸”，同时按二个“紧急启动”按钮，排油阀开启排油，10秒后氮气释放阀开启注氮。
2、控制柜面板指示灯和按钮开关功能说明
1）“电源”指示灯：控制柜电源正常，“电源”指示灯亮。
2）“手动”、“自动”指示灯：“锁控开关”处于“自动”、“手动”位置，“自动”、“手动”指示灯亮。
3）“重瓦斯”指示灯：变压器“重瓦斯继电器”动作，“重瓦斯”指示灯亮。
4）“断路器跳闸”指示灯：高、中、低三侧断路器跳闸，“断路器跳闸”指示灯亮。
5）“油箱超压”指示灯：变压器油箱压力设定值，“油箱超压”指示灯亮。
6）“火警1”、“火警2”指示灯：变压器顶部火灾探测器，分两路布置，即“火警1”、“火警2”，变压器内部温度达到135℃和外部温度达到100℃，对应火警指示灯亮。
7）“消防柜门开”指示灯：消防柜门打开，“消防柜门开”指示灯亮，并发出报警音。
8）“授权检修”指示灯和“授权检修”按钮：按“授权检修”按钮，“授权检修”指示灯亮，此时打开消防柜门，“消防柜门开”指示灯亮，但不发出报警音。
9）“现场锁定”指示灯：插入排油阀锁定销或关闭检修阀，“现场锁定”指示灯亮。
10）“排油阀开启”指示灯：当发生火灾，系统打开排油阀，“排油阀开启”指示灯亮。
11）“注氮阀开启”指示灯：当发生火灾，系统打开排油阀，延时开启注氮阀，“注氮阀开启”指示灯亮。
12）“断流阀动作”指示灯：当发生火灾，系统打开排油阀，断流阀动作，“断流阀动作”指示灯亮。
13）“氮瓶欠压”指示灯：钢瓶氮气压力低于8MPa，“氮瓶欠压”指示灯亮，并发出报警音，此时需将氮气瓶重新充气。
14）“漏油报警”指示灯：排油阀漏油，“漏油报警”指示灯亮，并发出报警音。此时需对排油阀进行检修。
15）“消音”指示灯和“手动消音”按钮：当系统发出报警音，如需关闭报警音，按“手动消音”按钮，报警停止，“消音”指示灯亮。
16）“系统自检”按钮：按“系统自检”按钮，所有指示灯亮、并发出报警音,检查所有指示灯和报警器是否正常。
17）“紧急启动”按钮：变压器出现紧急险情，并且高、中、低三侧断路器全部跳闸，同时按二个“紧急启动”按钮，系统进入手动防爆防火灭火启动。
四、系统组件
1、 断流阀
安装在重瓦斯继电器与油枕之间的水平管道上，可在变压器油箱破裂溢油或发生火灾排油时自动切断油枕给变压器的补油通路。断流阀公称通径：DN80。
达到额定流量自动闭阀。
独特的防误动机构，杜绝变压器油涌动导致的误动作。
2、消防柜
安装在变压器附近，是排油注氮的执行部件。
3、氮气释放阀
独特的自密封结构，长期密封性好，抗老化，免维护，尤其适应室外恶劣环境。
独特的防爆泄压机构，具备防爆泄压功能，彻底防止膜片老化或高温超压而引起的误动注氮。
4、 油气隔离装置
实现油气可靠隔离，在注氮时确保可靠开启。
1、微漏视窗
2、排油机构
3、重锤
4、单锁结构
5、检修排油孔
6、温湿度控制器
7、检修阀
8、阻尼孔
9、压力信号器
10、油气隔离装置
11、流量调节阀
12、氮气释放阀
13、压力表
14、氮气减压器
15、高压软管
16、氮气瓶
17、排油管道
18、门
19、底座
5、排油结构
通过独立的电磁机构控制排油系统，电磁机构对应完全独立的电气控制回路和主机控制回路，互不干扰、电器隔离、防雷保护，确保无误动。
A：排油阀
排油阀采用专用速动排油阀，密封性能好，启动速度好。
B：微漏视窗
通过独特的微漏视窗系统，可靠观测可能的微量油量，防漏于未然。出现漏油时，报警机构自动报警。
7、火灾探测器
安装在变压器油箱顶部易着火部位，着火时发出接点信号。
采用熔点合金方式探测，具有灵敏度高、探测准确等优点。
8、 控制柜
安装在控制室内，提供工作状态信号指示，故障报警信号指示及启动控制排油注氮灭火装置。
１）智能控制系统
采用高性能电子配件，关键器件如时间继电器采用ＯＭＲＯＮ原装产品，结合先进的控制技术，采用双面环氧电路板设计，并把每路输入的控制信号进行隔离，使得各路信号之间无干忧、使系统更加稳定可靠。
２）可靠的火警，防爆控制系统
具备单一/交叉火警确认功能；二次防爆信号确认功能。
３）高性能电源技术
采用台湾明纬开关电源供电，体积小，性能稳定，可靠性高。
４）超强的抗干扰、抗电涌能力
能承受频率范围为27~1600MHz、场强远大于3V/m（如：群体对讲机等干扰）的空间射频干扰，有效防止外界交流磁场和共模、串模干扰，尤其适应于输变电系统等特殊环境。
５）超强防误动能力
系统从硬件采用多层逻辑锁设计，有常规装置无法比拟的可靠性。
五、 系统安装
设备运达现场应妥善保管，开箱时应根据装箱清单逐一清点核对，安装前及安装过程中请仔细阅读安装说明。
1、 基础准备
消防柜基础（消防柜门应背对变压器）预埋导油管、2根DN50电缆线管及金属预埋件。
2、消防柜的安装
1）安装位置
消防柜应安装在变压器排油出口一侧；如室外安装，则应安装于变压器油坑外（距油坑最远不超过9米）；如室内安装，则应与变压器隔墙安装。
２）安装步骤
先将导油管、电缆管安装就位，再将消防柜底座与预埋螺丝连接牢固。
３）安装要求
消防柜内排油管与消防控制柜基础导油管之间应可靠连接，消防控制柜不得有倾斜现象。
3、断流阀的安装
断流阀安装于瓦斯继电器与在变压器油枕之间的水平连管上，连接方式为法兰式。
断流阀由我公司提供，由变压器厂家安装。
注意事项：
1）断流阀是本装置重要部件，安装时必须小心轻放，严禁提拎操作手柄。
2）断流阀接线盒内不允许进水，以防短路，必要时另加防雨措施；雨天禁止打开接线盒进行安装；
3）拧松排气塞（逆时针）排除断流阀内空气后拧紧。
4.1 排油管路的安装
1）安装步骤
先将变压器油箱的排油连接阀与油管补偿器连接,再安装排油管, 拐弯处用90°弯头法兰连接,在垂直拐弯处安装带排气装置的弯头。
2）安装要求
A、安装时排油管水平管道应向消防柜端下倾（约1：100）；当水平管道长度超过5m时，应在管道适当部位添加支撑。
B、法兰连接处橡胶密封垫应平整地放在法兰槽内，法兰螺栓应按对角顺序紧固。
C、安装完毕后，法兰连接处及管道焊接部位应注油检查，焊缝不得有渗漏现象发生。
4.2 注氮管路的安装
1）安装步骤
先将氮气分流组件安装在变压器两侧注氮管之间等分处，注氮管道与变压器、消防柜、氮气分流组件、注氮管排气组件均采用法兰式连接，接管弯头采用对焊；注氮管排气组件安装在注氮管最高处，排气塞朝上；绕变压器布置的水平段管道应采用支架固定。
2）安装要求
A、分流组件的安装位置距变压器两注氮口的实际管道长度应基本相等；绕变压器布置的水平段管道应采用支架固定。
B、法兰连接处橡胶密封垫应平整地放在法兰槽内，法兰螺栓应按对角顺序紧固。
C、安装完毕后，检查法兰连接处及焊接部位状况是否良好，不得有渗漏现象发生。
4.3 火灾探测器的安装
每台变压器安装火灾探测器6个以上，均匀安装在变压器顶部或加设在需要重点设防的部位（如套管、防爆阀或释压阀等）。一般而言，大中型三相变压器的每个套管之间及释压阀或防爆阀附近应至少安装一个火灾探测器。
本探测器输出无源触点信号，建议分开两路布置，以满足控制主机的两路独立火警要求。
注意事项：必须密封防水，雨天禁止施工；接线后应按对角顺序拧紧盖板螺钉。
火灾探测器、断流阀专用电缆接线时必须按左图穿过穿线接头和穿线塞，接线结束后紧固穿线接头，最终合盖以确保密封防雨！
4.5 线缆的安装
1）电源线
控制主机的供电电源用2×2.5mm2电缆连接。
加热器的供电电源用2×2.5mm2电缆连接。
2）火灾探测器控制线
用二条２×1.0mm2耐高温电缆并联连接。
3）断流阀控制线
用二条2×1.0mm2耐高温电缆连接。
4）控制柜与消防柜之间连线
用8×1.5+10×1.5mm2专用电缆连接
5）消防柜及控制柜内部连线
本公司已在出厂前连接完毕。
4.6 控制柜的安装
控制柜安装在主控制室内。在主控室内预留一个屏的安装位置，与其他机柜并列排放整齐即可。
六、 调试及验收
1、 调试
在灭火装置安装完毕投入使用前，应对灭火装置进行如下调试；
1.1 机械部分的调试
1）所有螺栓是否紧固，管道密封是否良好；
2）通过消防柜内微漏视窗，检查排油阀的密封性；
3）排油机构是否处于锁定状态；
4）氮气瓶瓶阀气密性是否完好；
5）断流阀手柄已锁定在运行状态。
1.2 电气部分检查
在进行电气部分检查之前，必须切记：断开排油电磁铁、防爆型自密封注氮阀的启动线，采用指示灯等进行动作模拟实验。
1）电缆接线正确，接触良好；
2）火灾探测器接线正确，接线盒及出线口密封完好。
3）控制柜、消防柜电源接线是否正确，工作电压是否正确；
4）接地是否可靠；
5）控制柜操作面板上转换开关先置于“手动”位置；
6）所有动作是否正常；
7）各工作信号是否正确，可短接输入信号端子摸拟试验。
2、 验收
经有关部门验收后，便可交付使用。
3、 投运
１）排油管排气：拧松排油管路上的排气塞，当排气塞处冒油且无气泡时，拧紧排气塞，观察消防柜内微漏视窗，确认无泄漏。
２）注氮管排气：缓慢拧松注氮管路上的排气塞，当排气塞处冒油且无气泡时，拧紧排气塞。
３）查看氮气瓶压力表；压力稳定时，氮气瓶压力为10MPa～15MP。
４）设定氮气压力表及数值：下限指针（绿色）到10MPa处，上限指针（红色）调至最大值处。（15MPa）
５）合上消防柜内加热电源开关，接通消防柜加热器电源。
６）合上控制柜内控制电源开关，接通控制电源。
７）解除消防柜内排油机构的机械锁定。
８）投运操作完成。
注：设备出厂时，排油机构都处在机械锁定状态。
七、维护和保养
1、 系统日常维护
为了确保本系统的可靠性，应对本系统进行定期检查，因维护检修不当造成的后果由使用单位负责。本系统三年内应全面检修一次，检修时务必请与日新电气联系，由我公司提供必要的备件和专业的检修服务。
1）部件检查
检查所有管道螺栓是否松动，密封是否良好，排油阀是否有滴漏现象；（每年检查一次）
检查火灾探测器接线盒及出线口是否密封完好；（每年检查一次）
检查排油阀杆组件是否有锈蚀，（在套与偏心轮上每年加注一次润滑油）
检查高压氮气贮存钢瓶压力表，（每周检查一次）
手动调节低压表指针与压力指针接触，检测能否正常发出报警；（每年检查一次）
检查控制主机工作是否正常，相关电气设备是否完好；（每周检查一次）
加热器控制功能检查，相关控制是否正常；（每周检查一次）
检查控制柜试灯工作是否正常，相关电气设备是否完好；（每周检查一次）
控制柜功能校核，功能是否完好；（每年检查一次）
释放装置功能校核，功能是否完好；（每年检查一次）
排油阀油密封性检查，密封性是否完好；（每年检查一次）
2）氮气补充
为保证在每一检查周期内气瓶保持足够的压力，气瓶压力应每月记录一次，安排必要的充气计划。
3）氮气灌装方法
我们采用的是标准的40L氮气瓶组，从装置中拆下氮气瓶，直接拖运至供气站灌气即可。
2、系统故障及排除方法
1）氮气压力下降过快：检查电接点压力表减压器上安全阀接头处有无松动（如是以上情况拧紧即可）。
2）油气隔离装置漏油：检查油气隔离装置螺纹连接处是否松动（拧紧油气隔离装置螺纹）。
3）氮压低报警灯亮：检查压力表是否完好或补充氮气（更换压力表或补充氮气）。
3、 灭火后的恢复
灭火装置一旦投入灭火，其中的部分零件将损环，必须进行换后，才能继续使用，一般需要做如下工作：
1）更换部份火灾探测器，严重的需全部更换；
2）更换变压器上的控制线缆；
3）对断流阀进行检查，如有损坏的密封垫等应更换。
4）氮气瓶补充氮气；
5）对整个灭火系统进行一次全面的调试后才可投入使用。