電纜隧道火災(zāi)分析建模與線型感溫火災(zāi)探測(cè)器研究.pdf

1、隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)迅速推進(jìn)，電力在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電力傳輸安全問(wèn)題也引起人們高度重視。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離輸電主要靠電纜隧道，但電纜隧道火災(zāi)頻繁發(fā)生，而且電纜隧道環(huán)境惡劣，火災(zāi)撲救困難、易復(fù)燃、撲救時(shí)間長(zhǎng)、損失大。近幾年，火災(zāi)探測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，新技術(shù)層出不窮，特別是以光纖傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的光纖喇曼火災(zāi)探測(cè)技術(shù)和光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)，以其突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已在石油石化等易燃易爆場(chǎng)所和公路隧道等惡劣環(huán)境替代傳統(tǒng)技術(shù)，成為主流的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)。但

2、是，由于電纜隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，火災(zāi)成因多，現(xiàn)有光纖感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)難以直接用于電纜隧道火災(zāi)探測(cè)中。本文針對(duì)目前缺乏電纜隧道火災(zāi)初起階段模型研究，光纖感溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)缺乏設(shè)計(jì)依據(jù)的問(wèn)題，以電纜隧道為應(yīng)用環(huán)境，建立理論模型計(jì)算不同火災(zāi)場(chǎng)景的溫度場(chǎng)分布，通過(guò)電纜隧道火災(zāi)模擬再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，研究不同線型感溫火災(zāi)探測(cè)器的響應(yīng)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)修正理論模型，指導(dǎo)建立探測(cè)器安裝、使用和驗(yàn)收規(guī)范。
　　本文首先研究現(xiàn)有光纖喇曼和光纖光柵感溫火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論

3、、探測(cè)機(jī)理和產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，從環(huán)境因素、火災(zāi)探測(cè)影響因素等方面對(duì)這兩種技術(shù)做出分析和比較。然后，統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)有火災(zāi)案例，將火災(zāi)分為電纜過(guò)熱火災(zāi)、初起小規(guī)模火災(zāi)和大規(guī)?；馂?zāi)，并分別制定了建立模擬火災(zāi)場(chǎng)景的方案。調(diào)查光纖感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的電纜隧道應(yīng)用環(huán)境，建立不同應(yīng)用環(huán)境的傳熱模型，分析計(jì)算不同火災(zāi)場(chǎng)景的溫度場(chǎng)分布及其動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。根據(jù)傳熱模型對(duì)火災(zāi)溫度場(chǎng)的預(yù)估和對(duì)現(xiàn)有火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的了解，制定實(shí)驗(yàn)方案;搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，恢復(fù)應(yīng)用環(huán)境或者在實(shí)體工業(yè)環(huán)境中

4、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后，分析火災(zāi)探測(cè)器在不同火災(zāi)場(chǎng)景模擬中的技術(shù)指標(biāo)，比較實(shí)驗(yàn)中和理論模型中所得到溫度場(chǎng)差異，分析其產(chǎn)生的原因，修正傳熱模型，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案和探測(cè)器的安裝或設(shè)置參數(shù)。得到的結(jié)論為:電纜過(guò)熱火災(zāi)只能影響過(guò)熱電纜所在層的溫度分布，而對(duì)相鄰的上下層影響較小，相鄰的電纜溫度都會(huì)升高，只有采用直接接觸方式進(jìn)行敷設(shè)，才可能有效地探測(cè)到電纜的溫度變化;初起小規(guī)?；馂?zāi)的熱釋放速率及熱輻射規(guī)模均較低，引起火災(zāi)發(fā)生位置溫度的迅速上升然后逐步下降，

5、但是影響范圍很小，由于發(fā)生位置的不確定性，無(wú)論采用何種安裝方式均存在探測(cè)盲點(diǎn);大規(guī)?；馂?zāi)的發(fā)生會(huì)引起隧道頂部的溫度迅速上升，火災(zāi)發(fā)生位置正上方的溫升達(dá)到30℃/min。線型火災(zāi)探測(cè)器可懸掛安裝在隧道頂部，光纖光柵溫度探測(cè)單元的間距設(shè)置不超過(guò)6m，適合采用差溫報(bào)警功能，且升溫速率的報(bào)警閾值可設(shè)置為5℃/min。
　　本文的主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)在于:1）在實(shí)體電纜隧道中，構(gòu)建了電纜過(guò)熱，初起小規(guī)模和大規(guī)?；馂?zāi)等三種典型的電纜隧道火災(zāi)模