【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电器火灾，具体来说是一种高压电缆带电燃烧试验平台及方法。
技术介绍
1、随着城市化进程不断推进提高，对电力的需求激增，高压电缆作为电能输送的重要一环，应用越来越广泛，高压电缆多采用地下电缆隧道、电缆沟、电缆排管等敷设形式，近年来城市综合管廊的兴起也促进了输电电缆规模的扩大，高压电缆发生故障的几率随着运行年限的增加而提高，城市综合管廊建设过程中也会在电缆仓附近引入燃气、热力管道，这就导致电缆火灾风险不断增加，且由于电缆通道环境相对密闭，存在多回路、多电压等级电缆同通道敷设等情况，导致电缆通道的火灾危险性极大，一旦发生火灾事故则扑救困难、影响范围大的特点，严重影响正常生产生活，带来巨量经济损失和恶劣社会影响，因此高压电缆及其通道的消防安全问题一直是行业重点关注的问题之一。
2、高压电缆燃烧蔓延机理研究是进行监测预警和火灾响应扑救的理论基础，目前国内对电缆火灾研究的起步相对较晚，尤其是在带电电缆火灾的研究上，由于高压电缆电压等级高、负荷电流大，想要全方位模拟高压电缆运行工况难度较大，目前电缆火灾的试验研究中常常忽略了电压电流在电缆燃烧过程中的影响。因此，亟需一种电力电缆带燃烧电试验平台，能够准确地模拟高压电缆带电燃烧过程，为高压电缆带电火灾的预警响应和应急处置提供支撑。
3、公开号为cn113237992a的专利文献公开了一种电力电缆燃烧试验装置及方法，设置水电气供给区、隧道燃烧模拟区、沟道燃烧模拟区和尾气处理区，模拟出电力电缆在隧道燃烧模拟区和沟道燃烧模拟区中的火灾过程，并基于火灾过程提供电力电
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何在实验时提供高电压、大电流，但是功率小。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、一种高压电缆带电燃烧试验平台，包括箱体、支承模块、电压源模块、电流源模块、外部点火模块、监测模块、短路过热模块；电缆试样通过支撑模块固定在箱体内；所述外部点火模块用于模拟燃烧场景；所述检测模块用于获取试验数据；
4、所述电压源模块包括试验电压源、电压连接导线、熔断开关、电压表；所述试验电压源采用高电压发生装置，位于箱体之外，电压源出线通过电压连接导线与箱体内电缆试样相连；所述熔断开关安装于试验电压源出线侧，用于试验过程中电压源短路故障隔离；所述电压表用于监测试验过程中系统电压值；
5、所述电流源模块包括试验电流源、第一电流表、第二电流表’；所述试验电流源采用大电流发生装置，位于箱体之外；电流源包括两回出线，均能够独立控制电流大小，电缆试样串联在电流源的第一回路中；第一电流表用于监测试验过程中流经第一回路的电流；
6、所述短路过热模块一端与电缆试样电性连接，并串联在电流源的第二回路上，所述第二电流表’检测流经第二回路的电流。本专利技术采用一个电压源和另一个电流源，实现试验所需的高电压和高电流，且功率小的实验条件，填补试验设备中无法做到高电压电缆带点工况的空白，具有重大意义。本专利技术在应用中兼顾了高电压和大电流工况，可实现高压电缆电压电流和燃烧之间的相互影响试验，且可同时模拟电缆故障发热和外部火源情况下的火灾特性。
7、进一步的，所述箱体为隔热耐火箱体，底部设有进风口，顶部设有排风口，电压连接导线穿越墙体处设有穿墙套管保证绝缘。
8、进一步的，所述支承模块包括电缆支架、接地线、接地开关；所述电缆支架位于箱体内部，用于固定电缆试样，高度可调节；所述电缆试样两端位置剥去护套及绝缘层，两端线芯连接电源导线；所述接地线一端连接电缆试样铠装层，另一端通过接地开关可靠接地。
9、进一步的，所述短路过热模块包括可变电阻实现，电缆试样中间位置钻有小孔，可变电阻通过小孔一端直接接触线芯，两侧与电缆绝缘层、护套等接触，另一端连接电流源，通过改变可变电阻阻值，从而改变电阻发热量。
10、进一步的，所述外部点火模块包括预混合燃烧器、丙烷气罐、鼓风机；所述预混合燃烧器位于箱体内，并位于电缆试样下方；所述丙烷气罐、鼓风机位于箱体外，所述鼓风机将丙烷气罐内气体供应至预混合燃烧器。
11、进一步的，所述监测模块包括位于箱体内的温度传感器、烟气组分分析装置、红外热成像仪、可视化防爆摄像头；所述温度传感器连接可变电阻，用于监测可变电阻流过大电流导致的发热情况；所述烟气组分分析装置用于分析电缆试样带电燃烧试验过程中释出气体组分分析；所述红外热成像仪用于监测试验系统各部位温度分布及变化；所述可视化防爆摄像头用于试验过程监测。
12、本专利技术还提供一种高压电缆带电燃烧试验方法，应用于上述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，包括外部供火条件下的击穿试验、外部供火条件下的带电火蔓延试验、短路发热引燃试验。
13、进一步的，所述外部供火条件下的击穿试验，包括以下步骤：
14、(1)连接好试验电压源、熔断开关、电压表，电压源出线连接电缆试样一侧线芯；
15、(2)闭合接地开关；
16、(3)打开试验电压源，观察电压表数值，调整试验电压至所需大小；
17、(4)远程打开供火装置，供火时间按照实际所需设置；
18、(5)试验过程中观察熔断开关跳闸状态及电压表数值变化并做好记录，熔断开关跳闸即为电缆试样绝缘失效击穿。
19、进一步的，所述带电火蔓延试验，包括以下步骤：
20、(1)连接好试验电压源、熔断开关、电压表，电压源出线连接电缆试样一侧线芯；
21、(2)连接好试验电流源第一回路、第一电流表，第一回路出线连接电缆试样一侧线芯、第一回路进线连接电缆试样另一侧线芯；
22、(3)打开接地开关；
23、(4)打开试验电压源和电流源，调整试验电压和电流至所需大小，
24、(5)远程打开供火装置，供火时间按照实际所需设置；
25、(6)试验过程中观察电缆火蔓延过程，记录试验过程中火蔓延速度、温度分布、烟气成分等参数；
26、(7)可断开所有电源进行外部供火条件下的不带电火蔓延试验，与带电试验进行对比，探究电压及电流对电缆燃烧过程的影响。
27、进一步的，所述短路发热引燃试验，包括以下步骤：
28、(1)在电缆试样小孔位置安装好可变电阻、温度传感器，使可变电阻通过小孔与线芯接触良好，可变电阻两侧与电缆绝缘层、护套接触良好；
29、(2)连接好试验电流源第二回路、第二电流表’，第二回路出线连接可变电阻、第二回路进线连接电缆试样一侧线芯；
30、(3)将可变电阻调整至需要的合适阻值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于，包括箱体(1)、支承模块、电压源模块、电流源模块、外部点火模块、监测模块、短路过热模块；电缆试样(6)通过支撑模块固定在箱体(1)内；所述外部点火模块用于模拟燃烧场景；所述检测模块用于获取试验数据；
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述箱体(1)为隔热耐火箱体，底部设有进风口(22)，顶部设有排风口(33)，电压连接导线(10)穿越墙体处设有穿墙套管(4)保证绝缘。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述支承模块包括电缆支架(5)、接地线(7)、接地开关(8)；所述电缆支架(5)位于箱体(1)内部，用于固定电缆试样(6)，高度可调节；所述电缆试样(6)两端位置剥去护套及绝缘层，两端线芯连接电源导线；所述接地线(7)一端连接电缆试样(6)铠装层，另一端通过接地开关(8)可靠接地。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述短路过热模块包括可变电阻(16)实现，电缆试样(6)中间位置钻有小孔，可变电阻(
5.根据权利要求1至3任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述外部点火模块包括预混合燃烧器(17)、丙烷气罐(18)、鼓风机(19)；所述预混合燃烧器(17)位于箱体(1)内，并位于电缆试样(6)下方；所述丙烷气罐(18)、鼓风机(19)位于箱体(1)外，所述鼓风机(19)将丙烷气罐(18)内气体供应至预混合燃烧器(17)。
6.根据权利要求1至3任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述监测模块包括位于箱体(1)内的温度传感器(20)、烟气组分分析装置(21)、红外热成像仪(22)、可视化防爆摄像头(23)；所述温度传感器(20)连接可变电阻(16)，用于监测可变电阻(16)流过大电流导致的发热情况；所述烟气组分分析装置(21)用于分析电缆试样(6)带电燃烧试验过程中释出气体组分分析；所述红外热成像仪(22)用于监测试验系统各部位温度分布及变化；所述可视化防爆摄像头(23)用于试验过程监测。
7.一种高压电缆带电燃烧试验方法，应用于权利要求1至6任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：包括外部供火条件下的击穿试验、外部供火条件下的带电火蔓延试验、短路发热引燃试验。
8.根据权利要求7所述的一种高压电缆带电燃烧试验方法，其特征在于：所述外部供火条件下的击穿试验，包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的一种高压电缆带电燃烧试验方法，其特征在于：所述带电火蔓延试验，包括以下步骤：
10.根据权利要求7所述的一种高压电缆带电燃烧试验方法，其特征在于：所述短路发热引燃试验，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于，包括箱体(1)、支承模块、电压源模块、电流源模块、外部点火模块、监测模块、短路过热模块；电缆试样(6)通过支撑模块固定在箱体(1)内；所述外部点火模块用于模拟燃烧场景；所述检测模块用于获取试验数据；
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述箱体(1)为隔热耐火箱体，底部设有进风口(22)，顶部设有排风口(33)，电压连接导线(10)穿越墙体处设有穿墙套管(4)保证绝缘。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述支承模块包括电缆支架(5)、接地线(7)、接地开关(8)；所述电缆支架(5)位于箱体(1)内部，用于固定电缆试样(6)，高度可调节；所述电缆试样(6)两端位置剥去护套及绝缘层，两端线芯连接电源导线；所述接地线(7)一端连接电缆试样(6)铠装层，另一端通过接地开关(8)可靠接地。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述短路过热模块包括可变电阻(16)实现，电缆试样(6)中间位置钻有小孔，可变电阻(16)通过小孔一端直接接触线芯，两侧与电缆绝缘层、护套等接触，另一端连接电流源(13)，通过改变可变电阻(16)阻值，从而改变电阻发热量。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种高压电缆带电燃烧试验平台，其特征在于：所述外部点火模块包括预混合燃烧器(17)、丙烷气罐(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶良鹏，孙韬，张佳庆，缪煦扬，谭甜甜，祝现礼，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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