城市地下综合管廊电力舱火灾演化特性和消防系统设计文献综述

 2021-10-23 08:10

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1. 概述综合管廊指地下城市管道综合走廊,即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和生命线[1]。

综合管廊属于狭长受限空间,一般容纳了不同电压等级的电缆,一旦起火,不但会烧毁大量电缆造成大面积停电事故,还给社会生活带来了巨大的经济损失。

2. 国内外研究目前,李陈莹[1]对比分析了感温电缆火灾探测器、点型感烟火灾探测器、分布式光纤感温火灾探测器、图像型火灾探测器的有效性、可靠性及适应性。

实验研究认为,地下综合管廊电力舱上部空间受限,电缆燃烧多为不完全燃烧,热量和热烟气快速聚集,热烟气是火灾后期蔓延的重要因素。

分布式光纤感温火灾探测器和图像型火灾探测器对电缆火灾有很好的探测效果;王蔚[2]等对成束电缆全尺寸火蔓延开展了实验,研究了影响电缆火蔓延的关键因素;高春莹[3]通过对分布式光纤测温技术在电缆火灾探测中的应用研究,建议在建筑工程电缆管井、电缆夹层及地下管廊火灾探测中应用,并可推广到城市地铁隧道等市政工程;杨永斌[4]通过对我国现有城市地下综合管廊基本设计参数进行调研统计,建立综合管廊火灾数值模拟场景及模型,研究了点火源位于不同水平和竖直位置情况下,管廊内部火场温度随时间的发展变化规律,分析总结火势在不同电缆层间蔓延的趋势及火灾蔓延的范围;刘海静[5]介绍了综合管廊电力舱火灾的研究背景和试验条件,通过建立全尺寸综合管廊模型和进行电缆燃烧试验,分析总结了起火方式、环境风速、电缆敷设数量等因素对于温度场分布、CO产生量及产生速率等重要参数的影响规律;王方舜[6]运用FDS模拟技术建立综合管廊模型,对综合管廊内电缆火灾发展过程进行数值模拟,通过分析防火分区间距对电缆火灾的影响,得到不同工况下的管廊内热释放速率、管廊内温度分布、管廊内烟气扩散及一氧化碳浓度分布等情况;李宏宇[7]对城市综合管廊电力舱消防系统研究分析;朱俊栋[8]对城市地下综合管廊政策标准概况及对电力线路入廊的研究;戴文涛[9]对电缆隧道及综合管廊火灾探测报警技术研究;孙伟俊[10]对城市地下综合管廊火灾危险控制技术研究;宗燕燕[11]对地下综合管廊施工中的火灾与疏散模拟研究;蓝优生[12]对综合管廊消防自动灭火系统方案优选研究;孙瑞雪[13]对城市地下综合管廊灭火系统的实验与数值模拟研究;Ko, J[14]对地下公用事业隧道可燃电缆接触变质火灾危险性评估研究;Liang, K. [15]对t型隧道电缆火灾蔓延及烟气温度分布研究;Grayson, S.J[16]对电缆的防火性能运新的测试方法和测量技术;Matala, A. [17] 对电缆隧道火灾中电缆性能与水基防护的概率模拟。

3. 综合管廊模拟火灾试验 张晋[18]设计建造了100 m(长)3 m(宽)3 m(高)的综合管廊模拟火灾试验平台,整体框架采用钢筋混凝土浇筑而成。

沿廊道两侧设置8层电缆托架,层间距300 mm,托架宽度600 mm,顶层托架距顶400 mm,底层托架距地500mm。

为确保试验安全,控制火源燃烧规模,将全廊分为火源区和非火源区,火源区长20 m,位于100 m试验平台的中部,用于放置火源模型并开展燃烧试验。

在综合管廊的电力舱内铺设有大量的高压和中压电缆,有的采用阻燃或耐火型电缆,有的仍然采用非阻燃普通电缆。

基于最不利原则并从试验成本和相似性出发,对电力电缆组成结构、绝缘层和护套层等的选材用料及其燃烧特性进行深入研究的基础上,设计制作了模拟电缆火源模型。

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