变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台及模拟试验方法技术

本发明专利技术公开了一种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，它包括防爆隔离室、加热装置、点火装置、数据采集系统和灭火装置；防爆隔离室包括底板、隔离墙和顶盖，底板上设有凸台，隔离墙设置于底板上围成顶端开口的试验空间，凸台位于试验空间内，顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部以密封试验空间，待测变压器置于凸台上；加热装置设置于底板位于待测变压器的下方；点火装置设置于隔离墙的内壁，其点火端伸至凸台上方的区域；数据采集系统包括多个设置于防爆隔离室内的监测器和设置于防爆隔离室外的PC电脑，各监测器均连接至PC电脑；灭火装置设置于隔离墙上。能准确的获取温度变化规律，且可重复对不同的待测变压器进行模拟，能降低试验成本。

Simulated Test Platform and Method for Transformer Fire Spread Behavior

The invention discloses a simulation test platform for transformer fire spread behavior, which includes explosion-proof isolation chamber, heating device, ignition device, data acquisition system and fire extinguishing device; explosion-proof isolation chamber includes bottom plate, isolation wall and top cover, with a convex platform on the bottom plate, and a test space enclosed by a top opening. The convex platform is located in the test space, and the top cover can be detached. The test space is unloaded and connected to the top of the isolation wall to seal the test space, and the transformer to be tested is placed on the convex platform; the heating device is set at the bottom of the transformer to be tested; the ignition device is set on the inner wall of the isolation wall, and the ignition end extends to the area above the convex platform; the data acquisition system includes several monitors installed in the explosion-proof isolation room and PC computers installed outside the explosion-proof isolation room, respectively. Monitors are connected to PC computers; fire extinguishing devices are installed on isolation walls. It can accurately acquire the law of temperature change and simulate different transformers repeatedly, which can reduce the test cost.

【技术实现步骤摘要】
变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台及模拟试验方法
本专利技术属于电气工程
，特别是涉及一种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台及模拟试验方法。
技术介绍
目前变压器火灾是危害电力系统稳定运行的主要灾害之一，变压器火灾多由变压器身解体之后器身内部热油以及可燃烷烃气体燃烧所致。变压器火灾发生后火势会迅速蔓延，器身会由于短时间内吸收大量的热量而变形，导致解体位置处破口增大，变压器油与可燃烷烃气体将随着破口蔓延冲出。因为此过程十分剧烈，火灾事故现场的发展数据和图片采集极难完成且很难充分具备科学分析的价值。国内外少数高校和科研单位对该种变压器火灾蔓延行为试验做了相关研究。但是存在以下缺陷：1)多数试验均以金属油池来模拟相同功率的变压器油火，而火灾的蔓延趋势以及变压器油的燃烧规律与变压器的几何关系联系十分紧密，所以以此种方式来模拟变压器火灾，科学性不充分，所采集数据准确度不高；2)变压器油火蔓延行为试验中，加热装置功率大，但在火灾高温中容易损坏，而该设备的制作成本高，使用寿命短，造成火灾蔓延试验无法多次重复进行，试验成本过高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种数据采集准确可靠、试验成本低的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台及模拟试验方法。本专利技术提供的这种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，它包括防爆隔离室、加热装置、点火装置、数据采集系统和灭火装置；防爆隔离室包括底板、隔离墙和顶盖，底板上设有凸台，隔离墙设置于底板上围成顶端开口的试验空间，凸台位于试验空间内，顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部以密封试验空间，待测变压器置于凸台上；加热装置设置于底板位于待测变压器的下方；点火装置设置于隔离墙的内壁，其点火端伸至凸台上方的区域；数据采集系统包括多个设置于防爆隔离室内的监测器和设置于防爆隔离室外的PC电脑，各监测器均连接至PC电脑；灭火装置设置于隔离墙上用于试验完成后灭火。在一个具体实施方式中，使所述隔离墙包括顶龙骨、底龙骨以及连接于两者之间的结构龙骨，隔离墙通过穿过底龙骨的膨胀螺栓装配于底板上，所述顶盖可拆卸连接于顶龙骨上。作为优选，将所述凸台设置于底板的中心位置处，所述隔离墙上预留有用于放置所述监测器的观察孔，观察孔外设有钢化玻璃以防监测器受损。作为优选，在所述隔离墙的内壁上涂有防水层，防水层外设置有钢丝网。在一个具体实施方式中，使所述加热装置包括加热底盘、涡流激励线圈、变频器和电源柜；加热底盘为陶瓷玻璃制底盘，涡流激励线圈设置于加热底盘内，电源柜的输入电源为50Hz的380V电源，电源柜输出经由变频器之后，在加热底盘中的涡流激励线圈产生高频电流，从而产生高频磁场；电源柜连接至所述PC电脑。为了模拟变压器爆炸后器身开裂的条件，在所述待测变压器的升高座的上部设有通孔。在一个具体实施方式中，使所述点火装置包括安装盒、火花塞臂和火花塞，火花塞臂连接于安装盒外，火花塞可拆卸连接于火花塞臂的外端，安装盒内设380V转24V的开关电源，高压线经火花塞臂连接至火花塞，开关电源用于直接向火花塞供电。在一个具体实施方式中，使所述监测器有多种，包括墙体热电偶、变压器热电偶、视频摄像仪、红外成像仪以及烟气分析仪；墙体热电偶有多个，分布于隔离墙的根部、中部和上部；变压器热电偶有多个，分别布置于变压器器身、高压套管、变压器油表层和变压器油表里层；视频摄像仪和红外成像仪设置于隔离墙的观察孔处；烟气分析仪安装于隔离墙内壁上部；所述数据采集系统还包括多路信号采集仪，各类监测器采集的信号通过多路信号采集仪反馈至PC电脑。为了降低灭火成本，使所述灭火装置为细水雾灭火装置，包括水箱、水泵、电磁阀和细水雾喷头，水泵的输入口与水箱连通、输出口与电磁阀的入口连通，电磁阀的出口与细水雾喷头连通，水雾喷头布置在隔离墙的内壁，围绕在待测变压器的四周；细水雾喷头的工作压力为4.5Mpa。本专利技术还提供了一种变压器火灾蔓延行为的模拟试验方法，该方法利用上述的试验平台为工具实施，包括以下步骤：步骤一、将待测变压器置于防爆隔离室内的凸台上；步骤二、向待测变压器内注入变压器油；步骤三、控制加热装置工作将待测变压器内的变压器油加热至90-97℃；步骤四、向变压器内注入汽油，至油面位置与点火装置平齐；步骤五、将顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部形成密封的试验空间；步骤六、控制点火装置工作点燃汽油引燃液压油；步骤七、开启数据采集系统，获取变压器在点火后的温度变化规律；步骤八、开启灭火装置灭火。本专利技术在使用时，首先将待测变压器置于防爆隔离室内的凸台上，然后向待测变压器内注入变压器油，接着控制加热装置工作将待测变压器内的变压器油加热至90-97℃，再向变压器内注入汽油，至油面位置与点火装置平齐后控制点火装置工作点燃汽油引燃液压油，将顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部形成密封的试验空间，再开启数据采集系统，获取变压器在点火后的温度变化规律，能够准确的获取模拟过程中变压器的温度变化规律，最后开启灭火装置灭火即可。且本装置可重复对不同的待测变压器进行模拟，只需更换点火装置即可，能够有效的降低试验成本。附图说明图1为本专利技术一个优选实施例的轴测示意图。图2为图1中A截面的剖视放大示意图。图3为图1中B截面的剖视放大示意图。图4为本实施例中加热装置的连接示意图。图5为本实施例中数据采集系统的控制框图。图6为本实施例中灭火装置的水路示意图。图示序号：1—防爆隔离室，11—底板，12—隔离墙、121—顶龙骨、122—底龙骨、123—结构龙骨、124—观察孔、125—钢化玻璃，13—顶盖、131—凸筋，14—凸台，15—膨胀螺栓；2—加热装置，21—加热底盘，22—涡流激励线圈，23—变频器，24—电源柜；3—点火装置，31—安装盒，32—火花塞臂，33—火花塞，34—开关电源；4—数据采集系统，41—PC电脑，42—墙体热电偶，43—变压器热电偶，44—视频摄像仪，45—红外成像仪，46—烟气分析仪；5—灭火装置，51—水箱，52—水泵，53—电磁阀，54—细水雾喷头；6—待测变压器，61—通孔。具体实施方式如图1所示，本实施例提供的这种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，包括防爆隔离室1、加热装置2、点火装置3、数据采集系统4和灭火装置5。如图2、图3所示，防爆隔离室1包括底板11、隔离墙12和顶盖13，底板11上设有凸台14，各墙体为防爆钢筋混凝土墙，抗暴荷载≥850Kpa，耐火极限≥4小时。其中隔离墙12包括顶龙骨121、底龙骨122以及连接于两者之间的结构龙骨123，隔离墙12在浇注混凝土时预留有观察孔124以便于放置数据采集系统4的各类监测器，并在观察孔外设有钢化玻璃125以防监测器在试验过程中受损；顶龙骨121为槽钢型，其开口朝上形成用于装配顶盖的槽口，顶盖13的边缘设有能够卡入顶龙骨槽口内的凸筋131，隔离墙通过穿过底龙骨的膨胀螺栓15装配于底板上。并且在隔离墙制作时，其内表面墙板打上防水胶后盖上一层钢丝网，再粉刷墙面以提高强度，防止内表面在使用过程中受损，而外墙面仅用粉刷找平即可。如图1、图4所示，加热装置2包括加热底盘21、涡流激励线圈22、变频器23和电源柜24；加热底盘21为陶瓷玻璃制底盘，涡流激励线圈22设置于加热底盘内，电源柜的输入电源为50Hz的380V电源，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：它包括防爆隔离室、加热装置、点火装置、数据采集系统和灭火装置；防爆隔离室包括底板、隔离墙和顶盖，底板上设有凸台，隔离墙设置于底板上围成顶端开口的试验空间，凸台位于试验空间内，顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部以密封试验空间，待测变压器置于凸台上；加热装置设置于底板位于待测变压器的下方；点火装置设置于隔离墙的内壁，其点火端伸至凸台上方的区域；数据采集系统包括多个设置于防爆隔离室内的监测器和设置于防爆隔离室外的PC电脑，各监测器均连接至PC电脑；灭火装置设置于隔离墙上用于试验完成后灭火。

【技术特征摘要】
1.一种变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：它包括防爆隔离室、加热装置、点火装置、数据采集系统和灭火装置；防爆隔离室包括底板、隔离墙和顶盖，底板上设有凸台，隔离墙设置于底板上围成顶端开口的试验空间，凸台位于试验空间内，顶盖可拆卸连接于隔离墙的顶部以密封试验空间，待测变压器置于凸台上；加热装置设置于底板位于待测变压器的下方；点火装置设置于隔离墙的内壁，其点火端伸至凸台上方的区域；数据采集系统包括多个设置于防爆隔离室内的监测器和设置于防爆隔离室外的PC电脑，各监测器均连接至PC电脑；灭火装置设置于隔离墙上用于试验完成后灭火。2.如权利要求1所述的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：所述隔离墙包括顶龙骨、底龙骨以及连接于两者之间的结构龙骨，隔离墙通过穿过底龙骨的膨胀螺栓装配于底板上，所述顶盖可拆卸连接于顶龙骨上。3.如权利要求2所述的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：所述凸台设置于底板的中心位置处，所述隔离墙上预留有用于放置所述监测器的观察孔，观察孔外设有钢化玻璃以防监测器受损。4.如权利要求2所述的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：所述隔离墙的内壁上涂有防水层，防水层外设置有钢丝网。5.如权利要求1所述的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：所述加热装置包括加热底盘、涡流激励线圈、变频器和电源柜；加热底盘为陶瓷玻璃制底盘，涡流激励线圈设置于加热底盘内，电源柜的输入电源为50Hz的380V电源，电源柜输出经由变频器之后，在加热底盘中的涡流激励线圈产生高频电流，从而产生高频磁场；电源柜连接至所述PC电脑。6.如权利要求1所述的变压器火灾蔓延行为的模拟试验平台，其特征在于：所述待测变压器的升高座的上部设有通孔。7.如权利要求6所述的变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，孙易成，陈宝辉，吴传平，周特军，梁平，潘碧宸，周天念，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43