臧海清

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

關(guān)鍵詞：細(xì)水霧;流量系數(shù);棒狀電極;電極間距

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

（一）試驗(yàn)平臺的建立

試驗(yàn)平臺由細(xì)水霧發(fā)生裝置以及模擬封閉空間試驗(yàn)臺構(gòu)成。其中，細(xì)水霧發(fā)生裝置由移動式細(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)臺外部尺寸為0.75m（長）×0.75m（寬）×1.8m（高），為了長期在試驗(yàn)臺內(nèi)噴放細(xì)水霧，因此試驗(yàn)臺側(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為XSW-T 0.3/10、XSW-T 0.5/10、XSW-T 0.7/10。

（二）試驗(yàn)臺內(nèi)部布置

封閉空間試驗(yàn)臺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。

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）分別對應(yīng)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?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，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]房玉東，劉江虹，廖光煊，徐強(qiáng)，周曉猛.含MC添加劑超細(xì)水霧作用下電氣設(shè)備擊穿強(qiáng)度變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J].科學(xué)通報(bào)，2005：106-110.

[2]孫震寧，謝天光，郝愛玲.細(xì)水霧噴放條件下的用電安全性研究現(xiàn)狀[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2018，37（12）：1687-1689.

[3]王明武，陶波，李建偉，賀元驊.細(xì)水霧撲救電氣火災(zāi)有效性和安全性實(shí)驗(yàn)研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2020，39（07）：969-972.