CN204228635U - 一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，包括辐射炉、控制装置和电缆，所述辐射炉炉腔内部呈圆柱形，炉腔内部直径为33cm，沿炉腔内部均匀分布辐射加热管，在辐射炉两侧设有通风口，所述控制装置通过电缆与辐射炉相连，调节辐射炉加热管的输出功率。本实用新型的提供的试验条件更加接近电缆火灾的实际场景，获得的数据更加详实、可靠，对电缆产品的评价及电缆工程的设计、施工具有较好的参考价值。

Description

一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置

技术领域

本实用新型涉及电缆安全工程领域，特别涉及一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置。 

背景技术

电线电缆被称为建筑及公共设施内的“血管和经脉”，随着人们对建筑和公共设施防火安全要求的不断提高，电缆的防火安全性能也越来越受到人们的重视。电线电缆的防火设计包括两个方面，一是电缆暴露于外热源时能防止火灾沿电缆燃烧蔓延；二是电缆在火灾环境中能在规定的时间内保持线路完整性，使线路的耐火极限大于火灾延续时间。 

关于电缆耐火性能的测试方法，国内外采用类似的标准试验方法，即试验的电缆大部分竖直安装，采用明火焰直接灼烧，燃料为丙烷气体或庚烷液体，试验时靠调节燃料的流量控制火焰的温度或热量。然而，采用明火直接作用的方式存在以下几点不足：一是明火直接作用是电缆在火灾条件下可能遇到的最不利的情况，且由于燃烧器火焰产生的极端温度太高，如费氏(Fisher)燃烧器的温度一般控制在982±28℃，本生灯(Bunsen)的温度一般控制在954±28℃，使得电缆的失效时间很短，不利于进行对比研究；二是点火器的火焰只能覆盖电缆的一小部分，而电缆实际的工作环境多为吊顶内部、地板隔层内部及房顶部位，这些特定的工作环境决定了电缆在火灾中受热方式多为辐射受热，且受热面积相对较大，因而使用明火作用不能很好的模拟电缆在实际中的火灾环境；三是从试验重复性上来考虑，由于火焰温度受诸多条件影响，仅靠调节燃料流速不能很好的控制火焰的温度或热量，使得试验的重复性和对比性相对较差；四是从节能环保和试验费用上来考虑，使用明火不仅会产生CO、CO₂等有毒气体， 增加试验对试验人员及环境的危害，而且使用燃料会加大试验的成本。所以，标准试验的结果作为判别产品的质量优劣是可行的，但不能用于评价电缆在实际火灾中的燃烧行为。 

使用可调节热辐射通量的辐射加热试验炉，可更加真实的模拟电缆可能处于的火灾环境，使得试验结果更加可靠、适用，研究结果一方面可以此判断电缆产品的耐火性能；另一方面也能以此作为判断特定场所电缆工程火灾风险大小的依据之一。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种符合电缆实际火灾场景的电缆热辐射装置，通过调节其控制装置，可以改变辐射炉的辐射通量及对应温度，来模拟不同条件的火灾场景，如电缆埋墙暗敷、明敷等。为判断电缆产品的耐火性能、电缆防火保护方式的有效性等提供一种更加可靠的实验装置，并为电缆工程的防火安全设计、施工及火灾危险性评价提供参考数据。 

本实用新型的一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，包括辐射炉、控制装置和电缆，所述辐射炉炉腔内部呈圆柱形，炉腔内部直径为33cm，该尺寸可以满足直径较大或涂敷膨胀型防火涂料电缆的耐火性能测试，沿炉腔内部均匀分布辐射加热管，在辐射炉两侧设有通风口，所述控制装置通过电缆与辐射炉相连，调节辐射炉加热管的输出功率。 

优选的，辐射炉炉体外部尺寸为0.8m×0.75m×0.81m，额定工作电压为380V，在辐射炉炉腔内部均匀分布了24根辐射加热管，每根加热管额定功率为2.0kW，试验炉的总输出功率为48kW。试验炉正常工作时，沿圆柱形炉内壁均匀分布的辐射加热管可同时对电缆进行360°加热，试验时将炉体两侧的通风口用与炉口尺寸相同的圆形封堵盒进行封堵，盒内填充耐火隔热棉，以尽量减少对流产生的热量损失，从而更好地模拟火灾发生时处于相对封闭环境水平敷设的电缆所处的热辐射环境。 

控制装置通过可控硅调节电路导通占空比，来调节辐射炉内辐射加热管的加热功率，从而达到调节辐射炉输出功率的目的，功率的大小以辐射管额定功率为100％，在0～100％范围内可以通过手动设置进行调节。通过调节热辐射加热管的输出功率可以模拟出电缆在不同火灾环境受到的不同热辐射强度(温度)，可研究电缆在不同设计环境下的耐火性能，对电缆的敷设、使用、选型及安全评估均有一定的参考价值。 

本实用新型的提供的试验条件更加接近电缆火灾的实际场景，获得的数据更加详实、可靠，对电缆产品的评价及电缆工程的设计、施工具有较好的参考价值。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明： 

图1为用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置； 

图2为辐射炉输出功率为4kW时，炉内温度随时间的变化曲线图； 

图3为辐射炉输出功率为18kW时，炉内温度随时间的变化曲线图。 

图1中1、控制装置；2、辐射炉；3、辐射加热管。 

具体实施方式

实施例： 

如图1所示，本实施例包括辐射炉2和控制装置1，辐射炉体外部尺寸为0.8m×0.75m×0.81m，额定工作电压为380V，试验炉内部呈圆柱形，炉腔内部直径为33cm，该尺寸可以满足直径较大或涂敷膨胀型防火涂料电缆的耐火性能测试。辐射炉内均匀分布了24根辐射加热管3，每根辐射加热管额定功率为2.0kW，试验炉的总输出功率为48kW，试验炉正常工作时，沿圆柱形炉内壁均匀分布的辐射加热管可同时对电缆进行360°加热，试验时将炉体两侧的通风口用与炉口尺寸相同的圆形封堵盒进行封堵，盒内填充耐火隔热棉，以尽量 减少对流产生的热量损失，从而更好地模拟火灾发生时处于相对封闭环境水平敷设的电缆所处的热辐射环境。 

控制装置1用于调节辐射炉内辐射加热管的输出功率，调节范围为0～100％。通过调节热辐射加热管的输出功率可以模拟出电缆在不同火灾环境受到的不同热辐射强度(温度)。 

实验例1： 

对于设定的火灾场景，通过反复对比测试，将控制装置设为8％，即辐射炉的输出功率为4kW时，炉内温升曲线与文献给出的埋墙暗敷火灾场景下的温升曲线较为符合，在该条件下可模拟电缆埋墙暗敷时的火灾场景。试验结果可用于评价电缆埋墙暗敷时的耐火性能及火灾危险性评估，见图2。 

实验例2： 

对于设定的火灾场景，通过反复对比测试，将控制装置设为37％，即辐射炉的输出功率设为18kW时，炉内温升曲线ISO 834标准温升曲线较为符合，在该条件下可模拟电缆明敷时的火灾场景。试验结果可用于评价电缆明敷时的耐火性能及火灾危险性评估，见图3。 

虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的，但本实用新型并不限于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本实用新型的实质构思和范围。 

Claims (3)

1.一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，其特征在于：包括辐射炉、控制装置和电缆，所述辐射炉炉腔内部呈圆柱形，炉腔内部直径为33cm，沿炉腔内部均匀分布辐射加热管，在辐射炉两侧设有通风口，所述控制装置通过电缆与辐射炉相连，调节辐射炉加热管的输出功率。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，其特征在于：辐射炉炉体外部尺寸为0.8m×0.75m×0.81m，额定工作电压为380V，在辐射炉炉腔内部均匀分布了24根辐射加热管，每根加热管额定功率为2.0kW，试验炉的总输出功率为48kW。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，其特征在于：控制装置用于调节炉内辐射加热管的输出功率，调节范围为0～100%。