略談電纜隧道災(zāi)害的實(shí)驗(yàn)辦法

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1火災(zāi)場(chǎng)景模擬

電纜火災(zāi)按規(guī)模可分為:由嚙齒類動(dòng)物咬損電纜，施工或檢修中因焊接、氣割等動(dòng)火操作時(shí)火花落入地下空洞引燃地下電纜的初起小規(guī)模火災(zāi);鋼渣滴落到電纜上引燃電纜、鋼包水泄漏等生產(chǎn)事故導(dǎo)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(shè)備故障噴油流入電纜隧道等引起的大規(guī)模火災(zāi)。電纜小規(guī)模火災(zāi)模擬裝置，即加熱用硅碳棒溫度的設(shè)定，主要依據(jù)實(shí)際測(cè)量導(dǎo)致電纜外表皮融化、燃燒的溫度。小規(guī)模火災(zāi)模擬裝置由加熱用硅碳棒，大功率DC24V開(kāi)關(guān)電源及溫控表和S鉑銠熱電偶構(gòu)成，設(shè)定恒定的溫度為800℃。由于我國(guó)現(xiàn)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)［6-7］對(duì)線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的火災(zāi)靈敏度試驗(yàn)尚無(wú)相關(guān)的規(guī)定，而歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN54-22:2007(E)中規(guī)定了線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的火災(zāi)靈敏度試驗(yàn)采用TF6S酒精火(90%的乙醇和10%的甲醇配置的甲基化酒精)進(jìn)行，因此，大規(guī)模火災(zāi)模擬試驗(yàn)參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN54-22:2007(E)的相關(guān)規(guī)定，采用330mm×330mm×50mm規(guī)模的酒精火。

2大規(guī)模火災(zāi)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

將酒精火火源放置于電纜隧道地面中間，共進(jìn)行了2次模擬試驗(yàn)。其中一次試驗(yàn)熱電偶記錄的溫度變化所示，兩次試驗(yàn)各探測(cè)器的響應(yīng)報(bào)警時(shí)間所示。實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為15℃、濕度為43%、大氣壓力為101．325kPa、風(fēng)速為0．13m/s，火災(zāi)模擬中CO濃度超過(guò)110×10－6。火災(zāi)響應(yīng)報(bào)警時(shí)間是衡量火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器性能的重要指標(biāo)，所以研究重點(diǎn)為火災(zāi)初期階段的溫度變化。熱電偶在開(kāi)始100s的溫度變化曲線所示，為方便分析，系統(tǒng)記錄了酒精火點(diǎn)燃前20s的初始溫度。火災(zāi)開(kāi)始60s內(nèi)所有熱電偶的測(cè)量值都不超過(guò)35℃，該溫度為電纜隧道日常情況下可能達(dá)到的正常值，一般感溫火災(zāi)探測(cè)器設(shè)定的定溫報(bào)警閾值要遠(yuǎn)高于該值。假設(shè)感溫火災(zāi)探測(cè)器的差溫報(bào)警閾值設(shè)置在溫升速度為5℃/min處，中粗虛線所示，C6～C12號(hào)熱電偶的溫度變化曲線均在該閾值虛線的上方。假設(shè)感溫火災(zāi)探測(cè)器測(cè)量的溫度值和熱電偶一致，則分布在C6～C12———6m范圍內(nèi)的感溫火災(zāi)探測(cè)器都應(yīng)該在60s以內(nèi)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。6m的間隔值或成為感溫火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)規(guī)范的重要參考值。大規(guī)模火災(zāi)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(zāi)探測(cè)器仍然能對(duì)火災(zāi)情況做出報(bào)警響應(yīng);對(duì)于大規(guī)模的外部火災(zāi)，其著火點(diǎn)附近的環(huán)境溫度變化迅速，因此，具有差溫報(bào)警功能的纜式差定溫線型感溫火災(zāi)探測(cè)器和分布式光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器對(duì)火災(zāi)的響應(yīng)迅速，而只有定溫報(bào)警功能的纜式定溫感溫火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警響應(yīng)時(shí)間較為滯后。

3實(shí)驗(yàn)隧道

試驗(yàn)電纜隧道的內(nèi)部尺寸為:2．6m×2．2m×15m(W×H×L)。隧道內(nèi)設(shè)置雙側(cè)雙排電纜橋架各8層，每層橋架長(zhǎng)15m，寬0．6m，層間距為0．2m。隧道內(nèi)為自然通風(fēng)，試驗(yàn)中產(chǎn)生的煙霧通過(guò)安裝在電纜橋架終端的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)收集和排放。參照某工程電纜隧道的實(shí)際情況，電纜橋架上鋪設(shè)有動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜。通過(guò)對(duì)冶金企業(yè)實(shí)體電纜隧道的環(huán)境參數(shù)采集可知，實(shí)際電纜隧道的溫度一般為20～29℃，濕度一般為49%～85%。當(dāng)排風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)時(shí)，實(shí)測(cè)風(fēng)速一般在0．1～0．4m/s。

作者：丁宏軍 范典 單位：武漢理工大學(xué)