07-05-2024
Нагревостойкость системы изоляции — способность системы изоляция выполнять свои функции при воздействии на каждый материал, входящий в данную систему изоляции, рабочей температуры в течение времени, сравнимого с расчетным сроком нормальной эксплуатации изделий, при обусловленных (аналогичных эксплуатационным) величинах остальных эксплуатационных воздействий. [1]
Нагревостойкость диэлектрика — способность диэлектрика выдерживать воздействие повышенной температуры в течение времени, сравнимого со сроком нормальной эксплуатации, без недопустимого ухудшения его свойств. Синонимами являются термины: температуростойкость, термостойкость, термическая устойчивость, термостабильность.[2]
Огнестойкость — параметр, характеризующий работоспособность кабельного изделия, то есть способность кабельного изделия продолжать выполнять заданные функции при воздействии и после воздействия источником пламени в течение заданного периода времени.[3]
Кабели и провода (в зависимости от конструкции) могут быть одновременно нагревостойкими и огнестойкими, либо нагревостойкими или огнестойкими, либо не иметь ни одного из этих качеств.
Для электротехнических изделий доминирующим фактором старения электроизоляционных материалов и систем изоляции является температура, для оценки стойкости электрической изоляции электротехнических изделий к воздействию температуры приняты классы нагревостойкости: Y — 90 °C, А — 105 °C, Е — 120 °C, В — 130 °C, F — 155 °C, Н — 180 °C, 200 — 200 °C, 220 — 220 °C, 250 — 250 °C. Температура выше 250 °C должна повышаться на интервал в 25 °C с присвоением соответствующих классов.[4]
Основанием для установления рациональных температурных пределов изоляции по данной классификации является только опыт или соответствующие испытания.[5] Также существуют ускоренные испытания на нагревостойкость с использованием расчетных методов.[1]
Присвоение изделию конкретного класса не означает, что весь материал, используемый в конструкции, имеет такую же нагревостойкость. Нагревостойкость отдельных материалов, входящих в систему изоляции, может не соответствовать нагревостойкости всей системы. В системе характеристики нагревостойкости могут быть улучшены за счет предохраняющего эффекта других материалов. При этом, несовместимость между материалами может понизить соответствующий температурный предел всей системы по сравнению со значениями для отдельных материалов. Совместимость материалов в системе изоляции и установление максимальной рабочей температуры для всей системы должны устанавливаться в ходе функциональных испытаний или в результате опыта эксплуатации.[6]
На территории Таможенного союза допускается производство нагревостойких кабелей в кремнийорганической резиновой (СТБ IEC 60245-3-2012) и этиленвинилацетатной резиновой (ГОСТ IEC 60245-7-2011, СТБ IEC 60245-7-2011, ГОСТ Р МЭК 60245-7-97 с изменением № 1 от 2002) изоляции.[7]
Типовой серией 1991 года[8] предусматривалась прокладка одножильных нагревостойких проводов марки РКГМ в стальных трубах.
До появления огнестойких кабелей проблему огнестойкости решали путем нанесения огнезащитных покрытий на кабельные линии, что позволяло на отдельных типах кабелей обеспечивать кратковременное сохранение работоспособности цепей до 20-30 мин, что было во многих случаях недостаточно.[9] Впервые в российской практике массовое применение огнестойких кабелей началось при сооружении 1-го блока на АЭС «Бушер» (Иран), затем блоках № 1 и 2 на АЭС «Куданкулам» (Индия), а в дальнейшем при реконструкции и строительстве новых блоков на Калининской, Ростовской и Ново-Воронежской АЭС, на Московском метрополитене.[9]
Бессмысленно прикреплять огнестойкий кабель пластиковыми стяжками, равно как и использовать неогнестойкий кабель в металлической огнестойкой кабельной трассе — система может выполнить свои функции только, если целиком удовлетворяет требованиям огнестойкости.[10]
С 1985 года для цепей электропитания станций пожарной сигнализации и приемно-контрольных приборов, а также цепей управления автоматическими установками пожаротушения при прокладке их транзитом через помещения, контролируемые автоматическими пожарными извещателями требовалаcь прокладка жаростойкими проводами и кабелями или в пустотах строительных конструкций с нулевым пределом распространения огня.[11] Для СОУЭ в 1989 году предусматривалась прокладка кабельных и проводных линий внутри строительных конструкций или в штробе с пределом огнестойкости не ниже 0,75 ч.[12]
В принятых в 1998 году НПБ требовалось электрические цепи управления генераторов огнетушащего аэрозоля прокладывать таким образом, чтобы исключить возможность их повреждения в результате воздействия пожара и генераторов.[13]
Введенные в 2002 году НПБ требовали для линий электропитания приборов приемно-контрольных и приборов пожарных управления, а также соединительных линий управления пожарной автоматикой при транзите через взрывоопасные и пожароопасные помещения (зоны) прокладку в пустотах строительных конструкций класса К0 или огнестойкими проводами и кабелями, либо кабелями и проводами, прокладываемыми в стальных трубах.[14] В 2009 году свод правил убрал возможность прокладки неогнестойких проводов и кабелей в стальных трубах и заменил термин "огнестойкие" на "пожаростойкие".[15]
Введенные в 2003 НПБ требовали провода и кабели линий СОУЭ прокладывать в строительных конструкциях, коробах или каналах из негорючих материалов.[16] Принятые в 2008 году изменения позволяли использовать любые оболочки для прокладки проводов и кабелей, но требовали время работы соединительных линий СОУЭ превышающее время эвакуации людей из здания.[17] Введенный в 2009 году СП 3.13130.2009 требований по работоспособности линий СОУЭ не содержал.
Вступивший в 2009 году закон требовал для кабелей и проводов пожарной автоматики, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортирования подразделений пожарной охраны сохранения работоспособности в условиях пожара в течение времени необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.[18] Свод правил для кабельных линий систем противопожарной защиты предусматривал огнестойкие кабели с медными жилами (нг-LSFR или нг-HFFR).[19]
Введенные в закон в 2012 году изменения заменили "кабели и провода" на "кабельные линии и электропроводку", "полную эвакуацию" на "эвакуацию" и установили, что время работоспособности должно быть не менее времени для выполнения функций оборудования.[20] Замененный свод правил повторяет требования закона, но требует "полную эвакуацию", не содержит требований для обязательного применения огнестойкий кабелей и устанавливает, что время работоспособности кабельных линий и электропроводок в условиях воздействия пожара определяется по результатам испытаний в огневой печи.[21]
Требование о том, что электрооборудование систем противопожарной защиты должно сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасное место оставалось неизменным в законе.[22]
В настоящее время при сертификации к огнестойким кабелям относят сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени не менее 30 минут. Такие кабели имеют маркировку нг(…)-FRLS, нг(…)-FRHF, нг(…)-FRLSLTx, нг(…)-FRHFLTx. В скобках ставятся буквенные индексы, указывающие на соответствие требованиям по нераспространению горения.[23]
На Украине электрические кабельные линии, которые прменяют для питания систем противопожарной защиты, должны иметь предел огнестойкости не менее 90 минут, а для питания эвакуационного освещения и систем оповещения о пожаре и управления эвакуацией людей — не менее 15 минут.[24]
Требования по огнестойкости для систем светового, звукового или речевого оповещения предъявляются при разделении здания на зоны пожарного оповещения для частичной эвакуации или перемещения людей внутри здания.[25]
Все проводниковые линии, необходимые для работы пожарных оповещателей, должны быть защищены за пределами обслуживаемой ими эвакуационной зоны. Для выполнения требований данного подраздела, допускается применять любой из следующих методов:
Аналогичные требования предъявляются, если оборудование пожарного командного центра удалено от центрального оборудования управления. Исключением является случай, если здание защищено спринклерной системой пожаротушения. Для защиты соединительных линий достаточно металлических каналов для внутренней прокладки кабелей.[27]
В Германии кабели, прошедшие испытания на стандартной несущей конструкции, разрешается без дополнительных испытаний прокладывать по стандартным несущим конструкциям любых изготовителей. Если крепление кабеля не предусмотрено в стандарте, результаты испытаний распространяются только на испытанную комбинацию кабеля и несущей конструкции.[28]
Маркировка:
Системы делятся на классы Е30, Е60, Е90 в зависимости от времени, в течение которого сохраняет способность нормально функционировать — соответственно 30, 60 и 90 минут. К классу Е30 требуется относить все кабельные системы систем оповещения о пожаре, аварийного освещения, систем пожарной сигнализации и дымоудаления с естественным побуждением. К классу Е90 требуется относить кабельные системы питания насосов в системах пожаротушения, лифтов для пожарных команд, грузовых лифтов в больницах, систем дымоудаления с механическим побуждением.[10]
Огнестойкие кабели делятся на два класса: Standard (стандартный) и Enhanced (повышенный). Standard — класс огнестойкости 30 минут, Enhanced — класс огнестойкости 120 минут. Кабели в версии Enhanced разработаны для применения в зданиях высотой более 30 м и других зданиях общественного пользования, которые имеют большое количество эвакуационных зон (четыре или больше), в которых люди могут находиться значительное время. В процессе испытаний образцы кабелей подвергаются воздействию пламени, ударам и воздействию воды.[30]
ВСН 01-87 «Противопожарные нормы проектирования атомных станций» требовали применение огнестойких кабелей для потребителей систем безопасности, включая установки автоматического пожаротушения указанных систем (до освоения промышленного производства огнестойких кабелей допускалось вместо огнестойких применять кабели "нг").
В требованиях МАГАТЭ 2008 года все элементы любой электрической системы приведения в действие или источников электропитания систем пожаротушения (за исключением самих извещателей) следует защищать от огня или размещать за пределами защищаемых противопожарных отсеков. На случай прекращения подачи электропитания следует предусматривать срабатывание сигнализации.[31]
По российским требованиям кабели систем аварийного электроснабжения должны быть огнестойкими, предел распространения горения кабельных линий должен быть ограничен зоной действия источника возгорания, предел огнестойкости должен быть не менее 1,5 ч.[32] При прокладке кабелей не распространяющих горение в общем помещении в пределах герметичного ограждения реакторной установки, кабели прокладываются в металлических коробах, которые должны покрываться по наружной поверхности огнезащитным составом огнестойкостью не менее 1,5 ч каждый.[32] Конструкции кабельных лотков, коробов и проходок должны выдерживать механические нагрузки от кабелей и соответствующей арматуры с учетом тепловых воздействий, возникающих в результате проектных аварий.[32]
При воздействии пламени на твердый поливинилхлорид происходят следующие процессы:
Мягкий поливинилхлорид или кабельный пластикат — распространенный материал для изоляции кабелей. Этот материал содержит 50 % различных добавлений (пластификаторов и др.), которые сильно изменяют горючие свойства поливинилхлорида. Пластификаторы начинают улетучиваться уже при температуре 200 °C и загораются.[35]
Предельная температура для лежащих в лотках электрических кабелей общепромышленного исполнения в США считается 182°С, в Германии — 120°С. По данным украинских экспериментов 2007 года при быстром темпе нагрева для кабелей лежащих в металлических коробах без огнезащиты предельная температура— 400°С. Для коробов с огнезащитой, в результате чего кабели нагревались медленее — 190°С.[36]
| Марка кабеля или провода | Время огнестойкости при напряжении питания | |||
| З6 В | 300 В | Не указано
в источнике |
5 кВ | |
| КПСВВнг(А)-LS 1х2х0.5 мм² | 50 с | 28 с | ||
| КПСВЭВнг(А)-LS 1х2х0.5 мм² | 32 с | 24 с | ||
| КПСВЭВнг(А)-LS 1х2х1.5 мм² | 60 с | 39 с[37] | ||
| АПВ 1х6 мм² в пластмассовой трубе диаметром 25 мм | 201,67 с | |||
| АПВ 1х16 мм² в пластмассовой трубе диаметром 32 мм | 239,00 с | |||
| АПВ 1х35 мм² в пластмассовой трубе диаметром 50 мм | 270,00 с | |||
| АВВГ 3х35+1х25 мм² | 240,00 с[38] | |||
| КПоБВнг 7×2,5 мм² в металлическом коробе без огнезащиты | 12,0 мин | |||
| КПоЭВнг 14×2,5 мм² в металлическом коробе без огнезащиты | 15,2 мин | |||
| ПвБВнг 3×50 + 1×25 мм² в металлическом коробе без огнезащиты | 22,3 мин[36] | |||
| КГЭШВ 3×35+1×10+3×2,5 мм² | Методика для испытания кабелей
на нераспространение горения с подачей напряжения через аппарат контроля изоляции |
37,7 мин | ||
| КГЭБУШВ 3×50+1×10+3×2,5 мм² | 62,2 мин | |||
| КГЭШуС-ПБ 6×25+3×3,5+4×2,5 мм² | 44,4 мин[39] | |||
| ААБнлГ 3×95 мм² (6 кВ) | 24 мин | |||
| ААШв 1×120 мм² (35 кВ) | 7,4 мин | |||
| ААШв 3×35 мм² (1 кВ) | 3,5 мин | |||
| ПвСГ 1×240 мм² (6 кВ) | 4 мин | |||
| ПвСГ 3×10 мм² (1 кВ) | 2,6 мин | |||
| ААШПС10 3×95 мм² (10 кВ) | 10,3 мин | |||
| КВВГнг 4×1,5 мм² (660 В) | 2,1[40];2,2[41]; 4,1[42] мин | |||
| КВВГнг 37×1,5 мм² (660 В) оболочка из японского пластиката | 11 мин | |||
| КВВБГ 37×2,5 мм² (660 В) | 7,6 мин | |||
| КПоСГ 7×1,5 мм² (660 В) | 4 мин | |||
| КВВБбГ 37×2,5 мм² (660 В) | 2 мин[43] | |||
В России испытания кабелей на огнестойкость производят в соответствии с ТР ТС 004/2011 "О безопасности низковольтного оборудования" и по следующим стандартам:
При испытании кабельных изделий создается температура 750...800 °C по ГОСТ Р МЭК 60331-11-2003.
При испытании конструкций кабельных линий и электропроводок в испытательных печах должен быть создан стандартный температурный режим, характеризуемый следующей зависимостью:
где:
При необходимости может быть создан другой температурный режим, учитывающий реальные условия пожара.[44]
Первый слой представляет спирально наложенные с перекрытием слюдосодержащие ленты поверх токопроводящей жилы. Второй слой наложен методом экструзии из полимерной композиции, не содержащей галогенов (нг(...)-FRHF), или ПВХ-пластиката с низкой эмиссией HCl при горении (нг(...)-FRLS).[9] Анализ испытаний показал, что при воздействии пламени происходит деструкция полимерного слоя изоляции с образованием низкомолекулярных жидких продуктов, которые стремятся проникнуть между слоями слюдосодержащих лент. В случае проникновения жидкости между слоями барьерного слоя в нем образуется проводящий канал, что приводит к резкому нарастанию тока утечки или к пробою изоляции. Если это не привело к замыканию, то при дальнейшем воздействии температуры низкомолекулярные фракции переходят в газообразное состояние, а коксовый остаток, хотя и является проводящим слоем, не приводит к пробою, так как не имеет прямого контакта с токопроводящей жилой. В результате при дальнейшем испытании ток утечки снижается и стабилизируется на определенном уровне.[9] Основным недостатком технологии является трудность наложения обмотки на жилу сечением менее 0,5 мм² и необходимость применения специального оборудования для наложения ленты. Преимуществом является максимальная стойкость к возможным механическим и вибрационным нагрузкам на кабель при пожаре[45].
Производство кабелей с минеральной изоляцией впервые было освоено в 1934 г. во Франции. Одной из областей применения было освещение Лувра. Эксплуатация в музее показала их высокую надежность и полную пожаробезопасность. С 1937 г. кабели начали изготавливаться в Англии, Японии и Канаде, с основной областью применения — нефтеналивные суда. В 1946 г. производство таких кабелей началось в США. Несколько позднее производство таких кабелей было освоено в Австрии, Австралии, Италии, ФРГ. Советской промышленностью производство было начато в 1951 г.[46]
Срок службы кабелей при высоких температурах определяется стойкостью металлической оболочки к окислению. При 250°С медная оболочка уменьшится на 0,25 мм за сотни лет, а при 800°С это произойдет через 26 часов.[46]
В металлической трубке расположены одна или несколько токопроводящих жил. Пространство внутри оболочки заполнено оксидом магния. Огнестойкость кабелей достигается полным отсутствием сгораемых или термически разлагаемых элементов кабеля, разрушение которых может привести к выходу кабеля из строя. При воздействии пламени не выделяются дым и токсичные компоненты.
Международные стандарты МЭК: IEC 60702-1:2002, IEC 60702-2:2002. Межгосударственные стандарты в стадии разработки.
В кабельной промышленности применяют, как правило, силоксановые каучуки.[47] Их особенностью является высокая теплостойкость. Нормальной температурой их эксплуатации является 180 °C, но они могут длительно работать при температуре 200…250 °C и кратковременно при 300 °C. Распад цепей вулканизированного полимера начинается при 400 °C[47]
Используется для проводов в обмотках электродвигателей для тяжелых эксплуатационных условий и сухих трансформаторов. Провода могут иметь индекс температуры 155°C.[48]
Огнестойкий кабель 2х1.5, огнестойкий кабель линии питания 220в ппгнг a -frhf 3x1.5-1кв гост, держатель кабеля огнестойкий, негорючий кабель оптический.
Кровавая вражда (фильм), Категория:Статьи проекта Липецкая область III уровня низкой важности, Тростниково.
