不同流量系數細水霧對棒狀電極影響研究

臧海清

摘要：為研究封閉空間內細水霧的流量系數對棒狀電極的影響程度，開展在不同流量系數下棒狀電極絕緣電阻的影響。研究表明：增大流量系數對棒狀電極絕緣電阻下降幅度愈發明顯;在同一霧場下，電極間距越大，絕緣電阻越大。

關鍵詞：細水霧;流量系數;棒狀電極;電極間距

在通常情況下，電氣類火災主要是由氣體滅火技術進行火災防護，如Halon1301、1201、二氧化碳等，但隨著國際對環境的保護，開始積極尋求鹵代烷替代產品，細水霧以對環境無污染、電絕緣性等特點，逐漸成為鹵代烷主要替代技術。對于應用于電氣環境的火災防治，亟須研究電氣設備的安全絕緣性能，因此本文使用棒狀電極代替電氣設備，研究流量系數對棒狀電極的影響，為細水霧應用于電氣環境防治提供規律。

一、試驗平臺

（一）試驗平臺的建立

試驗平臺由細水霧發生裝置以及模擬封閉空間試驗臺構成。其中，細水霧發生裝置由移動式細水霧泵組（0～12MPa）、高壓管路、軟管、細水霧開式噴頭、流量計以及壓力表等組成，如圖1所示。模擬封閉空間試驗臺外部尺寸為0.75m（長）×0.75m（寬）×1.8m（高），為了長期在試驗臺內噴放細水霧，因此試驗臺側壁及上下面使用8mm水泥板插入到鋁制邊框內。其中，細水霧開式噴頭采用型號為XSW-T 0.3/10、XSW-T 0.5/10、XSW-T 0.7/10。

（二）試驗臺內部布置

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

二、試驗工況

每次在進行實驗前，需打開絕緣電阻測試儀進行放電以及預熱30分鐘，開始測試棒狀電極間的絕緣電阻，當絕緣電阻穩定10s后，開啟細水霧發生裝置進行噴霧試驗，記錄保存試驗數據。每次試驗需保證封閉空間與室外空間相對濕度保持一致。因此設計以下9組試驗工況，具體工況如表1所示。

三、試驗結果與討論

為了研究不同流量系數的細水霧對棒狀電極的絕緣電阻影響，使用不同流量系數進行試驗，其中，圖3（a）、（b）、（c）分別對應工況1～3、4～6以及7～9。

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為：R5mm>R2mm>R1mm。當開啟細水霧進行噴放時，細水霧可以瞬間充滿整個模擬封閉空間試驗臺，使棒狀電極間的空氣變為霧場，隨著細水霧噴放時間的增加，霧場趨于穩定狀態，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，不同流量系數的細水霧開式噴頭對棒狀電極間的絕緣電阻有明顯影響。當使用XSW-T 0.3/10型號噴頭時，1mm、2mm以及5mm電極間距的絕緣電阻受細水霧霧場影響不大，而使用XSW-T 0.5/10型號噴頭時，1mm電極間距的絕緣電阻受細水霧霧場具有明顯影響，且下降到1012Ω以下。繼續增大流量系數，使用K=0.7的開式細水霧噴頭，1mm、2mm及5mm電極間距的絕緣電阻出現完全下降到1012Ω以下。主要原因為當細水霧工作壓力一定時，隨著噴頭流量系數的增大，其噴放出的細水霧粒徑越大，粒徑越大，形成連續水霧的能力越強，導致絕緣電阻下降愈發明顯。

四、結語

本文主要研究細水霧的流量系數對棒狀電極的絕緣電阻的影響以及電極間距受細水霧影響的規律情況，得出了以下結論：

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

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

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

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