[发明专利]一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台和试验方法

权利要求书

1.一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台，其特征在于，所述平台包括变压器系统、加热系统和测试系统三部分，所述变压器系统布置在U型防火墙空间内，变压器系统包括钢结构支架、固定在钢结构支架上的油箱、通过输油管道与油箱连接的油枕、设置在地面并与钢结构支架贴邻的底部油池；

所述加热系统包括油箱电阻外循环加热系统、底部油池电阻加热系统、油枕电阻加热系统和温控柜，其中电阻外循环加热系统包括加热柜，与加热柜连接的进油管道和出油管道，进油管道和出油管道分别通过控制阀与所述油箱连接；底部油池电阻加热系统和油枕电阻加热系统分别固定在所述底部油池和所述油枕内部，并由多个加热管通过电线和信号线与所述温控柜相连；

所述测试系统包括数个温度传感器、数个热流传感器、红外热像仪、数个高清摄像机且分别与平台外部的数据采集分析显示控制系统连接；所述数个温度传感器均匀分布在所述油箱、所述油枕和所述底部油池内部，所述数个热流传感器均匀分布在所述油箱两侧；所述红外热像仪布置在U型防火墙开口侧，并与变压器保持一定距离，用于拍摄火灾时的温度场；所述多个高清摄像机分别布置在所述U型防火墙顶部四个角落和U型防火墙封闭侧墙体内，用于拍摄试验过程。

2.根据权利要求1所述的一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台，其特征在于，所述数个温度传感器包括不少于十三组的热电偶串，每组热电偶串包括不少于两个热电偶，并均匀布置在所述油箱、底部油池内部；所述数个热流传感器不少于四个并均匀分布在所述油箱两侧。

3.根据权利要求1所述的一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台，其特征在于，所述油箱电阻外循环加热系统采用间接加热方式，包括加热柜、连接加热柜和油箱的进油管道与出油管道、设置在进油管道和出油管道上的控制阀、设置在加热柜底部与加热柜和进油管道连接的高温泵，所述加热柜在顶部开设溢油口和检修口，加热柜内部均匀布置第一加热管组；所述底部油池电阻加热系统采用直接加热方式，包括均匀分布在底部油池内部的第二加热管组和多个超温监测传感器，所述第二加热管组 和多个超温监测传感器均通过信号线连接到温控柜；所述油枕电阻加热系统采用直接加热方式，包括均匀分布在油枕内部的第三加热管组、第四加热管组和多个超温监测传感器，所述第三加热管组、第四加热管组和多个超温监测传感器均通过信号线连接到温控柜。

4.根据权利要求1所述的一种模拟特高压换流变压器火灾的实验平台，其特征在于，所述油箱包括带升高座油箱和全液面油箱两种，所述全液面油箱为由钢板围成的敞口矩形箱体；所述带升高座油箱顶部带盖，在顶部盖子上等间距开设三个用于点火的圆孔。

5.一种应用于如权利要求1至4任一项所述的模拟特高压换流变压器火灾的实验平台的试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）、搭建实验平台，并将需要验证的灭火系统根据实验需要进行安装调试；在开展灭火试验前进行冷喷试验，确保灭火系统能有效覆盖油箱燃烧区域，若不能覆盖燃烧区域，则需调整灭火系统施放装置类型或安装方式；

（2）、安装调试备用灭火设施待用，一旦灭火系统启动较长一段时间后仍无法控灭火，立即启动备用灭火设施扑灭火灾，此次灭火试验判定为失败；并在改变灭火系统供给强度或其他试验条件后，重新试验；

（3）、对所述测试系统进行安装调试，保证其处于预期工作状态；

（4）、对所述油箱、底部油池、油枕加注试验用油；

（5）、按照预定方案启动所述加热系统，对所述油箱、底部油池、油枕内的试验用油进行加热，待达到预定温度时停止加热；

（6）、分别从油箱和油箱两侧底部油池点火，待油箱和油箱底部油池全部被引燃时，开启油枕出口的控制阀，向油箱注入变压器油，在油箱外壁形成溢流火，并开始计时；

（7）、所述试验用变压器油预燃一定时间，以油面充分燃烧判断预燃时间，预燃结束后，启动灭火系统，开始施加灭火介质，计算从灭火系统启动到喷射出灭火介质的时间，即系统响应时间；

（8）、观察并记录灭火过程中的火焰形态、烟气、温度、热辐射参数的变化情况以及灭火介质的喷射、覆盖情况和控灭火效果；

（9）、完成灭火后，记录完成灭火的时间，搜集灭火介质并根据需要测定其相关性能参数，分析影响灭火效能的影响因素和灭火参数；

（10）、待油温降到100℃以下，关闭灭火系统，停止施加灭火介质，记录从完成灭火到油温降到100℃的灭火系统持续供给时间；

（11）试验结束后，待变压器油冷却至常温后，处理剩余变压器油，清理油箱、底部油池和油枕，准备下次试验。