Page 41 - 电力与能源2023年第三期

王舒寒，等：基于高压电缆燃烧试验的电缆隧道末端火灾模拟 235

图 3 电缆燃烧状态
2.3 质量损失
电缆燃烧质量损失曲线如图 4 所示。由图 4

可知，电缆燃烧的质量损失呈下降趋势，0～700 s
质量损失速度较快，700～1 800 s 质量损失速度变
缓。结合图 2 总热释放量来看，二者呈负相关，前
期电缆燃烧反应剧烈，可燃物的损失速度比较快，
随着大面积的绝缘层燃烧殆尽，总热释放开始放
缓，质量损失也因此变慢。

图 4 电缆燃烧试验质量损失曲线
图 5 电缆燃烧试验烟气产量曲线
2.4 烟气产量
−1
隧道中的电缆燃烧除了会带来明显的热危 1 000 s后开始稳定在 0.02 g·s 左右。CO 在 500 s
−1
害，电缆燃烧产生的烟气同样威胁着电缆隧道的 降 至 最 低 点 0.000 60 g·s ，然 后 开 始 上 升 至
消防安全。用比消光密度表示燃烧材料在规定的 0.001 25 g·s ，可能原因为导体屏蔽层的材质燃烧
−1
试验条件下产烟浓度的光学特性。电缆燃烧试验 会产生CO，导致了CO产生速率的增加，随着燃烧的
的烟气产量曲线如图 5 所示。 继续，CO产生速率开始缓慢下降至0.006 2 g·s 。
−1
从图 5（a）比消光密度曲线可以看出，电缆在 2.5 其他气体及毒性指标

未燃烧之前一直处于阴燃状态，在短短 30 s 内产 通过试验检测，电缆燃烧除产生 CO，CO 2 气
生了大量的烟气，比消光密度达到了峰值 1 500 体外，还会产生 HBr，HCN，NO x，SO 2 等气体，如
m·kg ，因此可以得出电缆燃烧的大量烟气主要 表 2 所示。
2
−1
来自阴燃阶段。随着可燃物的逐渐减少，烟气量
3 数值模拟
也开始下降，在 600 s 时已经不再产生烟气。
由图 5（b）和图 5（c）可以看出，0～500 s 时 CO 本文采用火灾仿真软件 FDS 建立地下电缆
和 CO 2 的生成速率具有相同的发展趋势。CO 2 在 隧道的火灾模型，FDS 是由美国国家标准研究所
250 s 达 到 峰 值 0.13 g·s −1 后 开 始 缓 慢 下 降 ，在 和火灾研究试验室合作共同研发的一款基于场模