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一、什么是热解粒子?
热解粒子是物质在受热分解过程中产生的微小颗粒。当电气设备、电线电缆、开关接头等有机材料受热,且温度达到一定程度,其内部化学键开始断裂,分子结构被破坏,进而分解形成各种气态、液态和固态产物,其中固态的微小颗粒部分就是热解粒子。这些粒子通常具有特定的粒径分布范围,一般在纳米至微米级别,并且其化学组成与原始材料密切相关,携带了材料热解过程的关键信息。
二、热解粒子有哪些特性?
1.粒径微小:如前文所述,热解粒子大小多处于纳米到微米尺度,这使得它们能够在空气中悬浮较长时间,易于扩散,增加了被探测到的难度,同时也意味着一旦产生,能迅速在周围空间传播,为早期火灾预警提供了可能。
2.化学成分复杂:取决于热解的原始材料,热解粒子包含多种有机和无机成分。例如,来自电线绝缘外皮的热解粒子可能含有聚氯乙烯分解产生的氯化氢、碳黑等;从电路板热解而来的粒子会有树脂、金属氧化物等成分,这些复杂成分反映了热解发生的源头。
3.产生与温度关联:热解现象严格受温度制约,不同材料有其对应的热解起始温度。一般来说,常见的电气绝缘材料在 150℃ - 300℃左右开始热解,随着温度升高,热解速度加快,热解粒子的产生量也随之增多,呈现明显的正相关关系。
三、热解粒子在电气火灾中的作用是什么?
在电气火灾发生前,往往存在电气设备过热、短路等故障,促使绝缘材料等受热分解产生热解粒子。热解粒子作为早期火灾的 “信使”,其浓度变化能够反映电气系统的健康状况。当热解粒子浓度在局部区域逐渐升高,意味着有潜在的火灾风险正在累积,此时若能及时探测到,就如同捕捉到火灾的 “蛛丝马迹”,可以提前启动预警,争取宝贵的时间采取措施,如切断故障电路、排查过热设备等,有效遏制火灾的发生和蔓延,极大地提高电气系统的安全性。
四、如何探测热解粒子?
目前主要依靠热解粒子探测器。这种探测器通常内置高精度的采样装置,能够主动或被动地收集周围空气中的粒子样本。其核心传感部件利用物理或化学原理对热解粒子进行甄别,例如,有的基于光电效应,当热解粒子通过检测区域,改变光路或光强,触发光电传感器响应;还有的运用化学吸附与电导率变化原理,热解粒子吸附在特定材料上引起电导率改变,进而被检测到。探测器内的微处理器结合复杂算法,对采集到的数据进行实时分析,排除环境干扰,准确判断热解粒子的浓度及变化趋势,一旦达到报警阈值,即刻发出警报。
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