[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

说明书

技术领域

本发明涉及电缆受热行为、耐辐射特性及相关电缆火灾安全领域，更具体的说，涉及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。

背景技术

电气线缆及相关技术的广泛应用，给人们生产生活带来便利的同时，也为国民经济和工业水平的发展提供保障。然而，作为电缆重要构成部分的包层(如填充层、绝缘层、内护套层、外护套层等)绝缘材料往往是由热塑或热固性高分子聚合物加工而成，常见的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。这些材料往往本身具有可燃性，除了增加应用场所内的火灾荷载外，热塑性的包层材料在受热后(如电缆出现短路、发生故障电弧或受外部炙烤等)还存在软化熔融，甚至形成液体池火燃烧等复杂火蔓延现象，为电气线缆火灾的防治带来了新问题。同时由于从尖端的航空航天到普通的家庭居室，均广泛涉及到电气线缆的应用，由此所引发的火灾事故在我国正逐年增加且高居不下。

关于电缆受热特性方面的研究，国际电工委员会ICE(International Electrotechnical Commission)对此出台过相关行业测试标准ICE60332-1、ICE60332-2、ICE60332-3。该系列标准主要是针对单根或成束的电缆，将电缆试样竖直放置，在底部用外部火源进行引燃，从而模拟电缆火蔓延燃烧过程，并通过蔓延距离、熄灭时间等参数衡量该电缆试样的耐热耐火性能。中国专利201420152923.4，公开号204228635U，公开日为2015-3-25，提到一种用于模拟火灾环境的塑料电缆热辐射实验装置，是将电缆水平置于一个辐射炉内进行辐射加热，以此测试受限空间条件下电缆产品的耐热性能。目前关于电缆受热和燃烧行为的研究方法和装置中，大都是针对竖直或水平放置的电缆材料，通过外部局部引燃或整体加热的方法来进行电缆的耐热耐火特性研究。这类方法的一个主要局限性在于：首先电缆在空间的放置方式上较为单一，并不能完全反映现实中电缆的复杂布设情况。其次在加热或引燃方式上，无论是局部明火加热还是密闭辐射加热，都无法提供精确的实验初始条件和边界条件。另外，目前的研究方法通常针对外部热量对电缆材料产生的影响(测试中电缆不通电)，而对于内部电流异常所引起的发热，以及内、外热效应耦合作用的研究还比较稀缺。因此现有的测试方法已经限制了对电缆热动力学发展及相关热失效性规律的深入定量分析。

发明内容

本发明的目的是提出一种外部辐射热流作用下，处于通电状态电缆受热特性及失效性的研究方法与测试装置，通过外部可控辐射加热，以及内部大电流热效应的耦合控制，确定不同空间布置倾角下电缆试样的受热、燃烧、火蔓延及最终失效的状态发展模式及临界条件。