Электрические кабели и провода повышенной пожарной безопасности

В последнее время на промышленных объектах, а также в жилых и общественных зданиях наблюдается рост электрооснащенности и, как следствие, увеличение протяженности кабельных сетей. Это приводит к увеличению номенклатуры и объема используемой кабельно-проводниковой продукции.

Стоит подчеркнуть, что в мире наблюдается быстрое развитие наиболее массовых кабелей (таких как силовые, кабели управления и контроля) по двум главным направлениям. Первое направление - это повышение пожарной безопасности кабелей. Второе направление - это увеличение теплостойкости силовых кабелей, что позволяет повысить токовые нагрузки, не увеличивая сечение токопроводящих жил.

Пожары на некоторых объектах с большим количеством электрических кабелей показали, что такие типы кабелей, как «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией» ( ГОСТ 16442-80), «Кабели контрольные с резиновой и пластмассовой изоляцией» ( ГОСТ 1508-78), а также «Кабели силовые с резиновой изоляцией» (ГОСТ 433-73) и прочие, не соответствуют современным требованиям пожарной безопасности. Например, они распространяют горение при прокладке в пучках, выделяют большое количество дыма и не могут передавать электроэнергию под воздействием открытого пламени.

Именно поэтому является актуальным внедрение нового поколения кабелей с улучшенными характеристиками пожарной безопасности. Такие кабели созданы для использования в местах, требующих повышенного уровня пожарной безопасности, например, при строительстве электростанций, АЭС, метрополитена, промышленных объектов, таких как нефтеперерабатывающие и химические предприятия, металлургическое производство. А также компьютерных и телекоммуникационных центров, больших (высотных) жилых и общественных зданий, торговых центров, при строительстве буровых платформ, судов и многих других объектов.

Кабели и провода повышенной пожарной безопасности должны:

- не допускать распространение пламени, причём, как в пределах помещения с очагом возгорания, так и в других помещениях, а также иметь минимальное выделение токсичных продуктов и дыма при горении;

- в случае пожара обеспечивать работоспособность систем безопасности (огнестойкость кабелей, то есть способность сохранить невредимость электрических цепей при воздействии открытого пламени в течение определенного времени);

- не допускать повреждение оборудования и приборов продуктами горения (уменьшить выделение коррозионно-активных продуктов горения).

Чтобы решить эти задачи, были определены общие для всех стран характеристики пожарной безопасности кабелей, способы оценки пожаростойкости, составлены требования к используемым в пожаростойких кабелях материалам.

С базовыми показателями пожарной безопасности кабелей, методами испытаний, а также критериями оценки и индексами пожарной безопасности можно ознакомиться в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя

Стандарт на метод испытаний

Значения критериев  оценки

Индекс пожарной безопасности

Международный

Украины

1. Нераспространение горения при одиночной прокладке

IEC60332-1

ГОСТ 12176-89, ДСТУ 4216:2003, ДСТУ 4217:2003

Расстояние от верхнего зажима до части кабеля,  поврежденного пламенем должно быть не менее 50 мм.

-

2. Нераспространение горения при  пучковой прокладке

IEC60332-3

ГОСТ 12176-89

Категория «А»: объем пучка – 7 дм 3 ; время испытания – 40 минут. Длина образца, поврежденного пламенем должна не превышать 2,5 м.

«нг»

(не горючий)

-

ДСТУ 4237-3-22:2004

Категория «А»: объем пучка – 7 дм 3 ; время испытания – 40 минут. Длина обугленной части образца должна не превышать 1,5 м, если в стандартах для отдельных типов и классов кабелей или проводов не обозначены другие требования. 

3. Оптическая плотность дыма выделяемого при горении и тлении

IEC61034-2

ДСТУ 4367-2-2004

Значение светопроницаемости определяется НТД на конкретный кабель

-

4. Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения при горении материалов

IEC 60754-1

ДСТУIEC 60754-1-2002

Содержание галогенов более 0,5 % и определяется НТД на конкретный кабель

«LS»

(low smoke)

IEC60754-2

Отсутствует

Содержание галогенов менее 0,5 % и определяются значениями:  рН >4,3; удельная проводимость С <10мкСм/см

«HF»

(haloqen free)

5. Огнестойкость

IEC60331-21

Отсутствует

Температура пламени – не меньше 750 0С, время испытаний не меньше 90 минут и определяется НТД на конкретный кабель; испытательное напряжение соответствует рабочему для данного кабеля

«FR»

(fire resistance)

 

Итак, по уровню пожарной безопасности кабели можно разделить на 5 групп:

1 гр. – нераспространяющие горение при одиночной прокладке - это основная масса выпускаемых сейчас кабелей и проводов;

2 гр. – нераспространяющие горение при одиночной и пучковой прокладке - это кабели, имеющие индекс «нг»;

3 гр. – нераспространяющие горение при одиночной и пучковой прокладке, с низким дымо- и газовыделением, имеющие нормированное содержание галогенов - это кабели, идущие с индеком «LS»;

4 гр. – нераспространяющие горение при одиночной и пучковой прокладке, со сниженым дымо- и газовыделением, безгалогенные - это кабели, имеющие индекс «HF»;

5 гр.– огнестойкие кабели, имеющие индекс «FR».

Любые кабели из групп 1-4 могут быть огнестойкими, но номенклатура при этом будет чрезвычайно велика, что не очень удобно на практике. Именно поэтому огнестойкие кабели выпускаются в основном безгалогенные, т.е. в исполнении «FRHF»

Кабели, имеющие индекс «HF» идут с изоляцией и оболочкой, изготовленной из материалов пониженной горючести, не содержащих галогены, таких как, безгалогенные термопластичные или сшитые композиции, безгалогенные резины и др. Не допускается изготовление изоляции или оболочки кабеля из поливинилхлорида.

Не допускается выпуск огнестойких кабелей с алюминиевой жилой, т. к. алюминий плавится при температуре 6590С. Также не допускаются огнестойкие кабели с жилой из меди сечением менее 0,75 мм2, т. к. при нагревании больше 2200С медь окисляется и теряется механическая прочность.

Для улучшения характеристик пожарной безопасности кабелей не требуется изменять главные конструктивные и эксплуатационные параметры. Это достигается за счет использования более совершенных изоляционных и шланговых материалов.

Для кабелей и проводов, имеющих индекс «нг», нераспространение горения при пучковой прокладке достигается посредством использования материалов с высоким значением кислородного индекса, характеризующего горючесть материала и низкой удельной теплотой сгорания. В большинстве случаев используется поливинилхлоридный пластикат пониженной горючести, имеющий кислородный индекс не менее 32%, такой как НГП 40-32.

Следует отметить, что кабели с индексом «нг» выделяют при горении довольно много дыма, в котором содержатся коррозионные и токсические продукты. Чтобы исправить этот недостаток, применяются трудногорючие материалы с пониженным дымовыделением, такие как:

- безгалогенные материалы иностранного производства; на их основе создана серия безгалогенных кабелей с индексом «HF»;

- материалы, имеющие пониженную пожароопасность (к примеру, поливинилхлоридный пластикат типа ПП отечественного производства), на основе которых создана серия кабелей под индексом «LS» с нормированным содержанием галогенов

В основном, материалы, из которых изготовлена негорючая оболочка, заполнитель, изоляция кабелей являют собой полимерную основу. Эта основа состоит из антипиренов (мелкодисперсных гидроксидом алюминия или магния) и содержит также другие составляющие, такие как стабилизаторы, адгезионные и технологические добавки. Под воздействием пламени на материал, в котором есть антипирены, происходит эндотермическая реакция при которой гидраты разлагаются и происходит выделение воды. Вода, испаряясь, снижает концентрацию горючих газов и уменьшает доступ кислорода к поверхности полимера. Так как для достижения значимого эффекта требуется довольно большое наполнение антипиренами (до 50 - 60%), вместе с этим достигается уменьшение выделения горючих газов во время термического разложении материала.

Существуют конструктивные решения для обеспечение нераспространения горения. К ним можно отнести нанесение по скрученным жилам так называемого «заполнителя» - дополнительного слоя специального материала с кислородным индексом 39-45%.

В таблице 2 приведена номенклатура кабелей с индексом «нг».

Таблица 2

Марки кабелей

Изоляция, оболочка, экран

Преимущеcтвенная облаcть применения

ТУ У 3.67-00217099-013-97

ТУ У 3.67-00217099-015-97

КРРН

-

Изоляция и оболочка из резины

В цепях управления, контроля, силовых и осветительных сетях, для стационарной прокладки

КРРЭН

-

То же, в общем экране расположенном под оболочкой

КРВН

СПОВН

Оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести

КРВЭН

СПОВЭН

То же, в общем экране расположенном под оболочкой

НРШМ-2М

-

Изоляция и оболочка из резины, гибкий

В осветительных и силовых сетях, в цепях управления, для нестационарной прокладки

-

СПОЭВН

Изоляция из сшитого полиэтилена, жилы с экраном из медных проволок, оболочка из поливинилхлоридного пластиката понижен ной горючести

В цепях управления, контроля, межприборного соединения и телефонной связи, для стационарной прокладки

-

СПОЭВЭН

То же, в общем экране расположенном под оболочкой

-

СПпОВЭН

Общий экран, находящийся под оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Жилы скручены в пары.

-

СПпОЭВЭН

То же, с экраном по группе (паре, тройке, четверке)

-

СПпОЭВН

То же, без общего экрана

Rambler's Top100