随着社会经济的快速发展,当今社会越来越多行业使用电缆。然而,电缆的广泛应用给社会带来极大方便的同时也引起了很多火灾安全隐患,大量电缆由于长时间过热发生短路以及其他外部着火引燃导致电缆火灾事故频频发生,造成了大量的人员伤亡、巨大的财产损失及严重的环境污染。对于大量运用电缆的核电站,一旦发生火灾,还可能导致氢气爆炸、安全堆失效、核泄漏等惨重后果。因此,以典型核电站类似厂房为基础,研究室内竖向、横向等真实场景电缆火灾以及小尺度单根电缆的火灾特性规律,对于提高核电厂电缆安全运行、降低环境风险具有重要的现实意义。对于真实火灾场景,主要考虑靠墙布置时电缆火灾特性,因此本文首先研究核电站类似受限空间靠墙竖向电缆燃烧时顶棚温度、功率的变化以及烟气沉降规律,同时,根据顶棚温度修正YASUSHI OKA模型预测火源功率,从中发现竖向电缆室内燃烧时,由于近壁面对竖向电缆的热反馈及烟气层对未燃电缆的预热,使得电缆能向上燃烧蔓延完全,改进后的火源功率预测模型,能很好的根据顶棚温度预测受限空间竖向靠墙电缆燃烧火源功率;接着,研究受限空间靠墙横向电缆燃烧特性,主要利用实验得到的数据对电缆燃烧时的热释放速率、室内顶棚温度、质量变化规律等参数进行分析,结合竖向电缆燃烧实验火灾特性,对比分析温度、功率等出现差异的原因。研究表明:靠墙横向电缆室内燃烧时,电缆燃烧功率与顶棚温度的变化趋势一致,都在点火初期出现燃烧旺盛现象,随着时间推移慢慢减小。横向电缆靠墙燃烧与竖向电缆相比存在差异,靠墙热反馈及上层热烟气对横向电缆的燃烧影响不大,对电缆燃烧无明显促进作用。横向电缆燃烧蔓延过程中,由于下层电缆燃烧火焰蔓延会对上层电缆造成直接影响,因此火焰蔓延的距离会随层数增大而加长,这与前人研究结果相符。最后,根据前面真实场景火灾研究发现电缆燃烧烟气浓度高且烟气层厚度大,不利于分析火灾过程中电缆燃烧的蔓延特性,因此,在横向电缆燃烧基础上,开展研究不同风速下单根电缆火蔓延行为、吹熄及熔融滴落等现象,揭示风速对电缆燃烧现象的影响规律,建立风速与电缆火蔓延过程中滴落次数之间的模型规律,研究滴落前后火焰高度、宽度的变化规律。研究表明:风速对电缆火焰蔓延速度存在一定范围的影响,从无风到开始有风,风速对电缆火焰蔓延速度影响很大,随着风速的增加,影响逐渐减小,但总体趋势还是随着风速增大电缆火焰蔓延速度加快;不管是顺风蔓延还是逆风蔓延工况,随着风速的增大,火焰的倾斜角和火焰基部宽度都有增大的趋势。另外,液滴滴落前后,火焰高度会出现大幅度变动,而火焰宽度保持稳定。顺风蔓延过程中,随着风速的增加,电缆火蔓延速度逐渐增大,加剧电缆火灾危险,而逆风蔓延不利于导线火蔓延,而且随着风速的增大,熔融滴落次数减少明显。顺风蔓延过程中,随着风速增大,质量损失峰值和平均质量损失速率都降低;逆风蔓延过程中,无风和风速为1.22 m/s情况下质量损失峰值相差很大,无风时为3.0g,是风速为1.22 m/s情况下峰值的2.3倍,平均质量损失速率:无风情况大于风速为1.22 m/s。风速为1.22 m/s和风速为1.81 m/s下火焰的高度、宽度逐渐减小,而风速为2.35 m/s情况下火焰形态没有发生太大的变化。火焰面积大小:风速为2.35 m/s>风速为1.81m/s>风速为1.22 m/s。