模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法
模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆样本检测技术领域，特别涉及一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法。
【背景技术】
[0002]电缆广泛应用于我国各行各业及国民生活的众多领域，为国家工业和经济发展提供着重要保障。电缆通常由护套层、填充层、绝缘层、线芯等组成，其中填充层和绝缘层一般是由高分子聚合物材料加工而成，具有一定的可燃性和较强的毒性。其中一些绝缘层属于热塑性材料，当它受热或发生燃烧时，会出现熔融滴落、流淌燃烧的耦合火蔓延行为，不仅增加了火灾危险性，也将使人员的生命财产安全受到更为严重的危险。事实上，由电缆引发的火灾在我国乃至欧美发达国家都一直占据着火灾发生总数中相当大的比例，是火灾研究中不可回避的重大安全问题之一。
[0003]关于电缆燃烧方面的研究，国际电工委员会(Internat1nal ElectrotechnicalCommiss1n)曾推行过相关行业标准ICE60332。该套标准主要针对的是电缆着火时火垂直向上蔓延的过程，通过底部的热源作为引火源，利用蔓延长度、燃烧时间等参量来对电缆的燃烧特性进行定性及分类。但该方法也存在一定局限性，比如只适用于开展顺流向上形式的火蔓延实验，同时无法模拟真实的火场环境，即无法模拟在外界辐射热作用下电缆着火燃烧及蔓延的过程等，故对电缆燃烧特性进行的定性及分类也还不够准确，对电缆火灾动力学的研究分析也不够深入。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法，利于对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
[0005]其技术方案如下:
[0006]—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，包括:
[0007]称量装置，其用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本的样本架；
[0008]加热装置，其用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本；
[0009]多个热电偶和热流计，多个热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，多个热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化；
[0010]烟气收集装置，其用于收集电缆样本燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。
[0011]在其中一个实施例中，所述称量装置上还设有石膏槽，所述样本架的下端固定在石膏槽内。
[0012]在其中一个实施例中，所述样本架上设有支撑架，支撑架的下端固定在所述石膏槽内。
[0013]在其中一个实施例中，所述样本架上设有多个样本固定夹。
[0014]在其中一个实施例中，所述加热装置还包括电热丝，电热丝由下至上分层式地设置在所述辐射加热壳的内壁上。
[0015]在其中一个实施例中，所述热电偶的测试头插入至电缆样本的内部，所述热流计的测试头设置在电缆样本的外表面。
[0016]在其中一个实施例中，所述烟气收集装置还包括烟气收集箱和排烟道，烟气收集箱的上端通过管道与所述集烟罩相连，所述烟气组分分析仪设置在烟气收集箱与所述集烟罩之间的管道内，排烟道设置在烟气收集箱的下端。
[0017]—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，包括如下具体步骤:
[0018]称量装置上的样本架固定住至少一个电缆样本；
[0019]加热装置进行加热使其辐射加热壳腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器点燃电缆样本的一端，使电缆样本的燃烧从一端蔓延至另一端；
[0020]在电缆样本燃烧的过程中，称量装置测量电缆样本的质量变化，获得电缆样本的质量损失数据；多个热电偶测量电缆样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计测量电缆样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据;烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩将烟气导向烟气组分分析仪，烟气组分分析仪对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。
[0021]在上述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法中，所述电缆样本在所述样本架上为竖向固定、横向固定或斜向固定。
[0022]下面对前述技术方案的优点或原理进行说明:
[0023]上述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统中，称量装置用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，可获得电缆样本的质量损失数据，如质量损失额度、速率等，电缆样本被固定在称量装置的样本架上;加热装置用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，使电缆样本的燃烧更符合实际情况;热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，获得温度变化数据，热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化，获得热传导、热对流等热通量变化数据;烟气收集装置用于收集并分析电缆样本燃烧时放出的烟气，获得烟气成分数据，同时也避免烟气流出对外界造成污染。通过获得电缆样本在近似火灾现场的模拟情况下燃烧时的质量损失数据、温度变化数据、热通量数据及烟气成分数据等，能够对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统的结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例中所述的辐射加热壳的结构示意图；
[0026]图3为本发明实施例中所述的称量装置的结构示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]1、称量装置，11、样本架，111、样本固定夹，112、支撑架，12、石膏槽，2、加热装置，21、辐射加热壳，211、底座，22、点火器，23、电热丝，24、陶瓷夹具，3、热电偶，4、热流计，51、集烟罩，52、烟气组分分析仪，53、烟气收集箱，54、排烟道，6、电缆样本。
【具体实施方式】
[0029]下面对本发明的实施例进行详细说明:
[0030]如图1-3所示，为一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其包括:称量装置1，其用于测量电缆样本6在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本6的样本架11;加热装置2，其用于模拟火灾中电缆样本6燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳21和点火器22，辐射加热壳21罩住上述的称量装置1，点火器22设置在辐射加热壳21的腔内用于点燃上述固定在样本架11上的电缆样本6;多个热电偶3和热流计4，多个热电偶3用于测量电缆样本6内部的温度变化，多个热流计4用于测量电缆样本6的表面热通量变化烟气收集装置，其用于收集电缆样本6燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩51和烟气组分分析仪52，集烟罩51与加热装置2的辐射加热壳21相连，电缆样本6燃烧时放出的烟气通过集烟罩51导向烟气组分分析仪52。
[0031]其中，称量装置1用于测量电缆样本6在燃烧过程中的质量变化，可获得电缆样本6的质量损失数据，如质量损失额度、速率等，电缆样本6被固定在称量装置1的样本架11上；加热装置2用于模拟火灾中电缆样本6燃烧时周边的受热环境，使电缆样本6的燃烧更符合实际情况;热电偶3用于测量电缆样本6内部 的温度变化，获得温度变化数据，热流计4用于测量电缆样本6的表面热通量变化，获得热传导、热对流等热通量变化数据;烟气收集装置用于收集并分析电缆样本6燃烧时放出的烟气，获得烟气成分数据，同时也避免烟气流出对外界造成污染。通过获得电缆样本6在近似火灾现场的模拟情况下燃烧时的质量损失数据、温度变化数据、热通量数据及烟气成分数据等，能够对电缆样本6的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于对电缆样本6火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
[0032]本实施例中，称量装置1上还设有石膏槽12，样本架11上设有支撑架112，支撑架112的下端固定在石膏槽12内。石膏槽12用于盛接电缆样本6样品燃烧后的残留物，以提高质量损失数据的精度;支撑架112用于使样本架11处于石膏槽12上方的适当位置，以及保障样本架11的稳定。另外样本架11上设有多个样本固定夹111，能够将电缆样本6样品进行竖向地、横向地或斜向地固定。
[0033]本实施例中，加热装置2还包括电热丝23，电热丝23由下至上分层式地设置在辐射加热壳21的内壁上，用于为加热使辐射加热壳21腔内的温度升高。其中，电热丝23通过陶瓷夹具24固定在辐射加热壳21的内壁上。
[0034]本实施例中，热电偶3的测试头插入至电缆样本6的内部，热流计4的测试头设置在电缆样本6的外表面。
[0035]本实施例中，烟气收集装置还包括烟气收集箱53和排烟道54，烟气收集箱53的上端通过管道与所述集烟罩51相连，所述烟气组分分析仪52设置在烟气收集箱53与所述集烟罩51之间的管道内，排烟道54设置在烟气收集箱53的下端。另外，辐射加热壳21的底部设有多个底座211，用于保障辐射加热壳21的稳定性，以及供空气流入满足电缆燃烧所需。
[0036]本实施例中，还有一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，包括如下具体步骤:
[0037]称量装置1上的样本架11固定住至少一个电缆样本6样本；
[0038]加热装置2进行加热使其辐射加热壳21腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器22点燃电缆样本6样本的一端，使电缆样本6样本的燃烧从一端蔓延至另一端；
[0039]在电缆样本6样本燃烧的过程中，称量装置1测量电缆样本6样本的质量变化，获得电缆样本6样本的质量损失数据;多个热电偶3测量电缆样本6样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计4测量电缆样本6样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据；烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩51将烟气导向烟气组分分析仪52，烟气组分分析仪52对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。
[0040]其中，电缆样本6样本在样本架11上可以为竖向固定、横向固定或斜向固定，以进行更多方式的实验，例如，电缆样本6样本为竖向固定时，其燃烧时的火为竖向蔓延包括由下至上蔓延及由上至下蔓延两种方式，以此进行多向对比，利于进行更为深入的研究分析。
[0041]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0042]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，包括: 称量装置，其用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本的样本架； 加热装置，其用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本； 多个热电偶和热流计，多个热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，多个热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化； 烟气收集装置，其用于收集电缆样本燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。2.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述称量装置上还设有石膏槽，所述样本架的下端固定在石膏槽内。3.根据权利要求2所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述样本架上设有支撑架，支撑架的下端固定在所述石膏槽内。4.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述样本架上设有多个样本固定夹。5.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述加热装置还包括电热丝，电热丝由下至上分层式地设置在所述辐射加热壳的内壁上。6.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述热电偶的测试头插入至电缆样本的内部，所述热流计的测试头设置在电缆样本的外表面。7.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述烟气收集装置还包括烟气收集箱和排烟道，烟气收集箱的上端通过管道与所述集烟罩相连，所述烟气组分分析仪设置在烟气收集箱与所述集烟罩之间的管道内，排烟道设置在烟气收集箱的下端。8.—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，其特征在于，包括如下具体步骤: 称量装置上的样本架固定住至少一个电缆样本； 加热装置进行加热使其辐射加热壳腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器点燃电缆样本的一端，使电缆样本的燃烧从一端蔓延至另一端； 在电缆样本燃烧的过程中，称量装置测量电缆样本的质量变化，获得电缆样本的质量损失数据；多个热电偶测量电缆样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计测量电缆样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据;烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩将烟气导向烟气组分分析仪，烟气组分分析仪对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。9.根据权利要求8所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述电缆样本在所述样本架上为竖向固定、横向固定或斜向固定。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法，模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统包括：称量装置，其上设有用于固定电缆样本的样本架；加热装置，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本；多个热电偶和热流计；烟气收集装置，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。本模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法利于对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
【IPC分类】G09B25/00
【公开号】CN105489103
【申请号】CN201610041646
【发明人】黄咸家, 毕昆, 黄松, 刘晓爽, 涂然, 黄善清, 张龙梅, 姜羲
【申请人】广州中国科学院工业技术研究院, 中广核工程有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月21日
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆样本检测技术领域，特别涉及一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法。
【背景技术】
[0002]电缆广泛应用于我国各行各业及国民生活的众多领域，为国家工业和经济发展提供着重要保障。电缆通常由护套层、填充层、绝缘层、线芯等组成，其中填充层和绝缘层一般是由高分子聚合物材料加工而成，具有一定的可燃性和较强的毒性。其中一些绝缘层属于热塑性材料，当它受热或发生燃烧时，会出现熔融滴落、流淌燃烧的耦合火蔓延行为，不仅增加了火灾危险性，也将使人员的生命财产安全受到更为严重的危险。事实上，由电缆引发的火灾在我国乃至欧美发达国家都一直占据着火灾发生总数中相当大的比例，是火灾研究中不可回避的重大安全问题之一。
[0003]关于电缆燃烧方面的研究，国际电工委员会(Internat1nal ElectrotechnicalCommiss1n)曾推行过相关行业标准ICE60332。该套标准主要针对的是电缆着火时火垂直向上蔓延的过程，通过底部的热源作为引火源，利用蔓延长度、燃烧时间等参量来对电缆的燃烧特性进行定性及分类。但该方法也存在一定局限性，比如只适用于开展顺流向上形式的火蔓延实验，同时无法模拟真实的火场环境，即无法模拟在外界辐射热作用下电缆着火燃烧及蔓延的过程等，故对电缆燃烧特性进行的定性及分类也还不够准确，对电缆火灾动力学的研究分析也不够深入。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法，利于对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
[0005]其技术方案如下:
[0006]—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，包括:
[0007]称量装置，其用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本的样本架；
[0008]加热装置，其用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本；
[0009]多个热电偶和热流计，多个热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，多个热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化；
[0010]烟气收集装置，其用于收集电缆样本燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。
[0011]在其中一个实施例中，所述称量装置上还设有石膏槽，所述样本架的下端固定在石膏槽内。
[0012]在其中一个实施例中，所述样本架上设有支撑架，支撑架的下端固定在所述石膏槽内。
[0013]在其中一个实施例中，所述样本架上设有多个样本固定夹。
[0014]在其中一个实施例中，所述加热装置还包括电热丝，电热丝由下至上分层式地设置在所述辐射加热壳的内壁上。
[0015]在其中一个实施例中，所述热电偶的测试头插入至电缆样本的内部，所述热流计的测试头设置在电缆样本的外表面。
[0016]在其中一个实施例中，所述烟气收集装置还包括烟气收集箱和排烟道，烟气收集箱的上端通过管道与所述集烟罩相连，所述烟气组分分析仪设置在烟气收集箱与所述集烟罩之间的管道内，排烟道设置在烟气收集箱的下端。
[0017]—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，包括如下具体步骤:
[0018]称量装置上的样本架固定住至少一个电缆样本；
[0019]加热装置进行加热使其辐射加热壳腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器点燃电缆样本的一端，使电缆样本的燃烧从一端蔓延至另一端；
[0020]在电缆样本燃烧的过程中，称量装置测量电缆样本的质量变化，获得电缆样本的质量损失数据；多个热电偶测量电缆样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计测量电缆样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据;烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩将烟气导向烟气组分分析仪，烟气组分分析仪对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。
[0021]在上述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法中，所述电缆样本在所述样本架上为竖向固定、横向固定或斜向固定。
[0022]下面对前述技术方案的优点或原理进行说明:
[0023]上述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统中，称量装置用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，可获得电缆样本的质量损失数据，如质量损失额度、速率等，电缆样本被固定在称量装置的样本架上;加热装置用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，使电缆样本的燃烧更符合实际情况;热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，获得温度变化数据，热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化，获得热传导、热对流等热通量变化数据;烟气收集装置用于收集并分析电缆样本燃烧时放出的烟气，获得烟气成分数据，同时也避免烟气流出对外界造成污染。通过获得电缆样本在近似火灾现场的模拟情况下燃烧时的质量损失数据、温度变化数据、热通量数据及烟气成分数据等，能够对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统的结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例中所述的辐射加热壳的结构示意图；
[0026]图3为本发明实施例中所述的称量装置的结构示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]1、称量装置，11、样本架，111、样本固定夹，112、支撑架，12、石膏槽，2、加热装置，21、辐射加热壳，211、底座，22、点火器，23、电热丝，24、陶瓷夹具，3、热电偶，4、热流计，51、集烟罩，52、烟气组分分析仪，53、烟气收集箱，54、排烟道，6、电缆样本。
【具体实施方式】
[0029]下面对本发明的实施例进行详细说明:
[0030]如图1-3所示，为一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其包括:称量装置1，其用于测量电缆样本6在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本6的样本架11;加热装置2，其用于模拟火灾中电缆样本6燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳21和点火器22，辐射加热壳21罩住上述的称量装置1，点火器22设置在辐射加热壳21的腔内用于点燃上述固定在样本架11上的电缆样本6;多个热电偶3和热流计4，多个热电偶3用于测量电缆样本6内部的温度变化，多个热流计4用于测量电缆样本6的表面热通量变化烟气收集装置，其用于收集电缆样本6燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩51和烟气组分分析仪52，集烟罩51与加热装置2的辐射加热壳21相连，电缆样本6燃烧时放出的烟气通过集烟罩51导向烟气组分分析仪52。
[0031]其中，称量装置1用于测量电缆样本6在燃烧过程中的质量变化，可获得电缆样本6的质量损失数据，如质量损失额度、速率等，电缆样本6被固定在称量装置1的样本架11上；加热装置2用于模拟火灾中电缆样本6燃烧时周边的受热环境，使电缆样本6的燃烧更符合实际情况;热电偶3用于测量电缆样本6内部 的温度变化，获得温度变化数据，热流计4用于测量电缆样本6的表面热通量变化，获得热传导、热对流等热通量变化数据;烟气收集装置用于收集并分析电缆样本6燃烧时放出的烟气，获得烟气成分数据，同时也避免烟气流出对外界造成污染。通过获得电缆样本6在近似火灾现场的模拟情况下燃烧时的质量损失数据、温度变化数据、热通量数据及烟气成分数据等，能够对电缆样本6的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于对电缆样本6火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
[0032]本实施例中，称量装置1上还设有石膏槽12，样本架11上设有支撑架112，支撑架112的下端固定在石膏槽12内。石膏槽12用于盛接电缆样本6样品燃烧后的残留物，以提高质量损失数据的精度;支撑架112用于使样本架11处于石膏槽12上方的适当位置，以及保障样本架11的稳定。另外样本架11上设有多个样本固定夹111，能够将电缆样本6样品进行竖向地、横向地或斜向地固定。
[0033]本实施例中，加热装置2还包括电热丝23，电热丝23由下至上分层式地设置在辐射加热壳21的内壁上，用于为加热使辐射加热壳21腔内的温度升高。其中，电热丝23通过陶瓷夹具24固定在辐射加热壳21的内壁上。
[0034]本实施例中，热电偶3的测试头插入至电缆样本6的内部，热流计4的测试头设置在电缆样本6的外表面。
[0035]本实施例中，烟气收集装置还包括烟气收集箱53和排烟道54，烟气收集箱53的上端通过管道与所述集烟罩51相连，所述烟气组分分析仪52设置在烟气收集箱53与所述集烟罩51之间的管道内，排烟道54设置在烟气收集箱53的下端。另外，辐射加热壳21的底部设有多个底座211，用于保障辐射加热壳21的稳定性，以及供空气流入满足电缆燃烧所需。
[0036]本实施例中，还有一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，包括如下具体步骤:
[0037]称量装置1上的样本架11固定住至少一个电缆样本6样本；
[0038]加热装置2进行加热使其辐射加热壳21腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器22点燃电缆样本6样本的一端，使电缆样本6样本的燃烧从一端蔓延至另一端；
[0039]在电缆样本6样本燃烧的过程中，称量装置1测量电缆样本6样本的质量变化，获得电缆样本6样本的质量损失数据;多个热电偶3测量电缆样本6样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计4测量电缆样本6样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据；烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩51将烟气导向烟气组分分析仪52，烟气组分分析仪52对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。
[0040]其中，电缆样本6样本在样本架11上可以为竖向固定、横向固定或斜向固定，以进行更多方式的实验，例如，电缆样本6样本为竖向固定时，其燃烧时的火为竖向蔓延包括由下至上蔓延及由上至下蔓延两种方式，以此进行多向对比，利于进行更为深入的研究分析。
[0041]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0042]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，包括: 称量装置，其用于测量电缆样本在燃烧过程中的质量变化，其上设有用于固定电缆样本的样本架； 加热装置，其用于模拟火灾中电缆样本燃烧时周边的受热环境，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本； 多个热电偶和热流计，多个热电偶用于测量电缆样本内部的温度变化，多个热流计用于测量电缆样本的表面热通量变化； 烟气收集装置，其用于收集电缆样本燃烧时放出的烟气，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。2.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述称量装置上还设有石膏槽，所述样本架的下端固定在石膏槽内。3.根据权利要求2所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述样本架上设有支撑架，支撑架的下端固定在所述石膏槽内。4.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述样本架上设有多个样本固定夹。5.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述加热装置还包括电热丝，电热丝由下至上分层式地设置在所述辐射加热壳的内壁上。6.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述热电偶的测试头插入至电缆样本的内部，所述热流计的测试头设置在电缆样本的外表面。7.根据权利要求1所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述烟气收集装置还包括烟气收集箱和排烟道，烟气收集箱的上端通过管道与所述集烟罩相连，所述烟气组分分析仪设置在烟气收集箱与所述集烟罩之间的管道内，排烟道设置在烟气收集箱的下端。8.—种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验方法，其特征在于，包括如下具体步骤: 称量装置上的样本架固定住至少一个电缆样本； 加热装置进行加热使其辐射加热壳腔内的温度升高，当加热至预定温度后，点火器点燃电缆样本的一端，使电缆样本的燃烧从一端蔓延至另一端； 在电缆样本燃烧的过程中，称量装置测量电缆样本的质量变化，获得电缆样本的质量损失数据；多个热电偶测量电缆样本内部的温度变化获得温度变化数据，多个热流计测量电缆样本的表面的热通量变化，获得热通量变化数据;烟气收集装置收集释放出来的烟气，其中，集烟罩将烟气导向烟气组分分析仪，烟气组分分析仪对烟气进行分析处理，获得烟气成分数据。9.根据权利要求8所述的模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统，其特征在于，所述电缆样本在所述样本架上为竖向固定、横向固定或斜向固定。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法，模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统包括：称量装置，其上设有用于固定电缆样本的样本架；加热装置，其包括辐射加热壳和点火器，辐射加热壳罩住上述的称量装置，点火器设置在辐射加热壳的腔内用于点燃上述固定在样本架上的电缆样本；多个热电偶和热流计；烟气收集装置，其包括集烟罩和烟气组分分析仪，集烟罩与加热装置的辐射加热壳相连，电缆样本燃烧时放出的烟气通过集烟罩导向烟气组分分析仪。本模拟火灾环境下电缆燃烧的实验系统及方法利于对电缆的燃烧特性进行更准确地定性及分类，从而利于在电缆火灾动力学方面进行更为深入的研究分析。
【IPC分类】G09B25/00
【公开号】CN105489103
【申请号】CN201610041646
【发明人】黄咸家, 毕昆, 黄松, 刘晓爽, 涂然, 黄善清, 张龙梅, 姜羲
【申请人】广州中国科学院工业技术研究院, 中广核工程有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月21日
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