一种多自由度的电缆火蔓延测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，包括底座、支架、点火单元、风机单元、称重单元和检测电路；该底座放置于称重单元上，并设有可转动的圆台；该支架底部与圆台可转动连接，顶部设有接线杆，该接线杆与被测电缆串联；该点火单元安装于被测电缆上；该风机单元位于底座一侧并朝向被测电缆；该检测电路与接线杆串联构成闭合回路以检测电压和电流。本发明专利技术可通过外部可控环境风和电缆内部电芯大电流热效应的耦合作用，研究复杂空间自由度下单束被测电缆试样的特殊火蔓延、最终失效状态发展及其临界条件等。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度的电缆火蔓延测试装置
本专利技术涉及电缆在环境风作用下的火蔓延行为以及电缆火灾安全领域，更具体的说，涉及一种多自由度的电缆火蔓延测试装置。
技术介绍
随着我国经济建设的发展，电气线缆的应用已经广泛深入各个领域，为国计民生提供着重要保障。但电缆的包层材料特别是绝缘层和外护套层等通常是采用热塑性高聚物加工而成，例如聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等。如不作特殊处理，这些材料本身具有可燃性，在发生火灾或受热时，将可能发生软化变形、进而形成流淌燃烧等复杂火蔓延现象。事实上，由电缆引发的火灾事故数量在我国长期处于居高不下的状态，这也是现阶段我国火灾安全科学所面临的重大挑战。对于电缆火灾燃烧的测试装置方面，由国际电工委员会ICE(InternationalElectrotechnicalCommission)曾出台过相关行业测试标准ICE60332-1、ICE60332-2、ICE60332-3等。其中对于单束电缆的测试，主要是将电缆试样竖直放置，从底部用火源进行引燃，从而模拟竖向火蔓延过程，并衡量该电缆试样的耐火性能。但目前关于电缆火蔓延行为的研究装置中，不少都是针对竖直、水平等简单构型的电缆，其局限性在于：电缆空间布设方式上较为单一，与实际情况中电缆的复杂构型状态差距较大；引燃方式上多采用局部明火，难以提供较准确的实验初始、边界条件；对于环境风场的作用没有过多考虑，也与实际火场有所出入。因此现有的测试装置及方法实际上已经限制了对电缆火灾动力学研究及其失效规律的深入分析。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，可通过外部可控环境风和电缆内部电芯大电流热效应的耦合作用，研究复杂空间自由度下单束被测电缆试样的特殊火蔓延、最终失效状态发展及其临界条件。本专利技术采用如下技术方案：一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：包括底座、支架、点火单元、风机单元、称重单元和检测电路；该底座放置于称重单元上，并设有可转动的圆台；该支架底部与圆台可转动连接，顶部设有接线杆，该接线杆与被测电缆串联；该点火单元安装于被测电缆上；该风机单元位于底座一侧并朝向被测电缆；该检测电路与接线杆串联构成闭合回路以检测电压和电流。优选的，所述支架包括有两接线杆和两走线筒，该两接线杆底端分别插入两走线筒，该两走线筒底端分别与所述圆台为可转动连接。优选的，所述底座采用耐热石膏板，所述圆台底部安装有柱体，该柱体所述底座可转动连接。优选的，所述风机单元包括底台、变频风机、风机外壳、机架和风速仪；该底台底部设有伸缩脚；该机架底部固定于底台上；该风机外壳与该机架为可转动连接，其出风口设有若干导流板；该变频风机位于风机外壳一端，该风速仪靠近风机外壳另一端。优选的，所述检测电路包括电流表、调压器、滑动变阻器、电压表和电源输入回路，该电源输入回路与电流表、调压器、滑动变阻器串联，该电压表与电流表并连。优选的，还包括有两接线块，该两接线柱与所述检测电路的两接线端相连；所述底座设有两接线柱，每个接线柱与对应的接线杆和接线块电连接。优选的，还包括有高清摄像机和辐射热流计，该辐射热流计和高清摄像机位于所述底座另一侧。优选的，还包括有倾角量角器和若干热电偶，该倾角量角器靠近所述被测电缆，该热电偶与所述被测电缆相连。优选的，所述点火器单元包括点火器、连接支架，该点火器安装于所述被测电缆外周，该连接支架与点火器连接。优选的，还包括有数据采集卡，该数据采集卡与所述检测电路和所述称重单元相连。由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的装置，其被测电缆的空间构型灵活多变、且可多自由度调整，利用接线杆的长度伸缩、绝缘走线筒的角度开合以及圆台的角度转动，可构建出复杂倾角、松紧弯曲度下的电缆火蔓延空间构型，并与风机出风呈预定的各种夹角。(2)本专利技术的装置，风机出风的角度及风速可灵活调整，且整体高度方便可控，能够为被测电缆营造出预定的环境风场。(3)本专利技术的装置，设置有连接块，利用自身重量的力平衡及不发生形变等特点，可以较好的阻断外部连线发生位移时对称重单元读数的影响。(4)本专利技术的装置，点火器的点火功率灵活可调，可形成阴燃或明火等多种引燃方式，且由于受两组半圆筒形的陶土制点火器外壳包裹，可使热量约束其中，具有较好的定量与定向性。(5)本专利技术的装置，可同时、也可分别开展环境风作用下，被测电缆外部加热及内部电流热效应所引发的火蔓延研究。(6)本专利技术的装置，所布设的热电偶阵列可在线测量被测电缆发生火蔓延后特征位置的温度变化，再利用称重单元实时记录其质量损失，可进一步研究电缆复杂构型火灾的热重特性，并确定相应的临界条件。(7)本专利技术的装置，利用检测电路中的电流表、电压表数据，结合温度、辐射、质量等数据，可望发展针对单束电缆复杂条件热失效的新型判据。附图说明图1为本专利技术的测试装置部分结构立体图；图2为本专利技术被测电缆相关连接示意图；图3为风机单元立体图；图4为本专利技术整体图；其中：100为包层，101为电缆铜芯，102为接线杆，103为走线筒，104为锁固螺钉，105为延长导线，106为阻尼转轴，108为圆台，109为柱体，110为耐热石膏板，111为接线柱，113为称重单元，114为软质导线，115为接线块，116为接线端，117为调压器输出导线，119为电压表，120为电流表，121为滑动变阻器，122为调压器，123为开关，124为电源回路，125为交流电源，126为风机外壳，127为导流板，129为变频风机，130为机架，131为底台，132为伸缩脚，133为高度调节杆，134为风速仪，135为辐射热流计，136为高清摄像机，137为热电偶，138为点火器外壳，139为电热丝，140为连接支架，141为倾角量角器。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。参照图1至图4，一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，包括底座、支架、点火单元、风机单元、称重单元113、检测电路等。该底座设有可转动的圆台108，该圆台108置于一个柱体109上，两者保持同轴，并且可以同轴转动，而该柱体109与底座可转动连接，该底座采用正方形耐热石膏板110。在圆台108和耐热石膏板110上均刻有角度标尺，从正上方观察可以精确的判断当圆台108转动时，两者的相对角度变化，该耐热石膏板110的正下方安放称重单元113，该称重单元11采用电子天平，用于测量被测电缆受热后火蔓延过程中的质量变化。该圆台108外径50cm、厚度6cm，由硬质尼龙材质制成，同样为绝缘材质。被测电缆包括包层100和电缆筒芯101。支架包括有两接线杆102和两走线筒103，该两接线杆102底端分别插入两走线筒103，该两走线筒103底端分别与圆台108为可转动连接。该电缆铜芯101的两端，分别缠绕在两个接线杆102的顶端的绕线槽上，本例中，电缆可选用长度为50cm、外部直径为2cm的单芯动力电缆。接线杆102由铜棒制成，优选长度为30cm，直径为8mm，而走线筒103为陶瓷材质，优选长度为30cm，内径为10mm，壁厚3mm。接线杆102通过一个锁固螺钉104以旋转紧压的方式，可将其固定在走线筒103的任意位置，两个走线筒103远离接线杆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：包括底座、支架、点火单元、风机单元、称重单元和检测电路；该底座放置于称重单元上，并设有可转动的圆台；该支架底部与圆台可转动连接，顶部设有接线杆，该接线杆与被测电缆串联；该点火单元安装于被测电缆上；该风机单元位于底座一侧并朝向被测电缆；该检测电路与接线杆串联构成闭合回路以检测电压和电流。

【技术特征摘要】
2018.08.21 CN 20181095520681.一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：包括底座、支架、点火单元、风机单元、称重单元和检测电路；该底座放置于称重单元上，并设有可转动的圆台；该支架底部与圆台可转动连接，顶部设有接线杆，该接线杆与被测电缆串联；该点火单元安装于被测电缆上；该风机单元位于底座一侧并朝向被测电缆；该检测电路与接线杆串联构成闭合回路以检测电压和电流。2.如权利要求1所述的一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：所述支架包括有两接线杆和两走线筒，该两接线杆底端分别插入两走线筒，该两走线筒底端分别与所述圆台为可转动连接。3.如权利要求1所述的一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：所述底座采用耐热石膏板，所述圆台底部安装有柱体，该柱体所述底座可转动连接。4.如权利要求1所述的一种多自由度的电缆火蔓延测试装置，其特征在于：所述风机单元包括底台、变频风机、风机外壳、机架和风速仪；该底台底部设有伸缩脚；该机架底部固定于底台上；该风机外壳与该机架为可转动连接，其出风口设有若干导流板；该变频风机位于风机外壳一端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂然，曾怡，周学进，杜建华，杨凯，姜羲，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35