一种电气竖井火灾特性测试平台的制作方法

本发明涉及电气竖井技术领域，尤其涉及一种电气竖井火灾特性测试平台。

背景技术：

电气竖井布线是多层和高层建筑物内垂直配电干线采用的主要敷设方式，实际工程中，同一电气竖井内经常电力线路和非电力线路共存，电力线路电缆中高压、低压和应急电源的电气线路电缆等往往集中布置，且常年处于运行发热状态，通风不良、接触老化等都有可能造成火灾事故。电气竖井发生火灾时极易产生烟囱效应，火灾蔓延迅速，且其产生的大量高温有毒烟雾严重影响人员安全疏散，火灾扑救难度较大，一旦发生火灾将造成严重后果。

近年来，电气竖井火灾时有发生。电力系统对电气竖井防火日益重视，从安全角度出发的电气竖井改造工程逐年增多。但现行国家标准(gb50054—2011、gb50016—2014、gb50217—2007)、国家行业标准(jgj16—2008)和标准图集(06d105、08d800—6)对合用电气竖井内的高压、低压和应急电源电气线路，以及供电与非供电线路，仅提出了采取隔离措施的基本要求。在实际工程中，并不存在成熟的防火分隔方案。国外也存在一些相关标准，如nfpa70—2014《美国国家电气规范》中仅对不同应用场所条件下的电气竖井，提出了宏观的防火要求(竖井结构中的电气线路不应大幅增加火灾或燃烧产物蔓延的可能性、防火分隔材料应与建筑构件具有相同的阻火等级)，但对合用电气竖井的水平防火分隔并未做出要求。

综上，国内外在合用电气竖井内的高压、低压和应急电源电气线路、以及供电与非供电线路、防火分隔材料热特性及选用方法、防火分隔效果测试技术和强弱分离的防火分隔方案等方面，均没有有效的解决办法。因此，开展电气竖井火灾危害评估，并对电气竖井防火隔板设置方式、强弱电缆具体敷设方式进行评估至关重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够对电气竖井内的火灾蔓延过程进行分析的电气竖井火灾特性测试平台。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种电气竖井火灾特性测试平台，包括竖井，所述竖井为柱体结构，竖井内分别沿竖直方向设置有封闭的强电桥接和弱电桥架，强电桥架和弱电桥架内分别设置有强电电缆和弱电电缆；竖井底部设置有对强电电缆和/或弱电电缆加热的热源；竖井内在不同高度处设置有温度传感器和感烟探测器。

优选地，所述竖井为立方体结构，竖井正面设置有能够活动打开的透明观察门，观察门前方设置有图像范围覆盖整个竖井的视频采集装置。

优选地，强电桥架可拆卸的固定于竖井一侧的侧壁上，不同功能的强电电缆之间通过防火隔板隔开，强电桥架所在的侧壁上，沿竖直方向均匀设置有多个感烟探测器。。

优选地，竖井内还包括一活动围壁，所述活动围壁与竖井侧壁平行并能够改变在竖井内的位置，弱电桥架可拆卸的固定于活动围壁靠近强电桥架的一侧。

优选地，竖井上下表面及后面均匀设置有多个凹槽，所述活动围壁与凹槽配合插接固定于竖井内。

优选地，竖井顶部相邻的两个凹槽之间以及凹槽与相邻的侧壁之间均设置有与侧壁平行的排烟口。

优选地，竖井顶部在每个排烟口旁均设置有一个piv烟粒子速度探头。

优选地，活动围壁和设置有强电桥架的侧壁上至少设置有一列沿高度方向均匀分布的围壁温度传感器。

优选地，竖井顶部相邻的两个凹槽之间以及凹槽与相邻的侧壁之间均设置有至少一个灭火喷头。

优选地，竖井内部相邻的两个凹槽之间以及凹槽与相邻的侧壁之间均设置有至少一列沿高度方向均匀设置的气体温度传感器。

本发明提供的一种电气竖井火灾特性测试平台的优点在于：通过温度、气体成分和浓度以及图像分析等多重角度还原火灾蔓延过程，并能够用于对电缆种类、防火隔板种类和设置方式、电缆桥架种类以及强弱电缆敷设间距等因素分别进行评价，从而通过实验得出较为科学的电气竖井防火方案，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的一种电气竖井火灾特性测试平台的示意图；

图2是本发明的实施例提供的一种电气竖井火灾特性测试平台的主视图；

图3是图2沿a指示方向的剖面图；

图4是图2沿b指示方向的剖面图；

图5是图4是c区域的放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种电气竖井火灾特性测试平台，包括竖井1，实际建筑中电气竖井大都是沿建筑墙体建造的立方体结构，本实施例提供的竖井1采用与传统建筑中的单层电气竖井基本相同的立方体结构，本领域普通技术人员也可以根据需要将竖井1设计为其他类似结构，并由此对其他具体结构做适应修改。以图1所示的方向，竖井1正面设置有能够活动打开的透明观察门(图未示)，以便调整竖井1内部的结构布局以及更换部件；观察门前方设置有图像范围能够覆盖整个竖井1正面的视频采集装置(图未示)，所述视频采集装置优选为摄像机。

竖井1内部设置有竖直设置的强电桥架2和弱电桥架3，强电桥架2和弱电桥架3内分别设置有强电电缆21和弱电电缆31，竖井1底部设置有与强电电缆21和/或弱电电缆31接触的热源(图未示)，竖井1内在不同的高度处设置有多个温度传感器(41、42)和感烟探测器5。优选实施例中，所述热源采用定功率辐射加热装置，通过辐射使强电电缆21或弱电电缆31燃烧，然后根据各类传感器的数值及视频采集装置的影像，确定火势蔓延过程，从而对竖井内部的火灾走势有充分的了解。

为了保证竖井1内部有充足的氧气供电缆燃烧，竖井1顶部开设有至少一个排烟口14，为了对强弱电缆之间的具体敷设方式进行评价，优选实施例中将强电架桥2可拆卸的固定于竖井1一侧的侧壁上，即固定侧壁11，竖井1内部还设置有一活动围壁12，所述活动围壁12与固定侧壁11平行，并能够改变在竖井1内的位置，活动围壁12与竖井1采用相同的不燃材料制成，且活动围壁12与固定侧壁11的规格相同。弱电桥架3可拆卸的固定于活动围壁12靠近强电桥架2的一侧，从而在活动围壁12与固定侧壁11之间构成一个独立的竖井模型，热源固定设置于强电电缆21旁边。竖井1的上下表面和后表面设置有多个与活动围壁12卡接配合的凹槽13，活动围壁12插接于凹槽13中从而将竖井1完全分隔。在固定侧壁11和与其相邻的凹槽13之间至少设置有一个排烟口14，以便活动围壁12与最靠近固定侧壁11的凹槽13配合时，强弱电桥架所在的空间能够与外界进行空气交换。

固定侧壁11上沿竖直方向设置有多个感烟探测器5，感烟探测器5能够收集竖井1内的气体，每个感烟探测器5对应有一个烟气成分分析装置(图未示)，能够实时记录该位置测得的气体成分变化并在探测到一氧化碳等火灾特征气体含量达到一定值时自动报警。在对不同的电缆材料或工艺进行防火性能评价时，可以通过同样功率的热源对强电电缆21进行加热，根据感烟探测器5报警时间的差异来初步判断不同电缆的防火性能。

所述固定侧壁上设置有多列沿竖直方向均匀设置的围壁温度传感器41；另外，在两个凹槽13之间以及凹槽13与相邻的两个侧壁之间均设置有至少一列沿高度方向均匀设置的气体温度传感器42，同一竖直方向上的气体温度传感器42固定于一个竖直设置的支架421上，且支架421内部能够供气体温度传感器42布线以避免被线路受火灾影响。从而能够实时记录竖井1内部以及固定侧壁11和活动围壁12不同位置处的温度变化。优选实施例中，所述围壁温度传感器41为0.01-0.5mm的铂丝热电偶探头，气体温度传感器42为1-2mm的铂丝热电偶探头。

竖井1上方在排烟口14旁还设置有piv烟粒子速度探头6，所述piv烟粒子速度探头6设置于排烟口14靠近固定侧壁11的一侧，能够记录竖井1内部的烟粒子蔓延速度。为了防止火势失控，竖井1内还设置有灭火系统(图未示)，所述灭火系统包括设置于竖井1顶部的灭火喷头7，每个凹槽13以及凹槽13与竖井1两侧隔板分隔开的空间内均至少设置有一个灭火喷头7。

在使用本发明提供的电气竖井火灾特性测试平台时，可以分别调整电缆类型、电缆桥架类型、活动围壁类型、强电电缆21与弱电电缆31之间的距离等因素分别测试火灾变化趋势，从而选出优化的电气竖井设置方案。根据行业标准，不同的电缆之间应该用防火隔板8隔开，本发明也可以用于评价防火隔板的类型、具体设置方式等参数。

在具体分析竖井内火灾变化情况时，通过热源加热强电电缆21使其着火，记录下从热源通电到感烟探测器5第一报警的时间，同时记录下火灾过程围壁温度传感器41、气体温度传感器42、感烟探测器5和piv烟粒子速度探头的数值，并结合视频采集装置得出火势蔓延过程的图像，从而对火灾蔓延特性进行分析，并以此来辅助确定竖井具体设置方案。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，在不脱离本发明的精神和原则的前提下，本领域普通技术人员对本发明所做的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围之内。