略谈电缆隧道灾害的实验办法

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1火灾场景模拟

电缆火灾按规模可分为:由啮齿类动物咬损电缆，施工或检修中因焊接、气割等动火操作时火花落入地下空洞引燃地下电缆的初起小规模火灾;钢渣滴落到电缆上引燃电缆、钢包水泄漏等生产事故导致高温钢水流入电缆沟、电缆隧道引燃电缆、热钢料头落地、地面油污起火、油浸电气设备故障喷油流入电缆隧道等引起的大规模火灾。电缆小规模火灾模拟装置，即加热用硅碳棒温度的设定，主要依据实际测量导致电缆外表皮融化、燃烧的温度。小规模火灾模拟装置由加热用硅碳棒，大功率DC24V开关电源及温控表和S铂铑热电偶构成，设定恒定的温度为800℃。由于我国现行的产品标准［6-7］对线型感温火灾探测器的火灾灵敏度试验尚无相关的规定，而欧洲标准EN54-22:2007(E)中规定了线型感温火灾探测器的火灾灵敏度试验采用TF6S酒精火(90%的乙醇和10%的甲醇配置的甲基化酒精)进行，因此，大规模火灾模拟试验参照欧洲标准EN54-22:2007(E)的相关规定，采用330mm×330mm×50mm规模的酒精火。

2大规模火灾实验实验

将酒精火火源放置于电缆隧道地面中间，共进行了2次模拟试验。其中一次试验热电偶记录的温度变化所示，两次试验各探测器的响应报警时间所示。实验环境温度为15℃、湿度为43%、大气压力为101．325kPa、风速为0．13m/s，火灾模拟中CO浓度超过110×10－6。火灾响应报警时间是衡量火灾报警探测器性能的重要指标，所以研究重点为火灾初期阶段的温度变化。热电偶在开始100s的温度变化曲线所示，为方便分析，系统记录了酒精火点燃前20s的初始温度。火灾开始60s内所有热电偶的测量值都不超过35℃，该温度为电缆隧道日常情况下可能达到的正常值，一般感温火灾探测器设定的定温报警阈值要远高于该值。假设感温火灾探测器的差温报警阈值设置在温升速度为5℃/min处，中粗虚线所示，C6～C12号热电偶的温度变化曲线均在该阈值虚线的上方。假设感温火灾探测器测量的温度值和热电偶一致，则分布在C6～C12———6m范围内的感温火灾探测器都应该在60s以内产生报警信号。6m的间隔值或成为感温火灾探测器设计规范的重要参考值。大规模火灾的热辐射量较大，位于火源上方的非直接接触方式安装的线型感温火灾探测器仍然能对火灾情况做出报警响应;对于大规模的外部火灾，其着火点附近的环境温度变化迅速，因此，具有差温报警功能的缆式差定温线型感温火灾探测器和分布式光纤感温火灾探测器对火灾的响应迅速，而只有定温报警功能的缆式定温感温火灾探测器的报警响应时间较为滞后。

3实验隧道

试验电缆隧道的内部尺寸为:2．6m×2．2m×15m(W×H×L)。隧道内设置双侧双排电缆桥架各8层，每层桥架长15m，宽0．6m，层间距为0．2m。隧道内为自然通风，试验中产生的烟雾通过安装在电缆桥架终端的风机系统收集和排放。参照某工程电缆隧道的实际情况，电缆桥架上铺设有动力电缆和信号电缆。通过对冶金企业实体电缆隧道的环境参数采集可知，实际电缆隧道的温度一般为20～29℃，湿度一般为49%～85%。当排风机不启动时，实测风速一般在0．1～0．4m/s。

作者：丁宏军 范典 单位：武汉理工大学