[发明专利]模拟电缆通道环境的电缆燃烧性能测试装置及使用方法

权利要求书

1.一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体内部分别设置有固定电缆的电缆支架、作用于电缆支架的点火单元、和改变壳体内部环境的环境控制单元；壳体内部的上层设置有光学烟密度测量单元和排烟口，所述环境控制单元能够调整壳体内部的温湿度和气体组分；

所述壳体为长方体结构，壳体内部两个相对的侧面上分别固定有多个电缆支架，所述电缆支架包括垂直于其固定面的固定杆，固定杆上固定有电缆；

所述点火单元设置于移动支架上，所述移动支架包括固定于壳体底部的滑动杆、和与滑动杆滑动配合的竖直支撑杆，所述点火单元设置于支撑杆上，所述滑动杆的两端固定于壳体的两侧，能够沿垂直自身长度的方向在壳体底部运动，所述点火单元能够沿支撑杆的长度方向改变位置。

2.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述固定杆上设置有采集电缆表面温度的铠装热电偶，电缆绑扎固定在固定杆上。

3.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述点火单元通过管道连通可燃气体，管道上设置有控制进气量的阀门。

4.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述环境控制单元包括分置于壳体两侧的湿度控制系统、温度控制系统和气体组分控制系统；

所述湿度控制系统、温度控制系统和气体组分控制系统的固定面与电缆支架的固定面相邻；

所述湿度控制系统包括湿度探测器主机、湿度探测器、加湿器、吸附除湿器、第一压缩机和湿度传导管；所述湿度探测器采用线性电压湿度传感器多点布置；每根湿度传导管的管壁上存在不同大小的第一孔洞，近第一压缩机的一端孔径小于远第一压缩机的一端孔径。

5.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述温度控制系统包括温度探测器主机、温度探测器、第二压缩机和温度传导管；所述温度探测器采用线型光纤感温火灾探测器多根布置；每根温度传导管的管壁上存在不同大小的第二孔洞，近第二压缩机的一端孔径小于远第二压缩机的一端孔径。

所述气体组分控制系统包括存储有不同气体的多个气瓶。

6.根据权利要求4所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述第一孔洞的孔口尺寸确定方法如下：

1)计算第i个孔口处的压力P_i，

其中，P为第一压缩机的标准压力，μ为湿度传导管的沿程损失系数，L为湿度传导管的长度，n为湿度传导管的开孔总数；

2)计算第i个孔口处的流量q_i，

其中，α为气体状态系数，c_g为孔口流量系数，d_i为第i个孔口的直径，k为等熵指数，P₀为标准大气压；

3)对所有第一孔洞，其流量相等，即

q₁＝q₂＝…＝q_i

4)确定其中一个第一孔洞的直径，并基于已知第一孔洞的直径计算其他第一孔洞的直径。

7.根据权利要求5所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述气体组分控制系统至少包括存储有氮气、氧气、二氧化碳和一氧化碳的气瓶。

8.根据权利要求1所述的一种模拟电缆隧道环境的电缆燃烧性能测试装置，其特征在于：所述光学烟密度测量单元包括分置于两个相对的侧面上的光源发生器和光源接收器，根据光源接收器接收到的光信号的强度与光源发生器发出的光信号的强度计算烟密度；

所述排烟口设置于壳体上表面的中间位置，所述排烟口的排烟管上还设置有风机。

9.权利要求1-8任一项所述的电缆燃烧性能测试装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将待测试电缆固定在电缆支架上；

S2：使用环境控制单元向壳体内充入预定组分的气体，同时打开排烟口将壳体内原有气体排出，持续至少三分钟；

S3：通过环境控制单元调整壳体内的湿度，然后通过环境控制单元调整壳体内的温度到预设值，湿度和温度符合环境要求后，关闭环境控制单元；

S4：打开光学烟密度测量单元，关闭排烟口；

S5：调整点火单元的位置和火源大小，对待测试电缆进行加热点燃，收集光学烟密度测量单元的数据，直到电缆完全熄灭，关闭光学烟密度测量单元；

S6：打开排烟口，排出壳体内的烟气，然后对壳体进行清理。