本實(shí)用新型涉及成束電纜火災(zāi)測試領(lǐng)域，具體講是一種用于對成束電纜火災(zāi)橫向蔓延特性進(jìn)行測試試驗(yàn)的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，電纜電線故障所誘發(fā)的火災(zāi)在我國火災(zāi)中所占比重居高不下，其不僅造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)及民眾生活安全。電纜通常成束布置，電纜束火災(zāi)蔓延特性直接決定了火災(zāi)的發(fā)展速率及火災(zāi)規(guī)模。在當(dāng)前已開展的電纜火蔓延研究和配套測試裝置中，大多針對火焰沿電纜的縱向蔓延，尚無針對成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延的研究以及測試裝置，而成束電纜間火災(zāi)的橫向蔓延特性的研究有利于全面而深入的認(rèn)識電纜火災(zāi)發(fā)展規(guī)律，進(jìn)而為制定合理有效的電纜火災(zāi)防控策略提供支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同故障電纜位置條件下，橫向相鄰電纜被引燃危險(xiǎn)性及火災(zāi)蔓延特性的試驗(yàn)分析，并可實(shí)現(xiàn)成束起火電纜附近區(qū)域火災(zāi)熱危害性的綜合分析。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置：包括試驗(yàn)臺主體以及配套測控系統(tǒng)，試驗(yàn)臺主體包括試驗(yàn)臺面以及若干電纜支架，各電纜支架均包括豎桿和若干橫桿，豎桿底部安裝在試驗(yàn)臺面上并可沿該試驗(yàn)臺面長度方向調(diào)節(jié)距離，若干橫桿從上到下依次安裝在豎桿上并可沿該豎桿高度方向調(diào)節(jié)距離，各橫桿上均安裝有若干位置可調(diào)的電纜固定裝置，配套測控系統(tǒng)包括用于對電纜火蔓延試驗(yàn)過程中溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和記錄的溫度采集系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)輻射熱通量的采集和記錄的輻射熱通量采集系統(tǒng)、用于記錄電纜火災(zāi)試驗(yàn)過程中火焰蔓延特性并分析計(jì)算不同工況中成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延速度的火災(zāi)圖像采集系統(tǒng)以及用于點(diǎn)燃電纜的點(diǎn)火系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，所述溫度采集系統(tǒng)包括接觸式溫度采集系統(tǒng)和非接觸式溫度采集系統(tǒng)，所述接觸式溫度采集系統(tǒng)包括溫度采集儀和若干根熱電偶，各熱電偶依次設(shè)置在電纜上部及相鄰電纜之間位置，各熱電偶均高于電纜5～10cm，溫度采集儀裝在試驗(yàn)臺面上，各熱電偶均與溫度采集儀信號連接，所述非接觸式溫度采集系統(tǒng)包括紅外熱像儀和測量系統(tǒng)支架，測量系統(tǒng)支架底部裝在試驗(yàn)臺面上，紅外熱像儀裝在測量系統(tǒng)支架上并位于電纜正上方，測量系統(tǒng)支架可調(diào)節(jié)紅外熱像儀的高度。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，所述輻射熱通量采集系統(tǒng)包括輻射熱流采集儀、五組凈輻射熱流計(jì)、五組總輻射熱流計(jì)以及五組測量支架，各測量支架頂部均有一組凈輻射熱流計(jì)和一組總輻射熱流計(jì)，各測量支架均位于試驗(yàn)臺面中間位置處，并沿試驗(yàn)臺面的寬度方向整齊排列，五組測量支架由前向后分別距起火電纜0.5m、1m、1.5m、2m、3m，各組凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)的高度均與電纜中間部位高度一致，各凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)均與輻射熱流采集儀信號連接，輻射熱流采集儀位于地面上。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，所述火災(zāi)圖像采集系統(tǒng)包括攝像機(jī)和攝像機(jī)支架，攝像機(jī)裝在攝像機(jī)支架上并位于試驗(yàn)臺面短邊側(cè)，攝像機(jī)支架可調(diào)節(jié)攝像機(jī)的高度。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，所述點(diǎn)火系統(tǒng)包括丙烷燃燒點(diǎn)火裝置、丙烷氣瓶以及點(diǎn)火系統(tǒng)支架，點(diǎn)火系統(tǒng)支架底部安裝在試驗(yàn)臺面上，丙烷燃燒點(diǎn)火裝置固定在點(diǎn)火系統(tǒng)支架上，并與丙烷氣瓶連接相通，丙烷氣瓶放置在地面上，丙烷燃燒點(diǎn)火裝置的出火口端與試驗(yàn)中所設(shè)置的故障電纜直接相接觸。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，所述電纜支架有兩組，各組電纜支架中的橫桿均為三根，豎桿上沿自身高度方向開設(shè)有若干高度調(diào)節(jié)螺紋孔，從而實(shí)現(xiàn)各橫桿沿豎桿的高度方向調(diào)節(jié)距離，試驗(yàn)臺面長邊上開設(shè)有若干長度調(diào)節(jié)螺紋孔，從而實(shí)現(xiàn)豎桿沿試驗(yàn)臺面的長度方向調(diào)節(jié)距離。

本實(shí)用新型所述的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置，其中，電纜固定裝置為電纜固定管卡子或單邊管卡子。

采用以上結(jié)構(gòu)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不同粗細(xì)、不同數(shù)目的成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延可能性，及蔓延速度的試驗(yàn)研究，從而為電纜火災(zāi)蔓延規(guī)律及火災(zāi)規(guī)模提供理論支撐；

2、本實(shí)用新型測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不同傾斜角度條件下，成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延特性的試驗(yàn)研究；

3、本實(shí)用新型測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)成束電纜火災(zāi)條件下，臨近區(qū)域內(nèi)火災(zāi)熱危害性的分析及評價(jià)，從而研究實(shí)際條件下，距離起火電纜束不同位置處的其他電纜束由于受到熱輻射而被引燃的可能性；

4、本實(shí)用新型測試裝置可以實(shí)現(xiàn)不同故障電纜位置條件下，橫向相鄰電纜被引燃危險(xiǎn)性及火災(zāi)蔓延特性的試驗(yàn)分析；

5、本實(shí)用新型測試裝置可對成束電纜火災(zāi)橫向蔓延特性進(jìn)行測試試驗(yàn)，并能夠?qū)﹄娎|火災(zāi)場景下火源圖像行為以及故障電纜附近區(qū)域的火災(zāi)熱危害性進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型測試裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型測試裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型測試裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型測試裝置中試驗(yàn)臺面與電纜支架連接時(shí)的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

如圖1、圖2和圖3所示，在本具體實(shí)施方式中，本實(shí)用新型成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試裝置包括試驗(yàn)臺主體和配套測控系統(tǒng)，試驗(yàn)臺主體包括試驗(yàn)臺面6以及兩組電纜支架7，對于電纜支架7的數(shù)量，使用者也可根據(jù)實(shí)際需要增加，試驗(yàn)臺面6的底部安裝有支撐腿，試驗(yàn)臺面6的長寬為2m X1.2m，臺面厚度為3cm，材質(zhì)采用不銹鋼，這種材質(zhì)的臺面可保證在試驗(yàn)過程中，當(dāng)受試電纜5外皮被引燃而發(fā)生熔融滴落時(shí)，試驗(yàn)臺面6不會被引燃，各組電纜支架7均包括一根豎桿70和三根橫桿71，豎桿70的高度為1.2m，橫桿71的長度為0.8m，豎桿70底部通過螺釘安裝在試驗(yàn)臺面6上，試驗(yàn)臺面6的長邊上開設(shè)有十個(gè)長度調(diào)節(jié)螺紋孔60(見圖4)，從而實(shí)現(xiàn)豎桿70沿試驗(yàn)臺面6的長度方向調(diào)節(jié)距離，每組電纜支架7中的三根橫桿71均通過螺釘從上到下依次安裝在豎桿70上，豎桿70上沿自身高度方向上開設(shè)有六個(gè)高度調(diào)節(jié)螺紋孔701(見圖4)，從而實(shí)現(xiàn)各橫桿71沿豎桿70的高度方向調(diào)節(jié)距離，各橫桿71上均安裝有五個(gè)位置可調(diào)的電纜固定裝置8，對于電纜固定裝置8的數(shù)量，使用者可根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置，可以增加，也可以減少數(shù)量，電纜固定裝置8為電纜固定管卡子或單邊管卡子，電纜固定管卡子主要用來固定多芯電纜，而單邊管卡子則用來固定單芯電纜，以減少單芯電纜在電纜支架7上的感應(yīng)渦流，電纜固定管卡子或單邊管卡子用于將受試電纜5逐根固定于橫桿71上，電纜固定管卡子或單邊管卡子在橫桿71上的位置可以調(diào)整，從而對受試電纜束中各電纜5之間的間距進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電纜5間距對成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延影響性的研究。通過上述高度調(diào)節(jié)螺紋孔701和長度調(diào)節(jié)螺紋孔60可對不同工況中受試電纜5的高度及角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，最高位置處的高度調(diào)節(jié)螺紋孔701可將最上部的橫桿71固定于豎桿70的最高位置處，其余的五個(gè)高度調(diào)節(jié)螺紋孔701以15cm等間距向下布置，十個(gè)長度調(diào)節(jié)螺紋孔60除了用于固定兩根豎桿70外，還可用于對兩根豎桿70之間的間距進(jìn)行調(diào)整，十個(gè)長度調(diào)節(jié)螺紋孔60之間的孔距均為18cm，通過對兩根豎桿70之間的距離以及橫桿71高度的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同長度、不同傾斜角度下成束電纜5間火災(zāi)橫向蔓延特性的測試，從而可研究單根電纜5故障起火后，不同間隔電纜5以及不同傾斜角度的電纜5之間火災(zāi)橫向蔓延特性。配套測控系統(tǒng)包括用于對電纜火蔓延試驗(yàn)過程中溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和記錄的溫度采集系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)輻射熱通量的采集和記錄的輻射熱通量采集系統(tǒng)、用于記錄電纜5火災(zāi)試驗(yàn)過程中火焰蔓延特性并分析計(jì)算不同工況中成束電纜5間火災(zāi)橫向蔓延速度的火災(zāi)圖像采集系統(tǒng)以及用于點(diǎn)燃電纜5的點(diǎn)火系統(tǒng)。

上述所述的溫度采集系統(tǒng)包括接觸式溫度采集系統(tǒng)和非接觸式溫度采集系統(tǒng)，所述接觸式溫度采集系統(tǒng)包括溫度采集儀92和九根熱電偶93，這里的九根熱電偶93是針對本具體實(shí)施方式中受測的五根電纜5進(jìn)行設(shè)置的，使用者在實(shí)際應(yīng)用本實(shí)用新型過程中，也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，可以增加熱電偶93的數(shù)量，也可以減少，各熱電偶93依次設(shè)置在五根電纜5上部以及相鄰電纜5之間位置處，各熱電偶93均高于電纜5cm，當(dāng)然也可以是5～10cm之間的其它數(shù)值，溫度采集儀92裝在試驗(yàn)臺面6上，各熱電偶93均通過帶有絕緣外皮的信號補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度采集儀92信號連接。所述非接觸式溫度采集系統(tǒng)包括紅外熱像儀90和測量系統(tǒng)支架91，測量系統(tǒng)支架91底部裝在試驗(yàn)臺面6上，紅外熱像儀90裝在測量系統(tǒng)支架91上并位于電纜5正上方，當(dāng)火焰高度較大時(shí)，使用者可通過測量系統(tǒng)支架91對紅外熱像儀90的高度和位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種高度和位置的調(diào)節(jié)可以保證在各種工況試驗(yàn)中，紅外熱像儀90都能記錄到受試電纜束整體在火災(zāi)蔓延測試試驗(yàn)過程中的溫度變化情況，從而對不同工況中電纜束的整體溫度進(jìn)行測量和記錄。通過溫度采集系統(tǒng)得到的電纜5火蔓延試驗(yàn)溫度結(jié)果，可以判定電纜束中各電纜5在試驗(yàn)中是否會被燃燒的故障電纜引燃，并分析得到成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延速度以及電纜束火災(zāi)蔓延過程中整體溫度的實(shí)時(shí)變化過程。

上述所述的輻射熱通量采集系統(tǒng)包括輻射熱流采集儀123、五組凈輻射熱流計(jì)201、202、203、204、205、五組總輻射熱流計(jì)101、102、103、104、105以及五組測量支架301、302、303、304、305，各測量支架頂部均有一組凈輻射熱流計(jì)和一組總輻射熱流計(jì)，各測量支架均位于試驗(yàn)臺面6中間位置處，并沿試驗(yàn)臺面6的寬度方向整齊排列，五組測量支架301、302、303、304、305由前向后分別距起火電纜0.5m、1m、1.5m、2m、3m，各組凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)的高度均與電纜5中間部位高度一致，如果高度不一致，使用者可通過測量支架對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)在電纜5水平放置工況中與電纜5的高度一致，而在電纜5傾斜放置工況中，各凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)的高度與各電纜5豎直方向的中心位置高度一致，具體的高度和距離還可根據(jù)具體試驗(yàn)工況而進(jìn)行調(diào)整，各凈輻射熱流計(jì)和總輻射熱流計(jì)均通過信號線與輻射熱流采集儀123信號連接，在試驗(yàn)過程中實(shí)現(xiàn)輻射熱通量的采集和記錄，輻射熱流采集儀123位于地面上。通過五組總輻射熱流計(jì)101、102、103、104、105和五組凈輻射熱流計(jì)201、202、203、204、205得到的輻射熱通量測量結(jié)果，可進(jìn)行起火電纜束附近火災(zāi)熱危害性的綜合評價(jià)和分析。

上述所述的火災(zāi)圖像采集系統(tǒng)包括攝像機(jī)10和攝像機(jī)支架，攝像機(jī)10裝在攝像機(jī)支架上并位于試驗(yàn)臺面6短邊側(cè)，攝像機(jī)支架可調(diào)節(jié)攝像機(jī)10的高度，使用者可根據(jù)實(shí)際情況對其高度進(jìn)行調(diào)整。在試驗(yàn)過程中，攝像機(jī)10用于記錄電纜5的火焰蔓延行為特性，以及呈束電纜間火災(zāi)橫向蔓延速度的計(jì)算分析，并計(jì)算不同工況中成束電纜5間火災(zāi)橫向蔓延速度。

上述所述的點(diǎn)火系統(tǒng)包括丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41、丙烷氣瓶40以及點(diǎn)火系統(tǒng)支架42，點(diǎn)火系統(tǒng)支架42底部安裝在試驗(yàn)臺面6上，丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41固定在點(diǎn)火系統(tǒng)支架42上，并通過供氣管路與丙烷氣瓶40連接相通，丙烷氣瓶40放置在地面上，丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41的出火口端與試驗(yàn)中所設(shè)置的故障電纜5直接相接觸，本實(shí)用新型將中間的電纜設(shè)置為故障電纜，也就是說，丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41的出火口端與中間的電纜5直接相接觸，當(dāng)然也可以選擇其它電纜作為故障電纜，使用者可根據(jù)實(shí)際需要來定。在試驗(yàn)過程中，丙烷氣瓶40通過供氣管路為丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41供氣并點(diǎn)火，中間的電纜5被引燃后可立即關(guān)閉丙烷氣瓶40的閥門停止供氣，或者根據(jù)需求在整個(gè)試驗(yàn)過程中不關(guān)閉閥門，一直保持通氣而持續(xù)點(diǎn)火。在試驗(yàn)火源為單根故障電纜5時(shí)，試驗(yàn)中采用丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41引燃中間的電纜5，通過供氣管路為點(diǎn)火裝置41供氣，火源的功率可通過安裝在丙烷氣瓶40上供氣流量閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型測試裝置所開展的試驗(yàn)主要分為水平成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試試驗(yàn)以及傾斜成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試試驗(yàn)。在水平成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試試驗(yàn)中，首先設(shè)定受試電纜根數(shù)、受試電纜長度、受試電纜間距大小以及點(diǎn)火功率和持續(xù)點(diǎn)火時(shí)間，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)將受試電纜束的兩端分別固定在相同水平高度的兩根橫桿71上，并將丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41的出火口端貼在中間的電纜5上，由設(shè)計(jì)的點(diǎn)火功率得到丙烷氣體供氣速率，檢查各系統(tǒng)是否能夠正常工作，試驗(yàn)準(zhǔn)備工作就緒后，即開始點(diǎn)火，若采用引火模式，則在中間的電纜5被點(diǎn)燃后立即關(guān)閉丙烷氣瓶40的閥門停止供氣，并迅速關(guān)閉丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41以確保安全，若采用持續(xù)點(diǎn)火模式，則在中間電纜5被引燃后仍持續(xù)供氣點(diǎn)火，在試驗(yàn)過程中采集溫度、輻射熱通量及火焰圖像數(shù)據(jù)，在電纜束中的可燃材質(zhì)全部燃盡或者燃燒時(shí)間超過30min后，關(guān)閉丙烷氣瓶40的閥門，結(jié)束火災(zāi)試驗(yàn)，保存數(shù)據(jù)并整理試驗(yàn)臺；在傾斜成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試試驗(yàn)中，首先設(shè)定受試電纜根數(shù)、受試電纜長度、受試電纜間距大小、受試電纜傾斜角度以及點(diǎn)火功率和持續(xù)點(diǎn)火時(shí)間，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)將受試電纜束的兩端分別固定在具有特定高度差的兩根橫桿71上，并將丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41的出火口端貼在中間電纜5豎直方向的中間位置處，后續(xù)試驗(yàn)步驟與上述水平成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延測試試驗(yàn)相同，故不在贅述。

本實(shí)用新型是專門對成束電纜間火災(zāi)橫向蔓延進(jìn)行試驗(yàn)，對故障起火電纜位于不同位置情況下，其對于橫向相鄰電纜引燃可能性及火焰在電纜間的橫向蔓延速度進(jìn)行分析，并對電纜束在火災(zāi)情況下的火源圖像行為，以及起火電纜束臨近區(qū)域內(nèi)火災(zāi)熱危害性進(jìn)行全面系統(tǒng)研究的試驗(yàn)測試裝置。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)成束電纜間火災(zāi)蔓延的多次重復(fù)試驗(yàn)，可用于揭示電纜束火災(zāi)發(fā)展機(jī)理及蔓延規(guī)律，同時(shí)還能為電纜燃燒性能檢測、電纜布置方式研究提供技術(shù)支撐。

在本具體實(shí)施方式中，所述的電纜固定裝置8、溫度采集儀92、熱電偶93、紅外熱像儀90、測量系統(tǒng)支架91、輻射熱流采集儀123、凈輻射熱流計(jì)、總輻射熱流計(jì)、測量支架、攝像機(jī)10、攝像機(jī)支架、丙烷燃燒點(diǎn)火裝置41、丙烷氣瓶40以及點(diǎn)火系統(tǒng)支架42均為市售產(chǎn)品，故其具體結(jié)構(gòu)不在此贅述。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。