Page 39 - 电力与能源2023年第三期

第 44 卷 第 3 期 电力与能源
2023 年 6 月 233

DOI：10.11973/dlyny202303007

基于高压电缆燃烧试验的电缆隧道末端火灾模拟

王舒寒 ，张永康 ，王 玲 ，汤敏吉 ，陈艳羚 ，王 承 ，臧建彬 2
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（1. 国网上海市电力公司电缆分公司，上海 200072；2. 同济大学 机械与能源工程学院，上海 200092）

摘 要：为研究地下电缆隧道火灾的具体危害性，首先通过锥形量热仪对高压电缆进行燃烧试验，然后将试验
所得数据代入 FDS 仿真软件，对地下电缆隧道末端的电缆火灾进行模拟验证，研究电缆隧道末端火灾的火势
发展及烟气扩散、能见度变化、CO 生成量、温度变化等的规律。结果表明：电缆隧道末端火灾前期的大量烟
气来自高压电缆的阴燃阶段，烟气的蔓延速度极快；由于浮升力的作用，在电缆隧道高度方向上的温度呈上升
趋势；电缆隧道内的烟气温度和 CO 含量的峰值并不在火源位置处，而是距火源有一定的距离；越靠近电缆隧
道末端，其温度和 CO 含量越低。
关键词：电缆隧道；火灾蔓延；燃烧试验；数值模拟
作者简介：王舒寒（1992—），女，博士，主要从事高压电缆隧道运维工作。
中图分类号：TM75；U458 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2023）03-0233-06
Fire Simulation at the End of Cable Tunnel Based on HV Cable Burning Test

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WANG Shuhan ，ZHANG Yongkang ，WANG Ling ，TANG Minji ，CHEN Yanling ，

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WANG Cheng ， ZANG Jianbin 2
（1.State Grid Cable Branch，SMEPC，Shanghai 200072，China；

2.School of Mechanical and Energy Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）

Abstract：In order to study the specific hazards of underground cable tunnel fire，the conical calorimeter was used
to carry out the combustion test of high voltage cable，and the data obtained from the test were input into the FDS

simulation software to simulate and verify the cable fire at the end of the underground cable tunnel. The fire devel⁃
opment and smoke diffusion，visibility change，CO production and temperature change rule of the cable tunnel

end firewe were studied. The results showed that a large amount of smoke at the end of cable tunnel in the early

stage of fire comed from the smoldering stage of high voltage cable，and the smoke spreaded very fast. Due to the

effect of buoyancy，the temperature in the height direction of the cable tunnel tended to rise. The peak of flue gas

temperature and CO content in the cable tunnel was not at the location of the fire source，but there was a certain

distance from the fire source：the closer to the end of the cable tunnel，the lower the temperature and CO content.

Key words：cable tunnel，fire spread，combustion test，numerical simulation

电缆隧道具有空间封闭、潜在可燃物多、火灾 文献［3］通过对 T 型电缆隧道建立模型，使用
扑救难度大等特点，一旦发生火灾就会造成严重 FDS 仿真软件对其进行全尺寸模拟，得出了烟气
后果，严重威胁城市电网的安全运行 ［1-2］ 。电缆隧 在电缆隧道中的流动先呈层流状态，后处于紊流
道内发生火灾的可能性较小，但其为封闭的地下 状态的结论；文献［4］通过应用 FDS 软件对电缆
空间，如果发生火灾，隧道内的温度高、能见度低， 隧道火灾过程进行模拟，得出由于隧道内持续高
并且火源易复燃，加大了灭火救援的难度 ［3-4］ 。据 温状态，电缆将会不断地燃烧，并且电缆隧道火灾
相关研究统计，约 30% 的电缆隧道火灾事故源于 发展迅速、救援难度大；文献［5］通过 FDS 软件分
电缆自身故障，其余约 70% 的火灾事故由外界因 别对端口无封堵、封堵 1/8、封堵 1/4、封堵 1/2 和
素引起 ［5-6］ 。因此，对于电缆隧道火灾的仿真模拟 封堵 3/4 五种工况下的隧道火灾进行模拟，结果
具有十分重要的研究价值。 表明封堵的比例越大，烟气蔓延至隧道端的时间