观察一次短路与二次短路实验现象

一、实验目的

1.观察铜导线与铝导线在一次短路下的实验现象

2.观察不同电流下铝导线的一次短路对于木屑的引燃能力大小

3观察铜导线的二次短路现象

二、实验原理

短路就是不同点位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路，短路时导线内的电流迅速增大并发热产生电火花，从而引燃周围的可燃物导致火灾的发生。

一次短路又称火灾前短路，是指导线由于自身故障，于火灾前形成的短路。

二次短路又称火灾中短路，是指带电导线在外界火焰或高温作用下，导线绝缘层失效而引发的短路。

三、实验器材

火灾痕迹物证综合实验台、电焊、钳子1把、剥线钳1把、铜、铝绝缘导线若干、另外有木屑。

四、实验步骤

分别取相同规格的铜导线若干和相同规格的铝导线若干，用剥线钳将每根导线两端的绝缘层拨开一小段。

1.打开火灾痕迹物证综合试验台总电源开关，然后打开“日光灯”、“排风扇”电源开关。

2.分别将两根铜导线一根接到电焊把上，一根接到打铁线上，打开“电焊机”和“交流输出”开关。

3.调节电流值

4.操作员手持电焊把用连接电焊把的铜导线裸露的一端接触另一铜导线的一端，使其引燃木屑，观察实验现象。

5.换另外两根相同规格的铝导线，重复以上操作。观察铝导线一次短路现象。、

6.更换铝导线分别在电流为150A，210A时一次短路对于木屑引燃能力大小。

7.分别将两根铜导线一根接到电焊把上，一根接到打铁线上，在导线全部被绝缘层包裹的情况下连接在一起，用外部火源加热，观察二次短路现象。

五、实验现象及分析

（一）铜导线一次短路

图 1  铜导线一次短路

图2  铜导线一次短路熔珠

（二）铝导线一次短路

图3 铝导线一次短路

图4 铝导线一次短路熔珠

不同电流下铝导线的一次短路现象

1．150A时一次短路现象

2.210A时铝导线一次短路现象

铝导线的一次短路在电流为210A时，比在电流为150A时产生的电火花更多，反应更加剧烈，更易将木屑引燃。

（三）铜导线的二次短路

图5：铜导线二次短路前            图6： 铜导线二次短路时

     铜导线在电流为210A下，由于外部火源烧化导线绝缘层，发生了二次短路。短路现象持续时间短，一瞬间产生较大的电火花。

六、实验结果

从实验现象可以得出，导线发生短路现象后依靠电火花瞬间爆发产生的能量引燃周围的可燃物，根据产生能量的强弱以及可燃物的性质，引起可燃物持续燃烧或短暂燃烧。

从实验结果现象可以得出，在相同的实验条件下，铝导线一次短路产生的电火花比铜导线产生的较大，产生的熔珠也不同。

在较大电流下，铝导线的一次短路反应现象更加剧烈，更容易引燃周围可燃物。

铜导线的二次短路和一次短路相比，发生更加迅速，持续时间短，但瞬间放出的电火花更大。

 

 

第二篇：高校学生宿舍火灾荷载调查研究

　消防管理研究　

高校学生宿舍火灾荷载调查研究

吴　蕾,程远平,李　琳,宋　艳

(中国矿业大学,江苏徐州221008)

　　摘　要:简要介绍了国内外火灾荷载调查统计现状,分析了高校学生宿舍建筑的可燃物状况及其计算方法。选取具有代表性的宿舍建筑,对可燃物种类及数量分别进行了问卷调查和实地调查。调查结果显示,最不利情况下老式学生宿舍建筑及新式学生宿舍建筑的火灾荷载密度分别为697.71MJ/m和

434.11MJ/m2。

2

表1　日本建筑物火灾荷载密度

建筑物用途住宅建筑一般办公室剧场舞台　院、、火灾荷载密度/MJ/m2一般情况

644～662129607

通常最大值

11047361380552736644220873673604600

关键词:人员密集场所;火灾荷载;可燃物;火灾危险性中图分类号:X928,TU241.3,TU244.3　文献标志码:B文章编号:1009-0029(2010)01-0083-03

～736368～644552～2760552～8282760～92001840～46003680～18400

的一个参数,当建筑物发生火灾时,,筑构件、。因此,火,火灾荷载的计算、统计方法也是性能化防火设计最基础的步骤。

不少国家早已颁布火灾荷载的统计数据,我国至今未有火灾荷载的相关统计数据发表,在性能化防火设计计算时研究人员一般参考国外数据。然而各国国情、民族生活习惯和经济水平不同导致火灾荷载有很大的差异,因此,尽快组织力量,通过实际调查和统计方法给出适合我国国情的火灾荷载数据非常必要。

1　国外火灾荷载调查统计

教　室图书库图书室(设有书架)

仓　库商　场体育馆存衣室体育器材库

—

1840～3680

2761840

———

　　床、桌椅、衣柜等家具:以床的质量为例,由于床体结构可能由多种木材构成,首先确定木材的种类,查出相应的密度;其次是确定木材的体积,根据构成床铺木板的数量确定测量次数,对每块木板分别测量长、宽、高,计算出单块木板的体积,并通过密度计算出木板的质量,然后求出整张床的质量,见式(1)。

M=6ρak×bk×ckk×k=1

b、c分别为木材的长度、宽度、厚度,m。

n

美国、瑞典、瑞士、英国和法国等都开展过火灾荷载的调查统计工作,并得出结论认为,热荷载的分布不服从正态分布,而表现为极值Ⅰ型分布。此外,在80%以上的情况中,活动式火灾荷载密度低于586MJ/m2,而一般的民用住宅火灾荷载密度一般为360～450MJ/m2。表1是日本关于火灾荷载的研究统计资料。我国目前尚无火灾荷载方面的资料可供使用。

2　高校学生宿舍火灾荷载调查2.1　宿舍可燃物分析

(1)

式中:M为床的质量,kg;ρ为木材的质量密度,kg/m3;a、

被褥、衣物、装饰织物等:对于易于测量质量的物品可直接由弹簧秤测量其质量;对于体积较大不方便称重的,可先确定布料的种类,查出相应的密度,然后测量出长、宽,最后确定其质量。

电器设备等:电器设备的火灾荷载是通过生产厂家提供的质量数据确定。

同时,笔者也对室内装饰材料的耐火特性进行了调查,结果见表2,其中A级为不燃性材料,B1级为难燃性材料,B2级为可燃性材料,B3级为易燃性材料。

2.2　火灾荷载密度计算

宿舍内的可燃物分为固定可燃物和容载可燃物。固定可燃物是指墙壁、顶棚、楼板等结构材料及装修材料所采用的可燃物以及门窗、固定家具等所采用的可燃物,它的数量可以很容易通过建筑物的设计图纸准确地求得。容载可燃物是指家具、书籍、衣物、寝具、摆设等可燃物。对于各种容载可燃物数量的计算,可采用以下方法:

消防科学与技术20xx年1月第29卷第1期

建筑物内火灾荷载越大,发生火灾的危险性也越大。但总的火灾荷载并不能定量的阐明其与作用面积之间的

83

关系,为此需要引进火灾荷载密度的概念。火灾荷载密度是指房间内所有可燃物完全燃烧所释放热量与房间特征参考面积之比,也即房间单位面积上可燃物的发热量。确定一个封闭空间内的火灾荷载密度可以同时或单独采取以下两种方法:

(1)应用特征火灾荷载密度(从测量或评估中获得)。

及A5楼的火灾荷载进行了实地调查,并辅以问卷调查。调查设计出于以下几点考虑:

(1)文昌校区宿舍和南湖校区宿舍分别建于19xx年

和20xx年,其建筑形式、布局等截然不同,可作为高校新旧两种形式宿舍的代表。

(2)南湖校区A2及A5宿舍和文昌校区的学二楼分

表3列出了19xx年CIBW14《工作报告》中给出的不同类型和用途建筑的火灾荷载密度。

表2　宿舍内部各构件的燃烧性能等级

装饰材料性能等级

顶棚墙面地面隔断

A

A

A2

A3

别为艺术学院女生宿舍和计算机学院男生宿舍,这两种宿舍内的衣物及电脑数量最多,其火灾荷载密度可代表最不利条件下的可燃物状况。

此次调查共发放调查问卷400份,文昌和南湖各200份,性,。

5装饰织物其他固定

家具窗帘帷幕床罩家具等书本等

B3

B3

B3

B3

B3

B3

表3　不同类型、用途建筑的火灾荷载密度

建筑类型和用途

民　居医　院医院储藏室办公室商　店车　间

火灾荷载密度/MJ/m

2

平均值80%分位数90%分位数95%78xxxxxxxxxxxx300

87057090047018002250360

460670xxxxxxxxxxxx50410

520440xxxxxxxxxxxx0

名　称被褥(床单

+被单)枕　头

单位质数

宿舍地点

量/kg量文昌校区南湖校区文昌校区南湖校区文昌校区南湖校区

4.500124.5000.6200.6201.6201.620

8646464

总量

/kg

单位发热量

/MJ/kg

总发热量

/MJ1017.19800678.1320070.0736446.71576183.09564122.063762870.758801913.83920954.17760715.63320194.02110135.626401130.22000753.48000277.46901184.979341772.184961181.456645734.736283446.41752130.5000096.744001409.40000939.60000113.0220094.1850015856.8570010308.87300

54.0018.83736.0018.8373.7218.8372.4818.8379.7218.8376.4818.837152.4018.837101.6018.83721.9243.53016.4443.5309.2720.9306.4820.93067.5016.74445.0016.74414.7318.8379.8218.83794.0818.83762.7218.837304.4418.837182.9618.8377.5017.4005.0017.40081.0017.40054.0017.4006.0018.8375.0018.837

车间和仓储(所储藏可燃

1180

材料低于150kg/m2)

图书馆学　校

1500285

毛　毯

2690

-450

毛巾、

衣物等鞋

文昌校区25.400南湖校区25.400文昌校区南湖校区文昌校区南湖校区文昌校区南湖校区文昌校区南湖校区

　　(2)直接计算或评估。本文主要由第二种方法求得。

荷载密度可以通过式(2)计算得到:

qf=A

1.370161.370120.810120.810

8

(2)

靴　子

式中:qf为封闭空间内的火灾荷载密度,MJ/m2;Mi为封闭空间内可燃材料的总质量,kg;Hi为可燃材料的有效热值,MJ/kg,表4列出了19xx年CIBW14《工作报告》中给出的常用有效热值理论数值;A为封闭空间内地面的总面积,m,此处可由宿舍的原始设计审批图纸确定。

表4　常用可燃材料的有效热值

固体材料衣　物木　材纸　板软　木纤维素沥　青

有效热值/MJ/kg

212021291742

2

书　本

0.4501500.4501002.4552.455

646464323211

箱　子

床　板书桌、椅子、衣柜等

文昌校区15.680南湖校区15.680文昌校区50.740南湖校区45.740

2.5002.500

液体材料汽　油聚乙烯

ABS塑料

有效热值/MJ/kg

444440302041

笔记本电脑(文昌校区带电源、电池)南湖校区

酚醛树脂甲　醇柴　油

台式电脑(机文昌校区27.000箱、显示器)南湖校区27.000其他可燃物文昌校区(包括装饰品、玩具等)南湖校区总　计

文昌校区南湖校区

6.0005.000

2.3　宿舍火灾荷载调查

笔者针对某高校文昌校区的学二楼和南湖校区A284

FireScienceandTechnology,January2010,Vol29,No.1

　　文昌校区和南湖校区的每个宿舍平均的面积分别为

20.52m、21.36m,代入式(2)得:文昌校区宿舍火灾荷

2

2

?科技信息?

载密度q1=697.71MJ/m2;南湖校区宿舍火灾荷载密度

q2=434.11MJ/m。由此可见,新旧两种宿舍在火灾荷

2

DuPontTMFM-200?

载密度上差别很大,除了这两种宿舍面积上的差别外,旧式宿舍人员数量较多,是导致这种差别存在的因素之一,也是造成旧式宿舍火灾危险性较大的主要原因之一。

由表5可看出,对于同一宿舍内的可燃物,泡沫塑料、皮革等材料的单位发热量较大,在学生宿舍建筑的设计与管理中,应尽量减少这类物质的数量;另外,由于宿舍内可燃物最为集中的地方在衣柜、书桌及床铺,应对这些地方进行重点防范。

3　结　语

干式灭火系统

杜邦公司推出FM-200?干式灭火系统,该系统能够快速灭火,并且在灭火后不会有残留物,对环境无污染。该干式灭火系统能够在10s甚至更短的时间扑灭一般性的易燃液体或电器火灾,防止火灾带来更为严重的后果。即使有人员在现场,也可,灭火剂,大大节省了存储空间;,-200?同样可以李艳娜　供稿

高校一直是消防安全的重点单位,尤其是大学生集体宿舍,在很多方面有其独特性。近年来,随着高校的扩招,一些学校纷纷采用高层建筑作为学生宿舍,火灾危险性。,对此类建筑的设计、十分重要的意义,,火灾荷供参考。

我国只有尽快建立起自己的建筑火灾荷载数据库,才可能更合理的对建筑物进行性能化防火设计。笔者所采集的数据仅限于新旧两种宿舍形式的火灾荷载最大值,要建立符合全国高校宿舍建筑特征的火灾荷载数据库还需要广大建筑设计者和消防工作者的更大努力。

参考文献:

[1]廖曙江,刘方,付祥钊.对某大型商场服装层活动火灾荷载的调查

Researchonfireloadsincollege

studentdormitory

WULei,CHENGYuan-ping,LILin,SONGYan

　　(ChinaUniversityofMiningandTechnology,Jiangsu

Xuzhou,221008,China)

Abstract:Brieflyintroducethestatisticssituationoffireloadsathomeandabroad,andanalyzethecombustiblesituationincol2legedormitorybuildingsanditscalculationmethods.Throughchoosingtherepresentativedormitorybuildings,wesurveyedthematerialtypesandtheamountofunfixedfireloadsbasedonquestionnairesandinvestigations.Theresultsshowthatunderthemostunfavorableconditions,thefireloadsdensityoftheoldandnewstyledormitorybuildingswererespectively697.71MJ/m2and434.11MJ/m2.

Keywords:densepersonalplace;fireloads;combustiblesub2stan;firedanger

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作者简介:吴　蕾(1984-),女,中国矿业大学安全技术及工程专业硕士研究生,主要从事建筑火灾防

护方面的研究,江苏省徐州市中国矿业大学文昌校区07安全硕,221008。

收稿日期:2009-09-20

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