[发明专利]外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置

权利要求书

1.一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：包括一个市电交流电源，该电源通过一个开关串联接入第一调压器的输入端；所述第一调压器的输出端依次串联一个可调电阻，一个电流计，以及一段特定长度的电缆试样，沿该电缆试样走向布置一组热电偶阵列，可包含若干支热电偶，且在紧贴该电缆试样表面的位置布置一支热流计；所述电缆试样的两端并联接入一个电压计，同时，该电缆试样被固定于一个电缆测试平台上，且处于绷直状态；所述电缆测试平台包括两个相向、且同轴放置的圆形耐高温陶瓷端，该陶瓷端中间留有圆形孔洞，用于固定所述电缆试样的两端；以所述陶瓷端为中心，径向接入8-16片金属固定片，金属固定片的数目为偶数；该金属固定片按圆周阵列以等角度、等长度的形式连接在所述陶瓷端的圆周上，形成两组车轮状结构；每一片所述金属固定片沿长边方向于中部开有一排圆形孔状槽，用于插入石英管，该石英管稍长于所述两组车轮状结构的垂直间距；所述石英管的两端被两个刚好相对的所述金属固定片上的圆形孔状槽固定，所述一排圆形孔状槽的各个圆形孔半径与所述石英管半径相同，保证两者能够牢固相连；每一根所述石英管内部均放置有电热丝，各根电热丝长度、功率相同、电热丝发热段长度等于石英管长度，所有电热丝均以串联形式接入第二调压器的输出端；所述第二调压器的输入端通过一个电流接触器串接上一个交流动力电电源；所述两组车轮状结构的底部分别连接支架，支架底部固定于一块硬质硅酸钙板上；所述硅酸钙板在其垂直于电缆走向的一边，加装金属铰链，并通过该金属铰链在其下方连接一块金属板，该金属板与所述硅酸钙板保持尺寸相同；所述金属板在长边一侧上焊接一圆弧金属块量角尺，该圆弧金属块量角尺上每隔一定角度，以所述金属铰链为圆心标注一个刻度，并在相应刻度处打上圆形孔；所述金属板置于一台电子天平之上；在所述电缆试样的正下方和所述硅酸钙板上方水平放置一线形熔滴槽；所述线形熔滴槽为比电缆试样水平投影面积稍大的长条形金属槽，该熔滴槽又放置于一高度可调支架之上；所述可调支架与所述硅酸钙板之间不发生物理性接触，从而避免干扰所述电子天平对所述电缆试样质量损失的测量；所述电缆试样的附近布设若干台摄像机，用于从各个角度在线监测电缆受热行为或着火特征。

2.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述第一调压器用于提供所述电缆试样回路所需的电压，通过所述可调电阻的调节，并利用所述电流计和电压计对回路参数进行实时监测，最终达到测试所要求的初始电路条件。

3.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述电缆试样两端固定在所述陶瓷端上之后，将其内导体芯适当露出，利用导电夹串接入回路中。

4.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述沿电缆走向布设的热电偶阵列所测量的是电缆试样在受热过程中若干典型位置上的温度变化；所述热电偶的探头可根据具体情况在电缆试样的半径方向插入不同的深度；也可不接触电缆，而测量电缆周围空间的温度场变化。

5.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述金属固定片上的一排圆形孔状槽是为了更自由地调整石英管的排布方式，从而改变对所述电缆试样的外部辐射加热方式及热流强度，以达到模拟各种复杂外部受热场景的目的。

6.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述石英管应避免置于电缆的正下方，防止电缆包层受热熔融后滴落到石英管上；所述每根石英管中的电热丝不可与所述金属固定片接触，以防止短路发生。

7.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述布设于电缆试样表面的热流计监测的是电缆试样表面接收的辐射热通量，用于测试前外部辐射初始边界条件的标定。

8.根据权利要求1所述的一种外部辐射热流作用下的电缆受热特性及失效性测试装置，其特征在于：所述硅酸钙板是为防止测试时上方辐射热流的再次反射影响电缆试样测试，还能保护下方所述电子天平不被辐射产生的高温所损坏；同时该硅酸钙板是利用所述圆弧金属块量角尺上的圆形孔与一个特制金属插销配合使用，从而与下方所述金属板构成一可调节的夹角；该夹角也是所述电缆试样与水平方向的空间夹角。