【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆隧道灾害防护，具体而言，涉及模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法。
技术介绍
1、针对上述问题，根据实际高压电缆火灾的起因和发展情况，考虑高压电缆隧道主要由中间接头击穿故障电弧高温引燃起火，开发模拟等效起火的火源装置，模拟隧道环境布置，对防火产品进行耐火性能测试，可更有效的获得防火产品的有效防护时间，判断防火产品是否满足防护需求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术实施例提供了模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法，以至少解决无法准确制备与实际火灾情况相符的过温电缆绝缘材料的技术问题。
2、根据本专利技术实施例的一个方面，提供了模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法，包括：
3、步骤1：按照真实电缆隧道建立多物理场耦合的电缆隧道火灾仿真模型，电缆隧道火灾仿真模型的结构包括隧道衬砌和用于铺设电缆的电缆支架，在电缆支架的特定层数设置耐火、隔热的防火隔板并放置目标电缆；
4、步骤2：对目标电缆进行火灾仿真试验，记录火灾仿真试验的升温时间以及火灾仿真试验的降温时间，并使用电缆隧道火灾仿真模型绘制目标电缆的绝缘层的仿真温度曲线fm(t)，其中，火灾仿真试验的升温时间包括火灾仿真试验的温度达到灭火弹触发温度的时间、灭火弹延迟触发的时间和灭火弹触发后到火焰熄灭的时间，火灾仿真试验的降温时间为目标电缆绝缘层的温度降至预设温度的时间；
5、步骤3：仿照电缆隧道火灾仿真模型搭建过温试验平台，其中，过温试验平台包括高温处理设备
6、步骤4：为过温试验平台的高温处理设备设置与仿真温度曲线fm(t)的误差在预定误差范围内的过温试验温度曲线；
7、步骤5：根据过温试验温度曲线，对样本电缆绝缘材料进行过温试验，得到火灾短时过温的电缆绝缘材料。
8、可选的，在步骤1中：按照真实电缆隧道建立多物理场耦合的电缆隧道火灾仿真模型，电缆隧道火灾仿真模型的结构包括隧道衬砌和用于铺设电缆的电缆支架，在电缆支架的特定层数设置耐火、隔热的防火隔板并放置目标电缆，包括以下步骤：
9、步骤1.1：根据真实电缆隧道建立电缆隧道火灾仿真模型，其中，电缆隧道火灾仿真模型的隧道衬砌为混凝土，隧道衬砌的外部为土壤，电缆隧道火灾仿真模型的两侧包含多层支架，多层支架上分别布置不同电压等级、不同半径、相同长度的电缆；
10、步骤1.2：在多层支架中选取特定层数，在特定层数的下方和侧面布置能将放置于特定层数的目标电缆包围的耐火、隔热的防火隔板，并放置目标电缆；
11、步骤1.3：仿照真实电缆隧道的温度、环境压力和通风情况，为电缆隧道火灾仿真模型设置温度、环境压力并在电缆隧道火灾仿真模型的首端和末端设置层流入口和出口；
12、步骤1.4：在多层支架中选取预定火源层，并在预定火源层设置火源。
13、可选的，在步骤2中，对目标电缆进行火灾仿真试验，记录火灾仿真试验的升温时间以及火灾仿真试验的降温时间，并使用电缆隧道火灾仿真模型绘制目标电缆的绝缘层的仿真温度曲线fm(t)，包括以下步骤：
14、步骤2.1：仿照真实电缆隧道设置火源功率曲线，并设置层流入口法向流入速度ui或速度场ui(x,y,z)，开始火灾仿真试验；
15、步骤2.2：记录火灾仿真试验的升温时间，其中，火灾仿真试验的升温时间包括火灾仿真试验的温度达到灭火弹触发温度的时间、灭火弹延迟触发的时间和灭火弹触发后到火焰熄灭的时间；
16、步骤2.3：记录火灾仿真试验的降温时间，其中，火灾仿真试验的降温时间为灭火弹灭火结束后，目标电缆的绝缘层的温度降至预设温度的时间；
17、步骤2.4：并使用电缆隧道火灾仿真模型绘制目标电缆绝缘层的仿真温度曲线fm(t)。
18、可选的，在步骤3中，仿照电缆隧道火灾仿真模型搭建过温试验平台，包括以下步骤：
19、步骤3.1：高温处理设备选用具有自动温控功能的加热箱，加热箱中装设有温度传感器、加热元件、气体输入输出通道，加热箱还配备有可调节的温度控制程序，其中，温度控制程序用于在短时间内对加热元件的功率进行精确调整以充分反映实际火灾温度的快速升降；
20、步骤3.2：抽真空设备选用真空泵，其中，真空泵用于在对样本电缆进行加热前将加热箱变为真空状态；
21、步骤3.3：惰性气体发生器选用制氮机，其中，制氮机用于为加热箱通入不同体积流量的低温或常温的氮气，通过调节加热箱流量阀的大小、制氮机的流量阀的大小以及空气压缩机的压力挡位，使得加热箱的降温速率与仿真温度曲线的降温速率的误差保持在预定误差范围内。
22、可选的，在步骤4中，为过温试验平台的高温处理设备设置与仿真温度曲线fm(t)的误差在预定误差范围内的过温试验温度曲线，包括以下步骤：
23、步骤4.1：在目标电缆的绝缘层的仿真温度曲线fm(t)上选取n个温度点，作为加热箱的n个温度点，并绘制点线图作为加热箱的预设温度曲线gm(t)；
24、步骤4.2：将加热箱的预设温度曲线gm(t)与仿真温度曲线fm(t)进行对比，确定预设温度曲线gm(t)每两个温度点对应的时间段与仿真温度曲线fm(t)相同两个温度点对应的时间段之间的误差，若在时间段[tk,tk+1]内存在一点tx的相对误差绝对值大于预定误差值ea则将时间段[tk,tk+1]等分为两段，并将时间段[tk,tk+1]的中心点对应的温度点作为新增温度点，重复以上步骤，直至全部时间段的误差值均小于预定误差值ea，生成加热箱的更新后的温度曲线；
25、步骤4.3：接通过温试验平台各个设备的电源，使用真空泵将加热箱抽至真空状态，启动加热箱，根据更新后的温度曲线，使加热箱开始升温和降温，并绘制加热箱的实际温度曲线h(t)；
26、步骤4.4：将实际温度曲线h(t)与仿真温度曲线fm(t)进行对比，确定实际温度曲线h(t)与仿真温度曲线fm(t)之间的误差值，若在时间点ty的误差值大于预定误差值eb，则调整加热箱的升温程序、降温程序、加热箱的流量阀或制氮机的流量阀，降低时间点ty的误差值，重复步骤4.4，直至实际温度曲线h(t)与仿真温度曲线fm(t)在每个时间点的误差值均小于预定误差值eb，得到过温试验温度曲线。
27、可选的，在步骤5中，根据过温试验温度曲线，对样本电缆进行过温试验，得到火灾短时过温的电缆绝缘材料，包括以下步骤：
28、步骤5.1：根据过温试验温度曲线对加热箱的温度控制程序进行设置，其中，在加热箱升温结束前的预定时间段内，提前启动空气压缩机和制氮机制备氮气，在制氮机内的氮气压力达到预定压力值时，关闭空气压缩机和制氮机，等待加热箱的升温结束，在加热箱的升温结束后，立刻打开加热箱的进气阀和制氮机，以恒定速度向加热箱内输送氮气，待加热箱内的气体回到大气压时打开加热箱的调压阀，同时打开空气压缩机以维持制氮机内的氮气压力；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1：按照真实电缆隧道建立多物理场耦合的电缆隧道火灾仿真模型，所述电缆隧道火灾仿真模型的结构包括隧道衬砌和用于铺设电缆的电缆支架，在所述电缆支架的特定层数设置耐火、隔热的防火隔板并放置目标电缆，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2：对所述目标电缆进行火灾仿真试验，记录所述火灾仿真试验的升温时间以及所述火灾仿真试验的降温时间，并使用所述电缆隧道火灾仿真模型绘制所述目标电缆的绝缘层的仿真温度曲线fm(t)，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3：仿照所述电缆隧道火灾仿真模型搭建过温试验平台，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4：为所述过温试验平台的高温处理设备设置与所述仿真温度曲线fm(t)的误差在预定误差范围内的过温试验温度曲线，包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5：根据所述过温试验温度曲线，对样
7.一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备装置，其特征在于，包括：
8.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1至6中任意一项所述的一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至6中任意一项所述的一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行权利要求1至6中任意一项所述的一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟火灾短时过温的电缆绝缘材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1：按照真实电缆隧道建立多物理场耦合的电缆隧道火灾仿真模型，所述电缆隧道火灾仿真模型的结构包括隧道衬砌和用于铺设电缆的电缆支架，在所述电缆支架的特定层数设置耐火、隔热的防火隔板并放置目标电缆，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2：对所述目标电缆进行火灾仿真试验，记录所述火灾仿真试验的升温时间以及所述火灾仿真试验的降温时间，并使用所述电缆隧道火灾仿真模型绘制所述目标电缆的绝缘层的仿真温度曲线fm(t)，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3：仿照所述电缆隧道火灾仿真模型搭建过温试验平台，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4：为所述过温试验平台的高温处理设备设置与所述仿真温度曲线fm(t)的误差在预定误差范围内的过温试验温度曲线，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡静，郭卫，范喆，叶宽，刘博，潘泽华，门业堃，王帅，谢欢，任志刚，普子恒，方春华，闫春江，李华春，段大鹏，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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