模拟电缆通道环境的电缆燃烧性能测试装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，包括壳体，所述壳体内部分别设置有固定电缆的电缆桥架、作用于电缆桥架的点火单元、和改变壳体内部环境的环境控制单元；壳体内部的上层设置有光学烟密度测量单元和排烟口，所述环境控制单元能够监测和调整壳体内部的温湿度和气体组分。本发明专利技术还提供了所述测试装置进行燃烧性能测试的方法。本发明专利技术的优点在于：能够将电缆固定在电缆桥架上，通过环境控制单元调整壳体内部的环境，能够模拟隧道条件，适应性较强，不需要为不同的隧道制作不同的测试装置，通过点火单元点燃电缆，基于烟密测量单元获取电缆的燃烧数据，对电缆燃烧性能进行测试，使用方便。使用方便。使用方便。

【技术实现步骤摘要】
模拟电缆通道环境的电缆燃烧性能测试装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及电缆测试设备
，尤其涉及模拟电缆通道环境的电缆燃烧性能测试装 置及使用方法。

技术介绍

[0002]随着城市化的进程加深，过去通过架空线路输送电力的方式存在的占用地面空间，不美 观，不利于维护等缺点逐渐暴露了出来，取而代之的是通过地下电缆通道输送电力，然而电 缆通道位于地下，且为封闭空间，火灾发生时不仅火势会沿着电缆线路蔓延还不利于消防人 员进行灭火救援，因此电缆通道的广泛应用也带来了一定的火灾风险。电缆通道内的可燃物 主要是电缆，为了研究电缆通道所带来的火灾风险，对电缆通道内的电缆进行燃烧测试十分 必要。
[0003]现有的技术中，有对电缆隧道的物理结构、电缆摆放进行了模拟的实验装置，如公开号 为CN103439359A的专利技术专利申请公开了一种高压电力电缆隧道消防实验装置及其使用方法。 然而由于不同电缆通道的地域，海拔，通风条件不同，电缆通道内的温湿度、压力情况也各 不相同(例如有的电缆通道位于高海拔地区，氧气含量、温度与压力较一般常规环境较低)， 且部分电缆通道位于地下综合管廊内，存在少量其他气体(如天然气，HCL等)，现有技术 无法模拟在电缆隧道内，同时探究温度、湿度、压力、不同气体组分条件对电缆的燃烧性能 (引燃特性，温度变化，火蔓延速率，产烟能力)的影响。并且由于电缆通道结构尺寸较大， 造价较高的原因，不可能针对每个电缆通道搭建试验平台，限制了对电缆通道内的电缆燃烧 性能的研究。故而，需要建立综合的模拟电缆通道环境的实验装置，开展电缆通道电缆燃烧 实验，对指导电缆通道火灾及防治具有重要的科学意义。
[0004]此外，现有的实验装置内采用的环境温湿度探测及控制方式效率并不高。电缆通道属于 大空间场所，环境温湿度探测器处所探测的温湿度并不能代表整个空间内的温湿度，存在一 定的误差；同样的，由于温湿度传播的梯度性，会造成大空间设备内的温湿度场分布不均衡， 使得设备内的环境温湿度控制效率并不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能够根据电缆通道的环境调整模拟条件的电缆燃 烧性能测试装置及该装置的使用方法。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性 能测试装置，包括壳体，所述壳体内部分别设置有固定电缆的电缆桥架、作用于电缆桥架的 点火单元、和改变壳体内部环境的环境控制单元；壳体内部的上层设置有光学烟密度测量单 元和排烟口，所述环境控制单元能够监测和调整壳体内部的温湿度、压力和气体组分；所述 电缆桥架上设置有铠装热电偶。
[0007]优选的，所述壳体使用防火透明材料、钢板和防火板制作而成可以模拟电缆通道的实际 结构，所述壳体为长方体结构，壳体内部两个相对的侧面上分别固定有多个电缆桥
架，所述 电缆桥架包括垂直于其固定面的固定杆，固定杆上固定有电缆。所述电缆绑扎固定在固定杆 上。
[0008]优选的，所述点火单元设置于移动支架上，所述移动支架包括固定于壳体底部的滑动杆、 和与滑动杆滑动配合的竖直支撑杆，所述点火单元设置于支撑杆上，所述滑动杆的两端固定 于壳体的两侧，能够沿垂直自身长度的方向在壳体底部运动，所述点火单元能够沿支撑杆的 长度方向改变位置。
[0009]优选的，所述点火单元通过管道连通可燃气体，管道上设置有控制进气量的阀门。
[0010]优选的，所述环境控制单元包括分置于壳体两侧的湿度控制系统、温度控制系统和气体 组分与压力控制系统；
[0011]所述湿度控制系统、温度控制系统和气体组分与压力控制系统的固定面与电缆桥架的固 定面相邻；
[0012]所述湿度控制系统包括湿度探测器主机、湿度探测器、加湿器、吸附除湿器、第一压缩 机和湿度传导管；
[0013]优选的，所述湿度探测器采用线性电压湿度传感器多点布置；
[0014]优选的，每根湿度传导管的管壁上存在不同大小的第一孔洞，所述第一孔洞近第一压缩 机的一端孔径小于远第一压缩机的一端孔径。
[0015]所述温度控制系统包括温度探测器主机、温度探测器、第二压缩机和温度传导管；
[0016]优选的，所述温度探测器采用线型光纤感温火灾探测器多根布置；
[0017]优选的，每根温度传导管的管壁上存在不同大小的第二孔洞，所述第二孔洞近第二压缩 机的一端孔径小于远第二压缩机的一端孔径。
[0018]优选的，所述第一孔洞的孔口尺寸确定方法如下：
[0019]1)计算第i个孔口处的压力P
i
，
[0020][0021]其中，P为第一压缩机的标准压力，μ为湿度传导管的沿程损失系数，L为湿度传导管的 长度，n为湿度传导管的开孔总数；
[0022]2)计算第i个孔口处的流量q
i
，
[0023][0024]其中，α为气体状态系数，c
g
为孔口流量系数，d
i
为第i个孔口的直径，k为等熵指数，P0为标 准大气压；
[0025]3)对所有第一孔洞，其流量相等，即
[0026]q1＝q2＝
…
＝q
i
[0027]4)确定其中一个第一孔洞的直径，并基于已知第一孔洞的直径计算其他第一孔洞的直径。
[0028]优选的，所述气体组分与压力控制系统包括存储有不同气体的多个气瓶、压力探测器、 真空泵和增压泵。所述气体组分与压力控制系统的气瓶中至少包括存储有氮气、氧气、二氧 化碳和一氧化碳的气瓶。所述真空泵和增压泵可降低或增加壳体内的压力。
[0029]所述光学烟密度测量单元包括分置于两个相对的侧面上的光源发生器和光源接收器，根 据光源接收器接收到的光信号的强度与光源发生器发出的光信号的强度计算烟密度。
[0030]所述排烟口设置于壳体上表面的中间位置，所述排烟口的排烟管上还设置有风机。
[0031]本专利技术还提供了一种电缆燃烧性能测试装置的使用方法，包括以下步骤：
[0032]S1：根据模拟电缆通道内的电缆排布方式，将待测试电缆固定在电缆桥架上；
[0033]S2：调整点火单元到预定的点火位置；
[0034]S3：使用环境控制单元向壳体内充入预定组分的气体，同时打开排烟口将壳体内原有气 体排出，然后关闭排烟口；
[0035]S4：通过环境控制单元调整壳体内的压力，当压力符合环境要求后，停止调节壳体内的 压力，持续监测壳体内的压力。
[0036]S5：通过环境控制单元调整壳体内的湿度，然后通过环境控制单元调整壳体内的温度到 预设值，湿度和温度符合环境要求后，停止调整壳体内的温湿度，持续监测壳体内的温湿度；
[0037]S6：打开光学烟密度测量单元；
[0038]S7：调整点火单元的火源大小，对待测试电缆进行加热点燃，收集光学烟密度测量单元、 电缆桥架上铠装热电偶和环境控制单元监测的环境温湿度数据，直到电缆完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体内部分别设置有固定电缆的电缆支架、作用于电缆支架的点火单元、和改变壳体内部环境的环境控制单元；壳体内部的上层设置有光学烟密度测量单元和排烟口，所述环境控制单元能够调整壳体内部的温湿度和气体组分；所述壳体为长方体结构，壳体内部两个相对的侧面上分别固定有多个电缆支架，所述电缆支架包括垂直于其固定面的固定杆，固定杆上固定有电缆；所述点火单元设置于移动支架上，所述移动支架包括固定于壳体底部的滑动杆、和与滑动杆滑动配合的竖直支撑杆，所述点火单元设置于支撑杆上，所述滑动杆的两端固定于壳体的两侧，能够沿垂直自身长度的方向在壳体底部运动，所述点火单元能够沿支撑杆的长度方向改变位置。2.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述固定杆上设置有采集电缆表面温度的铠装热电偶，电缆绑扎固定在固定杆上。3.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述点火单元通过管道连通可燃气体，管道上设置有控制进气量的阀门。4.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述环境控制单元包括分置于壳体两侧的湿度控制系统、温度控制系统和气体组分控制系统；所述湿度控制系统、温度控制系统和气体组分控制系统的固定面与电缆支架的固定面相邻；所述湿度控制系统包括湿度探测器主机、湿度探测器、加湿器、吸附除湿器、第一压缩机和湿度传导管；所述湿度探测器采用线性电压湿度传感器多点布置；每根湿度传导管的管壁上存在不同大小的第一孔洞，近第一压缩机的一端孔径小于远第一压缩机的一端孔径。5.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述温度控制系统包括温度探测器主机、温度探测器、第二压缩机和温度传导管；所述温度探测器采用线型光纤感温火灾探测器多根布置；每根温度传导管的管壁上存在不同大小的第二孔洞，近第二压缩机的一端孔径小于远第二压缩机的一端孔径。所述气体组分控制系统包括存储有不同气体的多个气瓶。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳庆，张晓东，朱太云，刘辉，孙韬，严波，操松元，方登州，叶良鹏，余光辉，陈潇，陆守香，郭祥军，黄海龙，李申义，张哲豪，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：