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研究配景

近年来，随着中国电力、都会轨道交通、汽车以及造船等行业快速生长，特殊是电网刷新加速、特高压工程相继投入建设，中国电线电缆行业市场规模迅速壮大，电线电缆制造业已经成为电工电器行业二十余个细分行业中规模最大的行业。然而电缆主要由有机可燃质料制成，在短路时容易点燃，在火灾中释放烟雾和有毒气体。别的，电缆所用有机可燃质料在燃烧后火焰会迅速伸张至周围撒播火焰并增添火灾危险，以是对电缆的阻燃研究成为热门。

关于电缆的阻燃研究分为实验室阶段小尺寸电缆和商用阶段全尺寸电缆。在已往的三十年中，实验室研究阶段，使用锥形量热仪对小尺寸电缆举行了相关燃烧性能方面的研究，且已经揭晓了多篇文章。如Carcillo Magalie团队揭晓的《Fire behaviour of electrical cables in cone calorimeter: Influence of cables structure and layout》，用FTT的锥形量热仪对小尺寸电缆举行了测试。Romain Meinier团队揭晓的《Fire behavior of halogen-free flame retardant electrical cables with the cone calorimeter》中用锥形量热仪测定了无卤阻燃电缆的燃烧性能。有学者以为使用实验室电线的基础研究和使用商用电线的应用研究之间仍然差别，因此，需要对全尺寸电缆用燃烧性能举行研究。Mario Neuenhaus等人揭晓的《Reactive Compounding of Highly Filled Flame Retardant Wire and Cable Compounds》的文章中，凭证EN 50399对全尺寸电缆举行了燃烧测试。可是，全尺寸制品电缆测试需要较多的电缆线样品，基于经济效益和时间本钱思量，需要对锥形量热仪测试的小尺寸电缆数据能否替换制品商用电缆测试效果举行探讨。在《Calorimetric Behaviour of Electric Cables》一文中，将电缆划分用锥形量热仪与EN 50399举行了测试，使用Quintiere理论将测试效果举行修正，并讨论了两种测试仪器测试电缆燃烧效果的相关性。

图1锥形量热仪 (a)测试装备的外部视图，(b)小尺寸电缆样品燃烧之前, (c)小尺寸电缆样品燃烧之后

图2 EN 50399装备(a)装备外部图, (b) 大尺寸电缆燃烧之前, (c)大尺寸电缆燃烧之后

实验样品

实验中，锥形量热仪实验使用的样品是由100mm×100mm的市售聚氯乙烯同轴电缆组成的，选取4种差别组分的电缆作为样品(详细见表1)，锥形量热仪样品外貌笼罩有钢网，以只管镌汰测试历程中电缆的膨胀。电缆的最后用铝箔；，以阻止特另外燃烧(如图1所示)。EN 50399的样品也是 PVC 电缆，3.6米长的电缆装置在4米长的测试梯上 (如图2所示)。测试效果如表2所示。

表1 试验选用的4种电缆样品

实验效果与讨论

表2 锥形量热仪及大尺怀抱热仪(EN 50399)在50kW/m2条件下实验效果

表2数据显示，大规模试验(EN50399)获得的热释放数据与锥量热仪直接较量没有较好的相关性。然而, 使用修正燃烧热看法(MHC),可将用EN50399和锥量热仪两种丈量效果团结起来,以更准确的方法体现电缆的燃烧行为。

MHC看法将在锥量测试电缆的测试中的热释放丈量统一个锥量测试的统一个电缆样品中起作用

MTHR = THR(锥量测试)×MLR(锥量测试)

其中MTHR为修正后的总放热量, MJ/m2 ; THR是在锥形量热仪中丈量的总热释放率，MJ/m2 ; MLR为锥形量热仪测得的相对证量损失率。

将锥量热仪实验获得的修正总放热(MTHR)效果与四种电缆的大型电缆实验总放热(THR)数据举行了较量。所提供的效果(图3和图4)显示了测试电缆中MTHR和THR效果之间的优异相关性，由于3号电缆样品的结构组成特殊(见表1), 3号试样没有完全燃烧，以是相关性较差，本次试验效果是基于电缆完全燃烧的情形。

图3 四种测试电缆MTHR和大型电缆测试效果THR效果的较量

图4 (a)试样的MTHR和大型电缆测试效果THR的线性相关性

总结

基于Quintiere理论的锥形量热仪电缆试验剖析证实，用一种更简朴的锥形量热仪要领取代大几何标准的火灾试验是可能的。在锥形量热仪上举行的试验获得的数据可以作为电缆火灾数值模拟的输入数据，从而镌汰了现实规模实验的本钱和时间限制。经实验公式修正的锥量热计试验效果与电缆完全燃烧的半实尺试验效果有很好的相关性，有助于简化修建产品的消防清静试验。但需要强调的是，这种要领仅允许用有限数目的参数(如HRP(释热参数) TRP(热响应参数)等)来体现效果。其他参数值未知的情形下，无法确定电缆复合质料建模所需的火灾参数。

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