电缆火灾烟雾生成特性及声波团聚消烟的实验研究

摘要：

由于城市建设的需要,越来越多的城市采用地下电缆隧道输送电力,隧道火灾事故严重威胁城市安全与电力输送.电缆火灾生成的烟雾是妨碍消防人员施救过程的重要因素,现有的烟雾控制方法主要从隧道的通风角度出发,考虑如何快速将烟雾排出隧道,主要包括自然排烟与机械排烟2大类,均存在一定的局限性.声波团聚技术是一种利用高强声场快速消除气溶胶的处理技术,已有文献表明该技术可有效消除聚苯乙烯燃烧烟雾.本文进行了声波团聚技术消除电力隧道火灾烟雾的实验研究.采用TSI 3330光学粒度仪测量火灾烟雾颗粒粒径,结果表明,VV电缆烟雾的粒径主要分布在1μm附近,而YJV电缆烟雾除了1μm左右的细颗粒外,还包含了较多0.3μm的亚微米颗粒.测试水平敷设、垂直敷设条件下电缆火灾烟雾的产烟特性,电缆外护套层、填充层及绝缘层的产烟特性,电缆持续受热、受热20 s和受热50 s情况下的产烟特性,并通过测量透射光强度计算其烟雾透光率、能见度、产烟速率等参数.结果表明,电缆材料对其燃烧产烟影响较大,VV电缆产烟量较大,燃烧约60 s后其透光率便降至0.2附近,而YJV电缆的产烟量少于VV电缆;水平燃烧时,其整体烟雾透光率低于垂直燃烧;电缆外护套层材料燃烧后产烟量最多,约60 s时透光率降至0附近,团聚室内充满了大量白色烟雾.设计并搭建了声波团聚消除电力隧道烟雾的实验平台,由信号发生器产生正弦信号,经功率放大器放大后,通过驱动压缩式驱动器发出高强声波,分析有、无声波作用下电缆火灾烟雾的透光率变化.实验表明,声波团聚能够迅速提升电缆火灾烟雾的能见度,当声功率为12 W、频率为1.5 kHz时,仅需0.2 min便可使团聚室的透光率提升至0.6,达到人员逃生阈值.声波消烟过程中,声频率是关键参数.电缆火灾烟雾的团聚效果对声波频率十分敏感,最佳频率为1.5 kHz,偏离最佳频率越多,声波团聚的效果越差;声功率对消烟效果影响较大,声功率越大,消烟效果越佳,当声功率达到一定程度时,团聚效率提升速率减缓.

关键词：声波团聚;电缆火灾;气溶胶;电力隧道;透光率

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分类号：X913.4;TU990.3(安全科学基础理论)

资助基金：国网浙江省电力有限公司科技项目5211DS190035

在线出版日期：2022-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：5-10