电缆线芯过热导致火灾的模拟研究(2)

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4.1 实验目的 31

4.2 实验装置 31

4.3 实验步骤 31

4.4 2000W功率下实验 31

4.5 1000W功率下实验 33

4.6 电缆线芯过热模拟 35

4.7 实验分析 36

5 电缆包覆材料火灾成因分析 38

结论 39

致谢 40

参考文献 41

1 绪论

1.1 电缆火灾

在科学技术日新月异、经济水平迅速提高的今天，电缆已经成为了我们生活中不可或缺的基础设施。然而，随着电缆的大规模使用，电缆火灾的危害也渐渐引起了人们的重视。据有关统计，我国近十年的火灾中，有大约百分之三十是由电气因素引发。而电气火灾中，电缆是最主要的起火源。电缆火灾在电气火灾中所占比例高达百分之六十[1]。

2013年6月3日，位于吉林省长春市的吉林宝源丰禽业有限公司主厂房发生特别重大火灾爆炸事故，共造成121人死亡、76人受伤，17234平方米主厂房及其内部生产设备被损毁，直接经济损失高达1.82亿元。该起事故的主要原因就是车间配电室上方电气线路短路，引燃周围可燃物。火势蔓延到氨设备和氨管道附近，高温使氨气发生燃烧爆炸，导致悲剧发生。

2005年12月14日，辽源市某医院因为医院配电室内供电电缆短路，引燃周围可燃物，引发火灾。这场火灾中过火面积达5714平方米，大楼四层基本烧毁。39名患者死亡，182名患者受伤住院。火灾直接经济损失821万元。

2013年5月31日，中国储备粮管理总公司黑龙江分公司林甸直属库发生一起火灾事故，造成大量粮食被烧毁，直接经济损失高达307万元。而事故原因是粮库作业过程中，皮带输送机一直处于震动状态，使得电源导线与配电箱过度摩擦导致电线绝缘皮破损漏电起火，引燃周围可燃物，火势迅速扩大酿成火灾。

上述厂房中电缆铺设还不算紧密，就已经造成如此严重的后果。另一些电缆铺设紧密的场所例如矿业、通信大楼等，一旦发生电缆火灾，后果不堪设想。因为这类企业一般都将电缆铺设在管井之中，一旦发生火灾，火焰与烟尘将会沿着管路迅速蔓延，使火情迅速扩大。所以电缆的防火保护技术，阻燃耐火材料的开发已经是国内外重点研究的课题[2]。

1.2 电缆火灾主要原因

电缆火灾大体上有两种致因因素：外部火源和内部过热。本文主要研究的是由于电缆线芯过热导致的电缆火灾。内部线芯过热的原因有很多，例如：电缆线路短路或过载引起过热；线路接头处电阻过大，运行过程中线芯过热；位置较低的电缆长期浸泡在水中，绝缘性能下降发生漏电导致短路；电缆制作工艺不佳或电缆老化，绝缘能力下降导致漏电等等[3]。上述情况发生后，由于电缆内部线芯过热，加热电缆绝缘层以及护套使其发生分解。而绝缘层和护套的材料大多是聚合物，在分解后产生大量可燃性产物，高温环境下发生燃烧导致火灾。

1.3 电缆火灾危害

聚氯乙烯的分解温度在200℃左右。所以当内部线芯过热时，容易发生热解产生可燃性产物并发生火灾。电缆在着火后，火焰会沿着电缆迅速蔓延，加重火情[4]。燃烧过程中，电缆失去绝缘能力，导致漏电短路等事故发生，使事故损失更加严重。此外，聚氯乙烯燃烧后会产生有毒、腐蚀性气体，如氯化氢、一氧化碳等气体。促进火灾扩大的同时也会对人体和电气设备造成伤害，影响火灾救援工作和人员逃生。