室外变压器火灾燃烧特性全尺度实验研究

发布时间：2021-07-31 12:42

　　开展35 kV室外变压器全尺度火灾实验研究,探究变电站火灾燃烧特性。同时考虑4处火灾,在变压器不同位置设置火源,分析火焰传播情况、温度变化曲线,为变电站消防建设和应急救援提供理论支撑。研究表明:变压器火灾具有隐蔽、立体、多尺度的燃烧特征。多个尺度不一的立体火源在燃烧过程中存在多个火焰的相互碰触、合并行为;在充分燃烧阶段,变压器上部火焰存在火焰震荡、分离等不稳定现象。火焰形态在下方主要为贴壁火焰,在上方主要为扩散燃烧形成的连续火焰和间歇火焰;温度分布在垂直方向呈现逐渐降低的规律,在水平方向呈现中间温度高,两侧温度低的规律。 

【文章来源】：消防科学与技术. 2020,39(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

变压器及现场布置

图2为变压器火灾发展过程图像，火源由变压器上部油枕、变压器下部的集油坑和流淌火共同构成，各火源尺度不一，具有立体性和多尺度性。在1 s内，在右侧引燃上下油池，火焰沿油池表面快速蔓延，处于火灾初期阶段；在5 s<t<64 s，火焰逐渐向油池左侧蔓延，火焰高度不断增长，火灾规模持续扩大，上方油池出现流淌火现象，此时为火灾发展阶段，变压器下方的集油坑火灾发展受到换热器的影响，具有隐蔽性；在64 s之后，火灾进入充分发展阶段，燃烧猛烈，间歇火焰区存在强烈的火焰震荡和火焰分离等不稳定现象；在95 s前后，下油池火焰达到上油池侧面，出现多油池火焰的融合、合并现象。整体而言，变电站火灾发展动力学过程可以划分为4个阶段，即火灾初期阶段、火灾增长阶段、充分发展阶段和衰减熄灭阶段。根据图3所示，分析变压器火灾发展过程中的燃烧特性。在1 s之内变压器上、下油池依次被引燃，油池燃烧面积扩大；t=10 s时，油池火焰进入增长阶段，变压器上方油池火焰出现不稳定现象，变压器下方油池火焰发展受到散热片影响，火焰沿散热片外表面向上发展；40 s<t<80 s，火灾充分发展，变压器左侧出现流淌火，并在下落30 cm后熄灭，变压器下方油池火焰在散热片缝隙内逐渐发展；80 s<t<140 s，变压器下方油池燃烧不断加强，变压器散热片缝隙内的火焰不断升高，散热片内燃烧区域在侧面呈锥形分布。

温度是表征热灾害的基本参数，也是理论模拟研究中必不可少的输入参数。图4为变压器油池火下油池各点温度曲线。对变压器下油池(右)来说，距离油池液面10cm处的温度在22 s开始上升，火焰处于初期增长阶段，在64s时达到800℃。64 s<t<195 s，火焰进入充分发展阶段，温度在700～850℃范围内小幅震荡。195 s<t<230 s，在细水雾的作用下火焰进入冷却阶段，温度开始快速下降；在细水雾刚施加时，发生火焰强化现象，温度有短暂上升，距离油池液面70 cm处，45 s时温度开始上升，80 s时温度升至约300℃。105 s<t<155 s时温度再次上升，155 s时达到560℃。155 s<t<200 s时温度持续下降至360℃。在210 s时温度小幅回升至400℃，之后温度继续下降直到280 s时基本降至低点。图4 变压器油池火下油池各点温度曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]大型电力变压器火灾安全研究[J]. 赵志刚,徐征宇,王健一,关健昕,遇心如,李光范.  高电压技术. 2015(10)



本文编号：3313490