6.7 变压器及其他带油电气设备

6.7.3 本条是强制性条文，必须严格执行。本次修订增加了500kV以上变压器的防火间距要求。油浸变压器内部贮有大量绝缘油，其闪点在135℃~150℃，与丙类液体贮罐相似，按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定，丙类液体贮罐之间的防火间距不应小于0.4D(D为两相邻贮罐中较大罐的直径)。可设想变压器的长度为丙类液体罐的直径，通过对不同电压、不同容量的变压器之间的防火间距按0.4D计算得出：电压等级为220kV，容量为90MV·A~400MV·A的变压器之间的防火间距在6.0m~7.8m范围内；电压为110kV，容量为31.5MⅤ·A~150MV·A的变压器之间的防火间距在4.00m~5.80m范围内电压为35kV及以下，容量为5.6MⅤ·A~31.5MV·A的变压器之间的防火间距在2.00m~3.80m范围内。
    因为油浸变压器的火灾危险性比丙类液体贮罐大，而且是发电厂的核心设备，其重要性远大于丙类液体贮罐，所以变压器之间的防火间距就大于0.4D的计算数值。
    从变压器着火后其四周对人的影响情况来看，当其着火后对地面最大辐射强度是在与地面大致成45°的夹角范围内，要避开最大辐射温度，故考虑变压器之间的水平间距宜大于变压器的高度。
    日本“变电站防火措施导则”规定油浸设备间的防火间距标准如表4所示。     与我国不同的是，IEC 61936-1和NFPA 850是根据变压器油量作为防火间距等级的划定依据。根据调研.同一电压等级下，变压器的油量与变压器的设计条件有直接关系，故不能直接依据容量判定变压器油量的多少。但是随着变压器电压等级的升高，油箱体积受高压侧带电距离的限制，变压器油量总体上还是呈上升趋势。比如，11台500kV变压器中，油量从46000L~99000L不等，平均66000L。21台220kV变压器中，油量则从25000L~130000L不等(个别几台600MW机组220kV主变油量较大)，平均48000L。
    考虑按电压等级作为防火间距的划分条件在我国实行以来运行良好，并且总体上与国际规范标准相适应，本次修编依然采用这原则。
     由于越来越多的发电机组直接接入500kV及以上系统，故增加500kV及以上电压等级的防火间距要求。根据调研，500kV变压器高度约为11m~13m，故将该级别防火间距定为15m。
     至于单相变压器之间的防火间距，因目前一般只有330kV~1000kV变压器采用单相，虽然有些国家对单相及三相变压器之间防火间距采取不同数值，如加拿大某些水电局规定，单相之间的防火间距可较三相之间的防火间距减少1/3，但单相之间不得小于12.1m，考虑到变压器的重要性，为防止事故蔓延，单相之间的防火间距仍宜与三相之间距离一致。
    高压并联电抗器亦属大型油浸设备，所以也应采用本条规定的防火间距。
6.7.4 变压器之间当防火间距不够时，要设置防火墙，防火墙除有足够的高度及长度外，还应有一定的耐火极限。根据几次变压器火灾事故的情况，防火墙的耐火极限不宜低于3h(与“建筑设计防火规范”中防火墙的耐火极限取得一致)。
    由于变压器事故中，不少是高压套管爆炸喷油燃烧，一般火焰都是垂直上升，故防火墙不宜太低。日本“变电站防火措施导则”规定，在单相变压器组之间及变压器之间设置的防火墙，以变压器的最高部分的高度为准，对没有引出套管的变压器，比变压器的高度再加0.5m；德国则规定防火墙的上缘需要超过变压器蓄油容器。考虑到目前500kV变压器高压套管离地高约11m左右，而国内500kV工程的变压器防火墙高度一般均低于高压套管顶部，但略高于油枕高度，所以规定防火墙高度不应低于油枕顶端高度。对电压较低、容量较小的变压器，套管离地高度不太高时，防火墙高度宜尽量与套管顶部取齐。
    考虑到贮油池比变压器两侧各长1m，为了防止贮油池中的热气流影响，防火墙长度应大于贮油池两侧各1m，也就是比变压器外廓每侧大2m。日本的防火规程也是这样规定的。
    设置防火墙将影响变压器的通风及散热，考虑到变压器散热运行维修方便及事故时灭火的需要，防火墙离变压器外廓距离，以不小于2m为宜。
6.7.5 为了保证变压器的安全运行，对油量超过600kg的消弧线圈及其他带油电气设备的布置间距，做了本条的规定。当电厂接入330kV和500kV电力系统时，主变压器中性点有时设置电抗器，在这种情况下，主变压器和电抗器之间的布置间距和防火墙的设置应符合本标准第6.7.3条和第6.7.4条的规定。
6.7.6 本条是强制性条文，必须严格执行。对于油断路器、油浸电流互感器和电压互感器等带油电气设备，按电压等级来划分设防标准，既在一定程度上考虑到油量的多少，又比较直观，使用方便，能满足运行安全的要求。例如，20kV及以下的少油断路器油量均在60kg以下，绝大部分只有5kg~10kg，虽然火爆事故较多，爆炸时的破坏力也不小(能使房屋建筑受到一定损伤，两侧间隔隔板炸碎或变形，门窗炸出，危及操作人员安全等)，但爆炸时向上扩展的较多，事故损害基本局限在间隔范围内。因此，两侧的隔板只要采用不燃烧材料的实体隔板或墙，从结构上进行加强处理(通常釆用厚度2mm~3mm钢板，砖墙，混凝土墙均可，但不宜采用石棉水泥板等易碎材料)，是可以防止此类事故的。
    根据调查，35kV油断路器，目前国内生产的屋内型，油量只有15kg，一般工程安装于有不燃烧实体墙(板)的间隔内，运行情况良好。至于35kV手车式成套开关柜，则因其两侧均有钢板隔离，不必再采取其他措施。
    目前110kV屋内配电装置一般装SF6断路器，但有少量工程装设少油断路器，其总油量均在600kg以下，根据对全国40多个110kV屋内配电装置的调查，装在有不燃烧实体墙的间隔内的油断路器未发生过火灾爆炸事故。
    220kV屋内配电装置投入运行的较少，且一般装SF6断路器，但有少量工程装设少油断路器，其油量约800kg，已投运的工程，其断路器均装在有不燃烧实体墙的间隔内，运行巡视较方便能满足安全运行要求。至于油浸电流互感器和电压互感器，应与相同电压等级的断路器一样，安装于同等设防标准的间隔内。
    发电厂的低压厂用变压器当采用油浸变压器时多数设置在厂房或配电装置室内，根据国内近年来几次变压器火灾事故教训及变压器的重要性，安装在单独的防火小间内是合适的。这样，配电装置的火灾事故不会影响变压器，变压器的火灾也不会影响其他设备。所以，本条规定油量超过100kg的变压器一般安装在单独的防火小间内(35kV变压器和10kV，80kV及以上的变压器油量均超过100kg)。
6.7.7 目前投运及设计的屋内35kV少油断路器及电压互感器，其油量分别为100kg及95kg，均未设置贮油或挡油设施，事故油外流的现象很少。所以将贮、挡油设施的界限提高到100kg以上(油断路器、互感器为三相总油量，变压器为单台含油量)。同时提出，设置挡油设施时，不论门是向建筑物内开或外开，都应将事故油排到安全处，以限制事故范围的扩大。
6.7.8 通常变压器的事故排油是集中排至总事故贮油池。总事故贮油池应设有油水分离设施以防止大量事故排油进入下水道，污染环境。事故贮油池的容量，根据《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011中的要求，应能容纳油量最大的一台变压器的全部排油。美国NFPA 850第5.5.2条也要求，排放设备及任何相关排放设施的规格应可容纳区域内任何易燃或可燃液体最大单一容器的溢出量。当受条件限制不设置总事故贮油池时，贮油池应能容纳相应变压器的全部油量。无论变压器是否设置水喷雾等固定消防设施，其贮油池都会积存雨水或在灭火时接受大量的消防水。因此，要求其设置油水分离设施。
6.7.9 贮油池内铺设卵石，可起隔火降温作用，防止绝缘油燃烧扩散。卵石直径，根据国内的实践及参考国外规程可为50mm~80mm，若当地无卵石，也可采用无孔碎石。为了加快绝缘油穿过卵石层渗入油池，并在排至事故油坑时绝缘油液面不致超过卵石层。卵石层下应有足够的空间容纳设备20%的油量。