不同流量系數(shù)細(xì)水霧對(duì)棒狀電極影響研究

在通常情況下，電氣類火災(zāi)主要是由氣體滅火技術(shù)進(jìn)行火災(zāi)防護(hù)，如Halon1301、1201、二氧化碳等，但隨著國際對(duì)環(huán)境的保護(hù)，開始積極尋求鹵代烷替代產(chǎn)品，細(xì)水霧以對(duì)環(huán)境無污染、電絕緣性等特點(diǎn)，逐漸成為鹵代烷主要替代技術(shù)。對(duì)于應(yīng)用于電氣環(huán)境的火災(zāi)防治，亟須研究電氣設(shè)備的安全絕緣性能，因此本文使用棒狀電極代替電氣設(shè)備，研究流量系數(shù)對(duì)棒狀電極的影響，為細(xì)水霧應(yīng)用于電氣環(huán)境防治提供規(guī)律。

一、試驗(yàn)平臺(tái)

（一）試驗(yàn)平臺(tái)的建立

試驗(yàn)平臺(tái)由細(xì)水霧發(fā)生裝置以及模擬封閉空間試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)成。其中，細(xì)水霧發(fā)生裝置由移動(dòng)式細(xì)水霧泵組（0～12MPa）、高壓管路、軟管、細(xì)水霧開式噴頭、流量計(jì)以及壓力表等組成，如圖1所示。模擬封閉空間試驗(yàn)臺(tái)外部尺寸為0.75m（長）×0.75m（寬）×1.8m（高），為了長期在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)噴放細(xì)水霧，因此試驗(yàn)臺(tái)側(cè)壁及上下面使用8mm 水泥板插入到鋁制邊框內(nèi)。其中，細(xì)水霧開式噴頭采用型號(hào)為XSW-T 0.3/10、XSW-T 0.5/10、XSW-T 0.7/10。

圖1 細(xì)水霧發(fā)生裝置

（二）試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部布置

封閉空間試驗(yàn)臺(tái)頂部中心位置處安裝了細(xì)水霧開式噴頭，在距離細(xì)水霧噴頭正下方1.5m位置處，放置2 根棒狀電極，電極頂端之間正對(duì)擺放，電極底端連接絕緣電阻測試儀接線端子。

二、試驗(yàn)工況

每次在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需打開絕緣電阻測試儀進(jìn)行放電以及預(yù)熱30分鐘，開始測試棒狀電極間的絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻穩(wěn)定10s后，開啟細(xì)水霧發(fā)生裝置進(jìn)行噴霧試驗(yàn)，記錄保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。每次試驗(yàn)需保證封閉空間與室外空間相對(duì)濕度保持一致。因此設(shè)計(jì)以下9 組試驗(yàn)工況，具體工況如表1所示。

表1 試驗(yàn)工況

三、試驗(yàn)結(jié)果與討論

為了研究不同流量系數(shù)的細(xì)水霧對(duì)棒狀電極的絕緣電阻影響，使用不同流量系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，其中，圖3（a）、（b）、（c）分別對(duì)應(yīng)工況1～3、4～6以及7～9。

圖2 不同流量系數(shù)對(duì)棒狀電極的絕緣電阻變化情況

僅從圖2（a）、（b）、（c）來講，不同電極間距的絕緣電阻下降率不同，隨著電極間距的變小，絕緣電阻下降幅度越明顯，即電極在3 種不同間距下的絕緣電阻值大小順序?yàn)椋篟5mm＞R2mm＞R1mm。當(dāng)開啟細(xì)水霧進(jìn)行噴放時(shí)，細(xì)水霧可以瞬間充滿整個(gè)模擬封閉空間試驗(yàn)臺(tái)，使棒狀電極間的空氣變?yōu)殪F場，隨著細(xì)水霧噴放時(shí)間的增加，霧場趨于穩(wěn)定狀態(tài)，絕緣電阻下降到一定范圍后基本保持恒定，都能夠維持在1x1011Ω以上。

從圖2整體分析，不同流量系數(shù)的細(xì)水霧開式噴頭對(duì)棒狀電極間的絕緣電阻有明顯影響。當(dāng)使用XSW-T 0.3/10型號(hào)噴頭時(shí)，1mm、2mm以及5mm 電極間距的絕緣電阻受細(xì)水霧霧場影響不大，而使用XSW-T 0.5/10 型號(hào)噴頭時(shí)，1mm 電極間距的絕緣電阻受細(xì)水霧霧場具有明顯影響，且下降到1012Ω以下。繼續(xù)增大流量系數(shù)，使用K=0.7的開式細(xì)水霧噴頭，1mm、2mm 及5mm 電極間距的絕緣電阻出現(xiàn)完全下降到1012Ω以下。主要原因?yàn)楫?dāng)細(xì)水霧工作壓力一定時(shí)，隨著噴頭流量系數(shù)的增大，其噴放出的細(xì)水霧粒徑越大，粒徑越大，形成連續(xù)水霧的能力越強(qiáng)，導(dǎo)致絕緣電阻下降愈發(fā)明顯。

四、結(jié)語

本文主要研究細(xì)水霧的流量系數(shù)對(duì)棒狀電極的絕緣電阻的影響以及電極間距受細(xì)水霧影響的規(guī)律情況，得出了以下結(jié)論：

（1）在低壓低流量系數(shù)的細(xì)水霧噴放環(huán)境下的電極間的絕緣電阻值都在1×1011Ω以上。

（2）相同型號(hào)的細(xì)水霧開式噴頭采用一定的工作壓力進(jìn)行噴放細(xì)水霧，當(dāng)電極間距越大，絕緣電阻值越大。

（3）細(xì)水霧噴頭的流量系數(shù)越大，電極受霧場的影響越大，其絕緣電阻值下降幅度越大。