[發明專利]一種多可變參數環境條件下電纜燃燒及熱解特性測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 202011362349.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112697953B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 張國維;郭棟;李華祥;孫一楠;李政;張志偉;閆肅;黃俊斌
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 華德明

一種多可變參數環境條件下電纜燃燒及熱解特性測試系統，包括供氣組件、測試箱、監測組件和分析控制組件；供氣組件的儲氣瓶組通過氣體混合裝置將混合后的氣體輸入測試箱內；測試箱頂部設有輻射源、底部設有試樣架、前側設有觀測組件、右端出口處通過集煙罩開閉；輻射源的下方設有擋板，觀測組件與分析控制組件連接，包括紅外熱像儀和高清攝像機；監測組件與分析控制組件連接，包括內嵌式熱電偶、熱流計、氣體傳感器、質量傳感器；分析控制組件包括顯示面板、控制面板、數據采集器和微型處理器。本測試系統實現對環境氣氛、環境溫度及外加輻射強度的環境參數的控制，真實模擬電纜的實際燃燒環境，從而實現多可變參數環境條件下的電纜燃燒或熱解。

技術領域

本發明涉及燃燒及熱解特性領域，具體涉及一種多可變參數環境條件下電纜燃燒及熱解特性測試系統及測試方法。

背景技術

地下綜合管廊作為一種新型地下設施，可容納更多的電力電纜等管線而逐漸被推廣應用。當數量較多的電力電纜工作時，其敷設密集且容易發熱，并且當電纜接頭接觸不良、超負荷運轉及短路時，溫度會逐漸升高甚至發生火災。近年來，因電線電纜導致的火災比例居高不下，造成的人員傷亡及損失也非常嚴重。因此對各類電線電纜進行研究、測試其不同環境下的燃燒及熱解的相關特性，并對燃燒中的具體表現進行分析變得尤為重要。

現在比較普遍的燃燒、熱解特性測試儀器包括錐形量熱儀、熱重分析儀、氧指數測定儀和阻燃性測試儀等，可以用于測量一般情形下各種材料的特性參數、受熱熱解表現及燃燒性能等，但無法滿足特殊情形下的測量需求，如錐形量熱儀無法測定材料燃燒火蔓延的相關特性、熱重分析儀只可用于無焰非燃燒狀態下的材料失重特性及氧指數測定儀中僅能改變材料燃燒的環境氣氛等，并且一些燃燒、熱解特性測試裝置無法滿足通過單一裝置實現多種測量，環境的可變參數有限，造成對電纜的燃燒及熱解特性測試的不精確；

現有申請號為CN201610950542.4的發明專利：不同溫濕度、氧濃度條件下可燃物火蔓延特性實驗方法，其中包括實驗臺、儲氣瓶組和分析控制柜，通過對不同環境(不同濕度、不同氧濃度)條件下可燃物燃燒過程中的質量損失速率、試樣表面溫度以及煙氣毒性進行實時、定量評估和分析，該方法只能實現進氣的相關參數控制，無法控制測試時材料所處空間的溫度及所受的熱輻射，而實際火災中材料受環境溫度及輻射的影響，燃燒特性將會改變，該方法無法滿足測試需求。

發明內容

本發明提供一種多可變參數環境條件下電纜燃燒及熱解特性測試系統，實現對環境氣氛、環境溫度及外加輻射強度的環境參數的控制，真實模擬電纜的實際環境，從而實現多可變參數環境條件下的電纜燃燒或熱解，使得對電纜燃燒及特解特性的測量和評估更加準確，通過單一裝置實現多種測量，環境可變參數多樣、裝置靈活、測量工作簡單。

為實現上述目的，本一種多可變參數環境條件下電纜燃燒及熱解特性測試系統，包括供氣組件、測試箱、監測組件和分析控制組件；

所述供氣組件包括儲氣瓶組和氣體混合裝置，儲氣瓶組包括氧氣、氮氣和二氧化碳儲氣瓶，并且其分別通過輸氣管路與氣體混合裝置的進氣口連接，氣體混合裝置將混合后的氣體從左側輸入測試箱內；

所述測試箱頂部設有可旋轉的平面型輻射源、底部設有可調節長度和寬度的試樣架、前端為透明結構并且前側設有觀測組件、右端出口處通過集煙罩開閉；所述測試箱的左側設有氣體加壓裝置，混合后的氣體通過氣體加壓裝置加壓后進入測試箱內；

所述輻射源的下方設有收縮型擋板，擋板通過伸縮組件進行展開和收縮，擋板伸展后的面積不小于輻射源輻射面積；

所述試樣架的兩端及中部設有點火裝置，所述觀測組件與分析控制組件連接，包括記錄試樣測試過程中的紅外圖像和溫度信息的紅外熱像儀和用于拍攝并記錄試樣的圖像變化的高清攝像機；