略談電纜隧道災害的實驗辦法

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1火災場景模擬

電纜火災按規模可分為:由嚙齒類動物咬損電纜，施工或檢修中因焊接、氣割等動火操作時火花落入地下空洞引燃地下電纜的初起小規模火災;鋼渣滴落到電纜上引燃電纜、鋼包水泄漏等生產事故導致高溫鋼水流入電纜溝、電纜隧道引燃電纜、熱鋼料頭落地、地面油污起火、油浸電氣設備故障噴油流入電纜隧道等引起的大規模火災。電纜小規模火災模擬裝置，即加熱用硅碳棒溫度的設定，主要依據實際測量導致電纜外表皮融化、燃燒的溫度。小規模火災模擬裝置由加熱用硅碳棒，大功率DC24V開關電源及溫控表和S鉑銠熱電偶構成，設定恒定的溫度為800℃。由于我國現行的產品標準［6-7］對線型感溫火災探測器的火災靈敏度試驗尚無相關的規定，而歐洲標準EN54-22:2007(E)中規定了線型感溫火災探測器的火災靈敏度試驗采用TF6S酒精火(90%的乙醇和10%的甲醇配置的甲基化酒精)進行，因此，大規模火災模擬試驗參照歐洲標準EN54-22:2007(E)的相關規定，采用330mm×330mm×50mm規模的酒精火。

2大規模火災實驗實驗

將酒精火火源放置于電纜隧道地面中間，共進行了2次模擬試驗。其中一次試驗熱電偶記錄的溫度變化所示，兩次試驗各探測器的響應報警時間所示。實驗環境溫度為15℃、濕度為43%、大氣壓力為101．325kPa、風速為0．13m/s，火災模擬中CO濃度超過110×10－6。火災響應報警時間是衡量火災報警探測器性能的重要指標，所以研究重點為火災初期階段的溫度變化。熱電偶在開始100s的溫度變化曲線所示，為方便分析，系統記錄了酒精火點燃前20s的初始溫度。火災開始60s內所有熱電偶的測量值都不超過35℃，該溫度為電纜隧道日常情況下可能達到的正常值，一般感溫火災探測器設定的定溫報警閾值要遠高于該值。假設感溫火災探測器的差溫報警閾值設置在溫升速度為5℃/min處，中粗虛線所示，C6～C12號熱電偶的溫度變化曲線均在該閾值虛線的上方。假設感溫火災探測器測量的溫度值和熱電偶一致，則分布在C6～C12———6m范圍內的感溫火災探測器都應該在60s以內產生報警信號。6m的間隔值或成為感溫火災探測器設計規范的重要參考值。大規模火災的熱輻射量較大，位于火源上方的非直接接觸方式安裝的線型感溫火災探測器仍然能對火災情況做出報警響應;對于大規模的外部火災，其著火點附近的環境溫度變化迅速，因此，具有差溫報警功能的纜式差定溫線型感溫火災探測器和分布式光纖感溫火災探測器對火災的響應迅速，而只有定溫報警功能的纜式定溫感溫火災探測器的報警響應時間較為滯后。

3實驗隧道

試驗電纜隧道的內部尺寸為:2．6m×2．2m×15m(W×H×L)。隧道內設置雙側雙排電纜橋架各8層，每層橋架長15m，寬0．6m，層間距為0．2m。隧道內為自然通風，試驗中產生的煙霧通過安裝在電纜橋架終端的風機系統收集和排放。參照某工程電纜隧道的實際情況，電纜橋架上鋪設有動力電纜和信號電纜。通過對冶金企業實體電纜隧道的環境參數采集可知，實際電纜隧道的溫度一般為20～29℃，濕度一般為49%～85%。當排風機不啟動時，實測風速一般在0．1～0．4m/s。

作者：丁宏軍 范典 單位：武漢理工大學