[发明专利]一种连续溢油条件换流变垂直溢油流淌火模拟实验平台及实验方法

说明书

本发明公开了一种连续溢油条件换流变垂直溢油流淌火模拟实验平台及实验方法，包括主实验台、数据采集系统、图像采集系统、燃料加热及供给系统；所述主实验台由油槽、Y型进油管、进油孔、竖直流淌平面、流淌面侧挡板、集油池、放油管及放油阀；所述数据采集系统包括油槽油温热电偶、壁面贴壁热电偶、竖直流淌面油温热电偶、火羽流热电偶、水冷式热流计、数据采集仪及热电偶支架；本平台可实现连续溢油条件换流变溢油流淌火的燃烧及蔓延过程模拟，对于掌握换流变火灾发生发展过程中流淌火的燃烧特性，获得换流变火灾燃烧范围的扩大及发展规律，为换流变火灾的防控提供理论基础具有十分重要的作用。

技术领域

本发明属于工程热物理领域，具体涉及一种连续溢油条件换流变垂直溢油流淌火模拟实验平台及实验方法。

背景技术

大型换流站作为我国特高压输电的核心构成，是电力传输的重要载体，一旦发生火灾事故，不仅仅会造成变电站电力传输与使用的中断，影响电力供应能力，同时会造成巨大的经济损失。变电站建筑由于自身结构的特殊性，以及相关设备的运行特点，使得变电站对防火工作有着严格的要求。在换流变设计与建设的过程中,大量使用绝缘材料和变压器油等可燃物。

根据对多个变压器火灾的调查分析，大型换流变火灾发展的一般过程可总结为：(1)套管短路电弧产生高温，变压器油在罐体内被加热气化、裂解，靠近短路的区域形成过热、过饱和的两相流；(2)电弧产生的超压，使套管破裂，过热变压器油喷出换流变本体，形成沸腾液体膨胀蒸汽爆炸；(3)喷出的高温油、雾自燃，形成UVCE；(4)UVCE在变压器表面和四周形成多个着火点，点燃套管升高座处流出的变压器油，形成流淌火(5)流淌火从换流变本体流至集油池形成油池火。其中，流淌火是变压器火灾中主要的火灾分现象之一，流淌火在变压器顶部形成的油池火的基础上，将火灾范围扩大至变压器侧壁，在底部油池积蓄至一定量时，即在底部形成油池火。流淌火对变压器火灾的发展扩大起到了主要作用。

然而，目前并没有针对变压器油垂直流淌火燃烧特性及相关的研究成果，因此，设计并加工一套适用于模拟换流变垂直壁面流淌火的实验装置，并确定与之匹配的室验方法，对于研究换流变垂直壁面流淌火的燃烧特性及换流变火灾发展过程，从而防范换流变火灾燃烧范围扩大，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续溢油条件换流变垂直溢油流淌火模拟实验平台及实验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连续溢油条件换流变垂直溢油流淌火模拟实验平台，包括主实验台、数据采集系统、图像采集系统、燃料加热及供给系统；

所述主实验台由油槽、Y型进油管、进油孔、竖直流淌平面、流淌面侧挡板、集油池、放油管及放油阀；所述进油孔开设在所述油槽底部，所述Y型进油管的两个分支分别通过进油孔与油槽相连，所述竖直流淌面为碳钢钢板，所述竖直流淌面的上边缘与油槽正面下边缘相连，所述流淌面侧挡板焊接布置在所述竖直流淌面上，所述集油池用于收集竖直流淌面流下的未燃烧的变压器油，所述放油管与油槽侧面下部连通用于实验后排出油槽内的变压器油，所述放油阀安装在所述放油管上；

所述数据采集系统包括油槽油温热电偶、壁面贴壁热电偶、竖直流淌面油温热电偶、火羽流热电偶、水冷式热流计、数据采集仪及热电偶支架；所述油槽油温热电偶、壁面贴壁热电偶、竖直流淌面油温热电偶、火羽流热电偶、水冷式热流计通过信号补偿线与数据采集仪相连，所述数据采集仪用于测量并记录电压信号、电流信号以及温度数据，所述油槽油温热电偶、壁面贴壁热电偶、竖直流淌面油温热电偶、火羽流热电偶固定在所述热电偶支架上，所述水冷式热流计放置在实验台正前方1-2m处；

所述图像采集系统包括高速摄像机、红外热像仪，所述高速摄像机和红外热像仪放置在竖直流淌面正前方，所述红外热像仪用于读取温度；

所述燃料加热及供给系统包括恒温加热器、连接软管、蠕动泵、流量计，所述蠕动泵通过软管分别与恒温加热器及Y型进油管相连，所述流量计用于测量变压器油流量。