典型变压器绝缘纸板燃烧特性试验研究-范明豪

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1、消防理论研究典型变压器绝缘纸板燃烧特性试验研究范明豪１，２，张佳庆１，２，杜晓峰１，２，武海澄１，２（１．国家电网安徽省电力科学研究院，安徽合肥２３０６０１；２．电力火灾与安全防护安徽省重点实验室，安徽合肥２３００２２）摘要：采用锥形量热仪，研究了典型的变压器用绝缘纸１．２试样板在２５、５０、７５ｋＷ／ｍ２热辐射功率下的热释放速率和质量损选取某公司变压器绝缘纸板，纸板厚度为３ｃｍ，密失速率，并与采用克拉玛依ＤＢ－２５＃油浸泡前后的纸板的上度约０．９×１０３ｋｇ／ｍ３。试验纸板参数详见表１。选用ＤＢ述燃烧特性参数进行对比分析。测试时，

2、将样品水平方向放置－２５＃变压器油浸泡纸板。在低密度陶瓷纤维板上，并由高密度陶瓷纤维板支撑，通过上表１试验样品及试验编号方的锥型电子加热器对试样施加热辐射。结果表明：油浸前，编号试样质量／ｇ辐射／ｋＷ变压器绝缘纸板所受的外界热辐射强度越大，燃烧的发展期越Ｏ－２５＊非油浸纸板２６±１２５短、持续期越短，衰退期越长；油浸后，变压器绝缘纸板的燃烧Ｏ－５０非油浸纸板２６±１５０分为绝缘油的汽化燃烧及绝缘纸板的热解后燃烧两部分，造成Ｏ－７５非油浸纸板２６±１７５引燃时间提前。油浸前，变压器绝缘纸板燃烧总时间与外界热ＯＩＬ－２５油浸纸板２７±１

3、２５辐射强度大小无关；油浸后，燃烧总时间延长，且延长的时间取ＯＩＬ－５０油浸纸板２７±１５０决于外界热辐射的强度大小。ＯＩＬ－７５油浸纸板２７±１７５关键词：绝缘纸板；变压器；热释放速率；质量损失速率；注：“＊”表示重复试验的编号燃烧特性样品测试前放置在相对湿度为５５％、２３℃的环境温中图分类号：Ｘ９２４．４，ＴＭ４１１文献标志码：Ａ度下至少２４ｈ，直至达到平衡状态。将纸板裁成１０ｃｍ×文章编号：１００９－００２９（２０１６）０４－０４４３－０４１０ｃｍ的标准尺寸，用铝箔纸对试样侧面和底面进行包裹处理。试样下部放置有耐热纤维棉进行绝

4、热保护，制作为电力系统核心设备的大型变压器中有数以吨计成单面暴露的试样。试验过程中，可忽略水平方向上的的绝缘油和大量缠绕在金属组件外并浸泡在变压器油中传热，只考虑竖直方向上的一维传热过程。的绝缘纸板，存在较大的火灾风险。近年来城市发展速测试时，将样品水平方向放置在低密度陶瓷纤维板度很快，楼宇变电站大量普及应用，即将１１０ｋＶ变电站上，并由高密度陶瓷纤维板支撑，通过上方的锥型电子加或２２０ｋＶ变电站建在居民区附近甚至商住楼的底层，其２热器施加２５、５０、７５ｋＷ／ｍ热辐射功率，热辐射水平可附近人员密集，一旦发生火灾，纸板及油类在燃烧过

5、程中以代表可燃物在不同规模火灾中接受到的热辐射值。会释放大量的热和有毒烟气，造成严重后果。１．３可重复性试验变压器的火灾危害性主要由绝缘纸及绝缘油的对热为保证试验结果的可靠性、有效性，每组试验应进行反应特性决定。由于变电站用油浸式变压器尺寸较大且重复并对比其试验结果，待３次的试验结果能够较好吻造价昂贵，对不同电压等级的变压器都进行全尺寸的实合时，取其中一组作为最后结果。通常情况下，只在试验体火灾试验不太现实。因此，采用锥形量热仪，以最小的初期做一组可重复性试验以作仪器准确性比对，之后的成本最全面地获得绝缘纸板、纸板浸油料后的燃烧特性

6、试验只做一次即可。参数，为控制和减少变压器油火灾造成的人员和财产损图１为非油浸的绝缘纸板在２５ｋＷ下热释放速率及失提供理论依据。总热释放量曲线图。由图１可知，质量损失曲线的走势１试验仪器及试样基本相符，热释放速率及总热释放量曲线也较吻合。表１．１锥形量热仪明试验条件控制较好，可重复性较好。锥形量热仪能测量的最重要参数是热释放速率和最２试验结果及分析大热释放速率，该参数决定了火灾的规模、火灾环境温度２．１不同辐射条件下绝缘纸板燃烧特性及火灾传播速度。同时，还可测量燃料质量损失速率、点２．１．１质量损失曲线燃时间、燃尽时间等。非油浸纸板

7、在不同热辐射条件下的质量损失速率，基金项目：安徽省自然科学基金项目（１４０８０８５ＭＫＬ９４）消防科学与技术２０１６年４月第３５卷第４期４４３如图２所示。高，样品燃烧达到峰值的时间逐渐变短，在２５、５０、７５ｋＷ辐射强度下，开始受热分解时间分别约为２０６、１０１、４４ｓ；燃烧热释放峰值逐渐变大，对应热释放峰值分别约２．６１、２；样品持续高热释放速率的时间逐渐３．３５、４．３５ｋＷ／ｍ缩短，分别约为７０、４０、２０ｓ。表明受辐射温度越高，物料本身受热分解及被引燃时间缩短，迅速达到瞬间最高热值点温度的时间相应缩短，但瞬间最高热值点增大。

8、可以得出热辐射强度越大，引燃时间越短、达到瞬间最高热释放值的温度越高、持续该最高点的时间越短，即燃烧的发展期短、持续期较短，衰退期长。这也表明，火势大的图１２５ｋＷ辐射条件下热释放速率及总热释放量曲线火，瞬间热量大但持续时间不长，如果