影响电缆成束燃烧结果的原因及方法分析.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:徐昌盛(1980),男,汉族,江苏宿迁人,本科学历,正高级工程师,主要从事机电工作。-35-影响电缆成束燃烧结果的原因及方法分析 徐昌盛 张 磊 冀中能源峰峰集团有限公司检测检验中心,河北 邯郸 056201 摘要:摘要:电缆成束燃烧是指在电缆成束状时发生燃烧的过程中,由于电缆在输送电力和信号方面具有广泛应用,一旦发生火灾,往往会造成严重的后果。因此,了解影响电缆成束燃烧结果的原因,并采取相应的方法进行分析和解决,对于预防和控制电缆成束燃烧事故具有重要的意义。本文对于影响电缆成束燃烧结果的原因及方法分析,仅供参
2、考。关键词:关键词:电缆成束;燃烧结果;原因分析 中图分类号:中图分类号:TK16 0 引言 电缆成束燃烧是一种严重的火灾形式,其结果受到多种因素的影响,包括电缆自身因素、实验因素和敷设选型因素等。为了更好地预防和控制电缆成束燃烧,需要在提高电缆自身的防火性能、优化燃烧实验方法和优化敷设选型等方面进行研究工作。这将有助于减轻电缆成束燃烧事故带来的人员伤亡和财产损失,提高社会的安全性和可持续发展能力。1 影响电缆成束燃烧结果的因素 1.1 自身因素 1.1.1 材料 电缆通常由导体、绝缘层、绝缘隔离层和护套层等部分构成,本身的结构和材料特性是影响电缆成束燃烧结果的重要因素,它们的燃烧性能直接影响
3、火灾的发展,电缆的护套层燃烧性能较差,容易导致火焰蔓延,加剧燃烧过程,而电缆所使用的材料,如聚乙烯、聚氯乙烯等,也会对燃烧结果产生影响。氧指数:氧指数是反映材料阻燃性能的固有特性,是影响电缆阻燃性能的一个因素,一般氧指数越高,越容易通过成束阻燃,但也需要有合理的结构设计。材料设计需要平衡各种材料特性,电缆中使用的材料会对线束的燃烧结果产生重大影响,不同的材料具有不同的燃烧特性,包括燃烧速度、产生的烟雾量和释放的热量。一些材料具有较低的燃烧特性,从而降低束燃烧的风险。热释放量:在成束阻燃试验或火灾中,在质量和温度增加相同的情况下,电缆中的有机材料具有更大的比热容和放热速率,而燃烧时释放的总热量更
4、大,并将在有限范围内导致热量快速积累,阻燃电缆也“无能为力”。由于燃烧产生大量热量,很难要求电缆在测试时自熄,电缆中的有机材料不完全燃烧会产生易燃且有毒的一氧化碳气体,热值为 12.67MJ/Nm3 与氢气(12.74MJ/Nm3)相当,一氧化碳气体排放到空气中会毒害人体并引起火灾,还与材料配方中的阻燃体系、分子结构稳定性、键能、分子量等微观因素有关。1.1.2 结构 电缆结构中的绝缘层和护套等也对成束燃烧结果起着关键作用,较好的绝缘层和护套能够有效阻止火焰向电缆内部的扩散,从而减少成束燃烧的情况发生。电缆的尺寸和形状也会对束燃烧结果产生一定的影响,较大尺寸的电缆由于其较高的表面积和体积,使得
5、其束燃烧的危险性增加。通过试验探索和研究,合理的结构设计对阻燃特性的影响较大,在一般情况下,具有以下结构的电缆更容易通过复合阻燃试验:具有高氧指数的挤包隔氧层;具有金属防护结构;具有金属防护结构;规格尺寸较大;多芯电缆;坚固的电缆结构。电缆结构会影响可燃性含量,进而影响用于阻燃测试的线束数量,这些因素也必须考虑在内。1.1.3 工艺 工作人员通过试验跟踪分析发现,阻氧层和套管层的挤压方式对阻燃试验结果影响较大。当挤出压力较高时,橡胶材料与电缆芯紧密结合,电缆芯内的间隙被完全填充,有利于气体的逸出,同时胶料层不易中国科技期刊数据库 工业 A-36-形成气孔,显著提高电缆的阻燃性能。在实际生产过程
6、中,建议采用挤压式工艺挤出,同时应考虑影响挤出机压力的因素,如挤出机主机的功率、螺杆转速、压力、温度等。另外,为避免压力对物料的影响,工作人员建议将第一段冷却水温度设置在 60左右,基于可追溯性和减少阻燃性能波动的考虑,过程中应改进上述影响因素的挤出工艺参数。1.2 实验因素 1.2.1 实验装置 实验装置是进行电缆成束燃烧实验的基础设备,其设计和性能将直接影响到实验结果的准确性和可靠性。合理的实验装置应该包括加热源、温度控制系统、燃烧室、引燃源以及数据采集系统。其中,加热源可以通过电热丝或灯丝进行加热,温度控制系统可以根据实验需要灵活调节温度,燃烧室应该具备适宜的尺寸和材料,引燃源可以选择明
7、火或电火花等方式,数据采集系统应当能够实时监测和记录实验过程中的关键参数。在进行电缆成束燃烧实验时,实验条件的选择和操作方式也会对燃烧结果产生重要影响,实验室中常用的燃烧试验设备和方法具有一定的局限性,不能完全模拟实际环境中的电缆燃烧情况。1.2.2 实验环境 实验环境是指进行电缆成束燃烧实验时的环境条件,包括温度、湿度、气流速度等因素,这些环境因素将直接影响到电缆成束燃烧的燃烧速度、生成的烟雾和有害气体等特性。一般来说,实验环境应当尽可能接近实际使用环境,以获取更具实际意义的实验结果,实验环境的控制可以通过调节实验室的温湿度或者使用专用的气流控制装置来实现。而燃烧环境对束燃烧结果同样具有重要
8、影响,不同的燃烧环境会导致不同的氧浓度和温度等参数变化,从而影响电缆束燃烧的特性。1.2.3 样品处理 合理设计和选择这些因素,将有助于提高实验结果的准确性和可靠性,并为进一步研究电缆燃烧机理和防火技术提供理论依据。样品处理是指在进行电缆成束燃烧实验前对电缆样品进行预处理的过程,主要包括去除电缆表面的污物和保护层,确保电缆的纯净度和一致性。样品处理的目的是排除外界因素对实验结果的干扰,保证实验的准确性和可比性,可以通过对电缆样品进行清洗、除尘等操作来实现。1.2.4 电缆安装 电缆安装是指将处理好的电缆样品按照特定的方式固定在实验装置中,以便进行成束燃烧实验。电缆安装的方式应当合理选择,以确保
9、电缆的形状和受力分布与实际使用情况相匹配。同时,在安装过程中还需要注意保持电缆的完整性和一致性,以避免因安装不当导致实验结果的不准确性,合理设计和选择这些因素,将有助于提高实验结果的准确性和可靠性,并为进一步研究电缆燃烧机理和防火技术提供理论依据,可以帮助人们更好地了解电缆的燃烧特性,并采取相应的防火措施。1.2.5 引燃源 电缆是现代社会中不可或缺的一种电力传输设备,而在火灾发生时,电缆成束燃烧的情况将会给人们的生命和财产安全带来严重威胁。引燃源是指用于启动电缆成束燃烧的点火装置,引燃源的选择应当考虑到实验对象和实验目的的不同而灵活调整,以保障实验结果的准确性。常用的引燃源有明火、电火花和高
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