CN111929404B - 一种电缆用防火物资检测组合平台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于安全科学与工程技术领域，具体涉及一种电缆用防火物资检测组合平台，包括：主体框架，用于提供操作空间；气循环系统，包括新风供给单元和尾气处理单元，新风供给单元向操作空间内供给新风，尾气处理单元用于在设定条件下对操作空间内的气体进行处理；明火系统，提供对电缆测试用明火；水循环系统，至少为尾气处理单元和操作空间内进行水源供给；控制系统，至少对操作空间内的温度和气体浓度进行采集，并以采集结果进行过程控制。本发明中，通过各个系统的合理配置，可模拟耐火电缆隧道和耐火电缆沟等场合的实际工况，且在各个工况下进行燃烧性能检测和理化性能检测等多重检，能够实现电缆防火物资检测和应用场景效能评价。

Description

一种电缆用防火物资检测组合平台
技术领域
本发明涉及一种电缆用防火物资检测组合平台，属于安全科学与工程技术领域。
背景技术
作为城市输配电网络的重要组成部分，电力电缆线路的重要性日益凸显；尤其是诸如北京、上海、深圳、广州等一线大城市，其输配电网络电缆化率逐年提升。由于电缆工程的隐蔽性，电缆线路在给城市居民生活提供便捷、美观的同时，也给其运维带来了一定困难。而电缆一旦因绝缘老化、过载、接触不良、外力破坏等问题发生火灾，轻则造成输配电线路故障，重则造成人员伤亡、城区大面积停电等恶劣影响，严重威胁电网安全和社会正常供电。由于电缆通道环境相对封闭，其火灾风险随投运年限逐渐增加，且火灾后扑救措施相对有限；特别是近年来大量配电电缆、用户电缆进入输电电缆通道，以及后期城市综合管廊设计和建设过程中在电缆仓附近引入燃气、热力管道，这些均给电缆线路防火工作提出了更高要求。
目前，针对电缆线路及通道防火方面，主要采用阻燃电缆、防火门、防火涂料、阻燃包带、固定式干粉灭火装置等火灾防护措施。相关防火物资检测设备检测方法种类繁杂，仿真型电缆通道场景性能评估技术欠缺，现有油盆火、木垛火等火情模拟评估场景评估效果与实际应用场景匹配度低，评估效果较弱；防火物资检测涉及火焰燃烧、产品热解等过程，易造成试验环境热量集聚、剧烈生烟等现象，常规实验室硬件装备难以满足试验环境要求。
鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种电缆用防火物资检测组合平台，使其更具有实用性。
发明内容
本发明中提供了一种电缆用防火物资检测组合平台，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电缆用防火物资检测组合平台，包括：
主体框架，用于提供操作空间；
气循环系统，包括新风供给单元和尾气处理单元，所述新风供给单元向所述操作空间内供给新风，所述尾气处理单元用于在设定条件下对所述操作空间内的气体进行处理；
明火系统，提供对所述操作空间内的电缆进行测试用明火；
水循环系统，至少为所述尾气处理单元和操作空间内进行水源供给，分别用于尾气处理和明火的喷淋；
控制系统，至少对所述操作空间内的指标参数进行采集，采集结果作为所述水循环系统、气循环系统和明火系统的工作依据。
进一步地，所述明火系统包括燃气管道和火焰喷口；
所述燃气管道铺设于所述操作空间底部，向设定位置的所述火焰喷口进行燃气供给。
进一步地，所述控制系统包括：
监测组件，包括气体传感器、温度传感器、烟雾传感器、热成像装置和可见光监测装置中的至少一种，安装于所述操作空间内；
控制模块，分别与监测组件、水循环系统、气循环系统和明火系统通讯连接。
进一步地，所述主体框架包括由内之外依次设置的耐火层和隔热层。
进一步地，所述尾气处理单元包括：分别与所述控制系统连接的等离子除尘单元和喷淋单元；
所述等离子除尘单元设置于所述喷淋单元的喷淋空间内部，包括与所述操作空间内部联通的气体入口，以及与所述喷淋单元底部联通的气体出口；
所述喷淋单元包括设置于顶部的喷淋口、供气口和排气口，所述喷淋口与水循环系统连接，所述供气口与所述气体入口联通，供气体进入所述等离子除尘单元，所述排气口供喷淋完成的气体排出。
进一步地，所述等离子除尘单元包括：左右对称铰接的两半壳体、通风板、阳极线和阴极筒体；
两所述半壳体围绕成自上而下设置的三层空间；所述气体入口设置于顶层空间内，所述通风板安装于中层空间内分割顶层空间和底层空间，且供气体自顶层空间向底层空间流通，所述阳极线安装于所述通风板与所述半壳体底部之间，且套设在所述阴极筒体内部，所述阴极筒体固定于底层空间内，所述气体出口与所述阴极筒体内部连通。
进一步地，所述通风板为圆柱形板体结构，且围绕中心轴线对称设置有若干气体通道，所述气体通道的气体流向相对于所述中心轴线倾斜设置。
进一步地，所述喷淋单元底部平面局部向内凹陷，在所述喷淋空间内部形成凸起，且在所述凸起内部形成安装腔体，所述安装腔体用于供所述控制系统的电路贯穿，且贯穿后与所述等离子除尘单元连接；
所述凸起与所述等离子除尘单元密封贴合设置，用于对所述等离子除尘单元进行支撑。
进一步地，所述气体出口围绕所述阴极筒体的中心轴线对称设置有至少三个，且连接有导向管，所述导向管使得气体向上排出。
进一步地，所述阴极筒体与所述半壳体之间具有径向间隙，所述间隙内成螺旋状缠绕有冷水水管，所述冷水水管的出水端自所述等离子除尘单元底部引出至喷淋空间内，所述冷水水管的进水端与所述水循环系统连接。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过各个系统的合理配置，可模拟耐火电缆隧道和耐火电缆沟等场合的实际工况，且在各个工况下进行燃烧性能检测和理化性能检测等多重检，能够实现电缆防火物资检测和应用场景效能评价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为电缆用防火物资检测组合平台的结构示意图；
图2为尾气处理单元的外形结构示意图；
图3为等离子除尘单元的结构示意图；
图4为图3中省略其中一个半壳体后的结构示意图；
图5为图4中省略阴极筒体后的结构示意图；
图6为通风板的结构示意图；
图7为凸起设置位置处的示意图；
图8为图5中气体出口处的局部放大图；
图9为尾气处理单元的剖视图；
附图标记：1、主体框架；2、水循环系统；3、气循环系统；31、新风供给单元；32、尾气处理单元；33、等离子除尘单元；331、气体入口；332、气体出口；333、半壳体；334、通风板；3341、气体通道；335、阳极线；336、阴极筒体；337、导向管；338、冷水水管；34、喷淋单元；341、喷淋口；342、供气口；343、排气口；344、凸起；4、明火系统；5、控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种电缆用防火物资检测组合平台，包括：主体框架1，用于提供操作空间；气循环系统3，包括新风供给单元31和尾气处理单元32，新风供给单元31向操作空间内供给新风，尾气处理单元32用于在设定条件下对操作空间内的气体进行处理；明火系统4，提供对操作空间内的电缆进行测试用明火；水循环系统2，至少为尾气处理单元32和操作空间内进行水源供给，分别用于尾气处理和明火的喷淋；控制系统5，至少对操作空间内的指标参数进行采集，采集结果作为水循环系统2、气循环系统3和明火系统4的工作依据。
本发明中，通过主体框架1、水循环系统2、气循环系统3、明火系统4和控制系统5的合理配置，可模拟耐火电缆隧道和耐火电缆沟等场合的实际工况，且在各个工况下进行燃烧性能检测和理化性能检测等多重检。其中，所指的燃烧性能检测模块具备小尺寸或中尺寸燃烧性能检测能力，至少选用一种或多种燃烧性能、阻燃性能检测方法，如：膨胀性能、水平垂直燃烧、氧指数、线缆耐火性、线缆成束阻燃性等；所指的理化性能检测模块具备电缆用防火物资理化性能检测能力，至少选用一种或多种耐候性、机械性能、加工性能检测方法，如：耐冻融循环性、抗弯性、黏度等，具体的检测设备需在操作空间内另行配置，本申请中不做具体赘述，但是检测过程中的水电供给和通风均可有效获得。本发明设计合理，结构简单，能够实现电缆防火物资检测和应用场景效能评价，管控物资质量，明确适用范围及应用场景，同时提高了防火物资应用效果，降低了电缆及通道火情风险。其中，针对电缆的固定可在操作空间内设置相应的固定结构。
本发明中的操作空间包括但不限于电缆的检测空间、人员操作的空间和仓储空间等，根据实际需要进行配置即可，通过主体框架1的扩展可较为方便的实现，本发明中可灵活接入实际使用场景中的水源、电源、气源，组合平台应用。
在实施过程中，水循环系统2、气循环系统3、明火系统4和控制系统5根据试验项目及消防、清洁需求敷设水管和线路，应用时通过管线布置与平台水电气供给接口模块连接，本发明实现供一种电缆用防火物资检测组合平台，实现电缆通道环境下防火物资性能评估、防火物资中小尺寸燃烧类检测、防火物资理化性能检测，平台由多个功能模块组成，可灵活组装，实现多类检测能力组合。
其中，明火系统4包括燃气管道和火焰喷口；燃气管道铺设于操作空间底部，向设定位置的火焰喷口进行燃气供给。
作为上述实施例的优选，控制系统5包括：监测组件，包括气体传感器、温度传感器、烟雾传感器、热成像装置和可见光监测装置中的至少一种，安装于操作空间内；控制模块，分别与监测组件、水循环系统2、气循环系统3和明火系统4通讯连接。
通过集中的控制模块，通讯连接各系统，实现耐火电缆隧道和耐火电缆沟等应用场合的远程操控。其中，远程操控功能包括但不限于火焰点火及功率控制、通风控制、烟气处理控制、灭火启停控制、照明控制等。
其中，主体框架1包括由内之外依次设置的耐火层和隔热层，从而可实现通道局部耐火温度可达1250℃，可承受连续受火2小时；通道下方预埋燃气管道及火焰喷口，可满足电缆火情燃烧供气需求；为了保证安装性，还可设置防爆泄压口、防火门、观察窗、保障应用安全。
作为上述实施例的优选，尾气处理单元32包括：分别与控制系统5连接的等离子除尘单元33和喷淋单元34；等离子除尘单元33设置于喷淋单元34的喷淋空间内部，包括与操作空间内部联通的气体入口331，以及与喷淋单元34底部联通的气体出口332；喷淋单元34包括设置于顶部的喷淋口341、供气口342和排气口343，喷淋口341与水循环系统2连接，供气口342与气体入口331联通，供气体进入等离子除尘单元33，排气口343供喷淋完成的气体排出。
如图2和3所示，在燃烧测试完成后，通过泵体结构等将操作空间内的待处理气体吸入等离子除尘单元33中，粉尘颗粒被吸附后气体通过气体出口332自底部进入喷淋单元34，经过喷淋后自排气口343排出。本优选方案中，通过将等离子除尘单元33设置在喷淋空间内，可在除尘的同时实现第一次降温，在除尘完成后，通过喷淋而实现第二次降温，且在喷淋过程中还可利用弱碱水作为洗涤喷淋溶液，能够去除烟尘及电缆燃烧产生的部分有毒气体。
作为上述实施例的优选，如图4和5所示，等离子除尘单元33包括：左右对称铰接的两半壳体333、通风板334、阳极线335和阴极筒体336；两半壳体333围绕成自上而下设置的三层空间；气体入口331设置于顶层空间内，通风板334安装于中层空间内分割顶层空间和底层空间，且供气体自顶层空间向底层空间流通，阳极线335安装于通风板334与半壳体333底部之间，且套设在阴极筒体336内部，阴极筒体336固定于底层空间内，气体出口332与阴极筒体336内部连通。
其中，阳极线335与高压直流电源连接，阴极筒体336则接地，二者之间形成高压电场后由于阳极产生电晕放电，气体会被电晕放电，气体会被迅速电离，此时，根据正负相吸原理，带正电的粒子在强大的电场力的作用下撞向阴极筒体336，并被吸附沉淀在阴极筒体336上，从而完成吸附。
本优选方案中，等离子除尘单元33为独立的模块，可在整体安装完成后放入喷淋单元34内，通过整体的喷淋可实现气体温度的控制，而就自身而言，可通过两半壳体333的敞开而实现内部通风板334、阳极线335和阴极筒体336的快速和便捷安装，其中，阳极线335需要进行定期的更换，而阴极筒体336也需要进行定期的清理，上述独立且可拆分的结构形式可重复性的进行上述操作。
作为上述实施例的优选，如图6所示，通风板334为圆柱形板体结构，且围绕中心轴线对称设置有若干气体通道3341，气体通道3341的气体流向相对于中心轴线倾斜设置。当气体通道3341的数量足够多时，可通过多股气流在阴极筒体336内形成旋涡状，相对于直线型的路径可增加气体在阴极筒体336内的流通时间，从而在增加除尘效果的同时还可进一步提高热交换效果。为了便于通风板334的安装，可在半壳体333的内壁上设置上下平行的两凸沿结构，通风板334可卡设在两凸沿结构之间，且围绕可套设密封圈，从而与半壳体333之间实现密封。
为了实现水电分离，如图7所示，喷淋单元34底部平面局部向内凹陷，在喷淋空间内部形成凸起344，且在凸起344内部形成安装腔体，安装腔体用于供控制系统5的电路贯穿，且贯穿后与等离子除尘单元33连接；凸起344与等离子除尘单元33密封贴合设置，用于对等离子除尘单元33进行支撑。
通过凸起344形成了相对于喷淋空间底部的密闭独立空间，在喷淋空间内底部存在喷淋后积存的液体，凸起344有效的阻隔了液体和电路结构，且通过其设置有效的降低了等离子除尘单元33的安装难度，通过在其上设置密封结构，可在等离子除尘单元33放置于其上后通过重力而实现自动的密封，由于其相对于液面抬高，因此上述密封条件足以保证阻隔效果。电路的具体连接可通过对喷淋单元34进行抬高而在其底部进行，安装可靠且便于操作。
为了提高喷淋效果，如图8所示，气体出口332围绕阴极筒体336的中心轴线对称设置有至少三个，且连接有导向管337，导向管337使得气体向上排出，从而保证气体的均匀排出，其中，优选导向管337自等离子除尘单元33底部引出，且引出后形成直线段，从而通过各个直线段与凸起344的贴合实现等离子除尘单元33相对于凸起344的定位，从而等离子除尘单元33的位置更加稳定。为了保证导向管337安装的稳定性，可在等离子除尘单元33底部设置环体结构对其安装位置进行加强。
作为上述实施例的优选，如图9所示，阴极筒体336与半壳体333之间具有径向间隙，间隙内成螺旋状缠绕有冷水水管338，冷水水管338的出水端自等离子除尘单元33底部引出至喷淋空间内，冷水水管338的进水端与水循环系统2连接，通过内部冷却水的流通可实现更好的冷却效果。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，包括：
主体框架(1)，用于提供操作空间；
气循环系统(3)，包括新风供给单元(31)和尾气处理单元(32)，所述新风供给单元(31)向所述操作空间内供给新风，所述尾气处理单元(32)用于在设定条件下对所述操作空间内的气体进行处理；
明火系统(4)，提供对所述操作空间内的电缆进行测试用明火；
水循环系统(2)，至少为所述尾气处理单元(32)和操作空间内进行水源供给，分别用于尾气处理和明火的喷淋；
控制系统(5)，至少对所述操作空间内的指标参数进行采集，采集结果作为所述水循环系统(2)、气循环系统(3)和明火系统(4)的工作依据；
所述尾气处理单元(32)包括：分别与所述控制系统(5)连接的等离子除尘单元(33)和喷淋单元(34)；
所述等离子除尘单元(33)设置于所述喷淋单元(34)的喷淋空间内部，包括与所述操作空间内部联通的气体入口(331)，以及与所述喷淋单元(34)底部联通的气体出口(332)；
所述喷淋单元(34)包括设置于顶部的喷淋口(341)、供气口(342)和排气口(343)，所述喷淋口(341)与水循环系统(2)连接，所述供气口(342)与所述气体入口(331)联通，供气体进入所述等离子除尘单元(33)，所述排气口(343)供喷淋完成的气体排出；
所述等离子除尘单元(33)包括：左右对称铰接的两半壳体(333)、通风板(334)、阳极线(335)和阴极筒体(336)；
两所述半壳体(333)围绕成自上而下设置的三层空间；所述气体入口(331)设置于顶层空间内，所述通风板(334)安装于中层空间内分割顶层空间和底层空间，且供气体自顶层空间向底层空间流通，所述阳极线(335)安装于所述通风板(334)与所述半壳体(333)底部之间，且套设在所述阴极筒体(336)内部，所述阴极筒体(336)固定于底层空间内，所述气体出口(332)与所述阴极筒体(336)内部连通；
所述通风板(334)为圆柱形板体结构，且围绕中心轴线对称设置有若干气体通道(3341)，所述气体通道(3341)的气体流向相对于所述中心轴线倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述明火系统(4)包括燃气管道和火焰喷口；
所述燃气管道铺设于所述操作空间底部，向设定位置的所述火焰喷口进行燃气供给。
3.根据权利要求1所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述控制系统(5)包括：
监测组件，包括气体传感器、温度传感器、烟雾传感器、热成像装置和可见光监测装置中的至少一种，安装于所述操作空间内；
控制模块，分别与监测组件、水循环系统(2)、气循环系统(3)和明火系统(4)通讯连接。
4.根据权利要求1~3任一项所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述主体框架(1)包括由内之外依次设置的耐火层和隔热层。
5.根据权利要求1所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述喷淋单元(34)底部平面局部向内凹陷，在所述喷淋空间内部形成凸起(344)，且在所述凸起(344)内部形成安装腔体，所述安装腔体用于供所述控制系统(5)的电路贯穿，且贯穿后与所述等离子除尘单元(33)连接；
所述凸起(344)与所述等离子除尘单元(33)密封贴合设置，用于对所述等离子除尘单元(33)进行支撑。
6.根据权利要求5所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述气体出口(332)围绕所述阴极筒体(336)的中心轴线对称设置有至少三个，且连接有导向管(337)，所述导向管(337)使得气体向上排出。
7.根据权利要求5所述的电缆用防火物资检测组合平台，其特征在于，所述阴极筒体(336)与所述半壳体(333)之间具有径向间隙，所述间隙内成螺旋状缠绕有冷水水管(338)，所述冷水水管(338)的出水端自所述等离子除尘单元(33)底部引出至喷淋空间内，所述冷水水管(338)的进水端与所述水循环系统(2)连接。
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