Ассоциация «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» Технический циркуляр №14/2006

О применении кабелей из сшитого полиэтилена в кабельных сооружениях,
в том числе во взрывоопасных зонах

В настоящее время на рынке электротехнической продукции предлагаются новые марки кабелей, с изоляцией проводов из сшитого полиэтилена (XLPE) и этиленпропиленовой резины (EPR). Оболочки, указанных кабелей могут изготавливаться из аналогичного пластиката, винилхлорида (PVC) или резины.

В действующих нормативных документах практически отсутствуют указания по правилам проектирования кабельных линий и электропроводок, выполняемых с применением указанных марок кабелей, так как на момент выхода нормативных документов, указанные изделия отсутствовали.

Отсутствие указанных нормативов приводит к затруднениям при проектировании и не позволяет, в ряде случаев, принимать технически обоснованные решения.

Целью выхода настоящего циркуляра является устранение пробелов в действующих нормативных документах и выдача конкретных рекомендаций по применению кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины.

При применении кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины необходимо руководствоваться следующим:

1. Кабельные линии (кабельные потоки) и электропроводки выполняются не распространяющими горение, см. НПБ 242-97 «Классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий».

2. Кабели должны иметь сертификат пожарной безопасности с обязательным указанием категории по нераспространению горения.

3. Кабели из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины, которым присвоен индекс «нг» - не распространяющие горение (а так же «нг-LS» и «нгHF»), разрешаются к применению в кабельных сооружениях и при выполнении электропроводок, в том числе в пожаро- и взрывоопасных зонах всех классов.

ПРИМЕЧАНИЕ Данное разрешение не отменяет других ограничений, например, по материалу проводников.

4. Производители кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины указывают допустимую нагрузку кабелей соответствующую допустимой температуре проводников, при определенном способе прокладки, обычно при одиночной прокладке на воздухе или в земле.

При использовании кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины максимальная нагрузка кабелей должна выбираться с учетом достижения допустимой температуры проводников, с учетом конкретного способа прокладки, в соответствии с требованиями главы 1.3 ПУЭ шестого издания и/или МЭК 60364-5-52 (2001).

5. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины допустимая температура проводников равна 90°С, что выше допустимой температуры проводников с изоляцией из винилхлорида равной 70°С (65°С в соответствии с п.1.3.10. ПУЭ шестого издания). Увеличение допустимых нагрузок кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины ведет к существенному увеличению тепловыделения в кабельных сооружениях и температуры поверхностей.

6. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 51330.13 «Электрооборудование взрывозащищенное. Электроустановки во взрывоопасных зонах» раздел 5.3 во взрывоопасных зонах опасных по газу максимальная температура любых элементов электропроводок и кабельных линий не должна превышать температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси.

В соответствии с требованиями п. 7.3.63. ПУЭ шестого издания в помещениях опасных по воспламенению пыли или волокон (требования данного пункта распространяются на любые помещения и зоны не зависимо от их классификации по ПУЭ или НПБ) температура любых элементов электропроводок и кабельных линий должна быть на 50°С ниже температуры тления для тлеющих пылей или не более двух третей температуры самовоспламенения для не тлеющих пылей или волокон.

При применении кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины должно быть документально подтверждено, что температура любых элементов электропроводок и кабельных линий при расчетных нагрузках с учетом возможных перегрузок, не превышает допустимой по условиям окружающей среды. При отсутствии необходимых обоснований в пожаро- и взрывоопасных зонах допустимые нагрузки для кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины следует принимать не выше, чем для кабелей с изоляцией из винилхлорида, установленных требованиями главы 1.3 ПУЭ шестого издания или МЭК 60364-5-52 (2001).

7. Применение кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины не имеющих индекса «нг» в пожаро- и взрывоопасных зонах не допускается.

В других случаях их применение возможно при использовании дополнительных мероприятий, предотвращающих распространение горения и растекание горящего плава пластиката, например, прокладка в земле, засыпка песком, использование огнезащитных лотков. Применение огнезащитных кабельных покрытий (ОКП) допускается только на ограниченных участках кабельной трассы.

8. Для сращивания кабелей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины следует использовать кабельные муфты, не распространяющие горение. Не распространение горения подтверждается сертификатом пожарной безопасности в системе добровольной сертификации.

В пожаро- и взрывоопасных зонах, где сращивания кабелей избежать нельзя, рекомендуется для соединений использовать термоусаживаемые муфты в соответствии с инструкцией изготовителя.

9. При расчете значений допустимых нагрузок кабелей и проводов рекомендуется использовать временные указания Ассоциации «Росэлектромонтаж» по выбору сечения проводников по нагреву в соответствии со стандартом МЭК 60364-5-52 (2001).

Комментарий к Техническому циркуляру Ассоциации
«Росэлектромонтаж» № 14/2006 от 16.10.2006

Цель настоящего материала – привлечь внимание специалистов к тщательному и критическому прочтению нормативных документов, особенно касающихся безопасности объектов, как проектирования, так и применения кабельных линий.

Скоро год, как вышел в свет, одобренный Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор), Технический циркуляр Ассоциации «Росэлектромонтаж» № 14/2006 от 16.10.2006 «О применении кабелей из сшитого полиэтилена в кабельных сооружениях, в том числе во взрывоопасных зонах».

Сумел ли этот циркуляр заполнить пробел в действующих нормативных документах, относящихся к применению кабелей с изоляцией проводов из сшитого полиэтилена (СПЭ) и этиленпропиленовой резины (ЭПР) на опасных производственных объектах, и, прежде всего, во взрывоопасных зонах?

Если ответить кратко, то в отношении, как минимум, силовых кабелей с изоляцией из СПЭ и ЭПР скорее нет, чем да. Иначе тогда для чего с упрямством, достойным лучшего применения, кабельные заводы один за другим получают сегодня разрешения Ростехнадзора на применение своей продукции с изоляцией из СПЭ во взрывоопасных зонах?

Только ли дело в более пристальном взгляде государства на вопросы безопасности промышленных объектов после последней трагедии на шахте в Кузбассе, унесшей столько человеческих жизней, после которой, Ростехнадзор вдруг вспомнил, что должен сам определять применимость оборудования на опасных производственных объектах? И в частности, на объектах, содержащих взрывоопасные зоны, снабженные электрооборудованием, и, в том числе кабелем?

Думается, что дело не только в этом. Попробуем пристальнее присмотреться к тексту Циркуляра №14.

Сразу же бросается в глаза неопределенность предмета, чье применение призван регулировать документ. Собственно, о каких же кабелях идет речь? В частности, на какие группы напряжений этот кабель, если речь идет о силовых кабелях? Хотя бы, исходя, из общепринятого деления оборудования на низковольтное, среднее, высоковольтное…

Применим ли циркуляр для кабелей слаботочных (управления, контрольных, передачи данных и т.п.)?

К сожалению, Циркуляр не охватывает и многих аспектов взрывобезопасности, фрагментарно отражая отдельные части проблемы.

Например, совершенно не отражен вопрос искробезопасности, являющейся неотъемлемой частью упомянутого в циркуляре раздела (ГОСТ Р 51330.13) многотомного ГОСТ Р 51330.

Как известно, для разных областей искробезопасности ia, ib, ic толщина изоляции кабеля определяется в соответствии с необходимым, согласно п.п. 6.4.11ГОСТ Р 51330.10-99.3, испытательным напряжением.

А для случаев, предусмотренных ГОСТ Р 51330.13, единственно упомянутым в циркуляре, испытания напряжением не менее 500 В или 1000 В, не являются универсальным критерием надежности для разных групп кабелей (низковольтные, средневольтные, высоковольтные).

Кроме того, сам собой напрашивается главный вопрос, а нужно ли было особо оговаривать материал изоляции кабеля, если в ГОСТ Р 51330.13 предусмотрена применимость не только кабелей с изоляцией их ПВХ или резины, но и аналогичных полимерных материалов? Такая формулировка ГОСТ Р 51330.13 (напр. п.п 9.3.2, 9.3.3), хотя и противоречит ПУЭ 7.3 п.п. 103, но соответствует аутентичному тексту МЭК 60079-14-96 и явно смягчает традиционные отечественные требования безопасности.

Нужно ли было особо оговаривать циркуляром №14/2006 это обстоятельство для кабелей с изоляцией из СПЭ и ЭПР – не ясно. Тем более, что в многотомном ГОСТ Р 51330 охвачено практически всё или почти все, что касается электрооборудования для взрывоопасных зон. Более того, не следует забывать, что у каждого промышленного ведомства существуют свои ныне действующие Правила Безопасности, в которых особо оговаривают и взрывобезопасность электрооборудования.

Например:
• Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств (ПБ 09-563-03),
• Правила промышленной безопасности для взрывопожароопасных производственных объектов хранения, переработки и использования растительного сырья (ПБ 14-586-03),
• Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов (ПБ 09-560-03),
• Правила классификации, постройки, и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ 2006 г. Российского Морского Регистра Судоходства,
• Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей (сланцев) и многочисленные другие.

И в такой обстановке проектировщику ориентироваться только на Циркуляр при всем желании не удастся. Да и поставщику или производителю кабеля пока что придется получать разрешение Ростехнадзора на свой кабель с изоляцией из СПЭ или из ЭПР, если он хочет, что бы его продукция не только вошла в проектные решения, но и реально применялась в таких объектах, как объекты нефтегазового комплекса, химической промышленности, горнодобывающей и т.п. сферах, где широко присутствует взрывоопасность.

В заключении приведем только некоторые выдержки наиболее интересных пунктов ГОСТ Р 51330.13-99 (МЭК 60079-14-96) ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок). Эти пункты иллюстрируют сказанное нами выше.

В главе 9 ЭЛЕКТРОПРОВОДКА:

9.2 кабельные линии для зоны класса 0

В зоне класса 0 должны использоваться бронированные кабели стационарной прокладки с металлической (кроме алюминиевой), поливинилхлоридной или резиновой оболочкой, не распространяющей горение, с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией.

9.3 кабельные линии для зон класса 1 и 2

9.3.1 Кабели для стационарного электрооборудования.

Для стационарной электропроводки можно использовать кабели с металлической, термопластической, эластомерной оболочкой или кабели с металлизированной оболочкой из неорганической изоляции.

9.3.2 Кабели для переносного и передвижного электрооборудования

Для переносного или передвижного электрооборудования должны использоваться кабели, имеющие усиленную поливинилхлоридную оболочку или другую эквивалентную синтетическую оболочку, кабели с усиленной резиновой оболочкой или кабели равноценной конструкции. Проводники должны иметь поперечное сечение не менее 1,0 мм².

В качестве нулевого защитного проводника, при необходимости его наличия, используется одна из жил питающего кабеля.

Переносное электрооборудование с номинальным напряжением, не превышающим 250 В относительно земли, и номинальным током не более 6 А может иметь кабели с обычной поливинилхлоридной или другой эквивалентной синтетической оболочкой, кабели с обычной резиновой оболочкой или кабели равноценной конструкции. Такие кабели не могут применяться для переносного и передвижного электрооборудования, подвергаемого большим механическим нагрузкам (например, переносные лампы, ножные переключатели и погружные насосы).

Металлическая гибкая броня или экран кабеля переносного и передвижного электрооборудования не могут использоваться в качестве единственного защитного проводника.

Оболочка кабеля должна быть маслобензостойкой, не распространяющей горение.

9.3.3 Гибкие кабели

Гибкие кабели должны быть выбраны из числа следующих:
- гибкие кабели с резиновой оболочкой;
- гибкие кабели с поливинилхлоридной оболочкой;
- кабели с пластмассовой изоляцией, равноценные гибким кабелям с усиленной резиновой оболочкой.

9.3.4 Распространение пламени

Кабели для стационарной электропроводки, если они не прокладываются в земле или не находятся в засыпанных песком траншеях или каналах, или как-либо иначе не защищены от распространения пламени, должны обладать характеристиками по распространению пламени, которые позволяют им выдержать испытания по ГОСТ Р МЭК 332-1.

В главе 12
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ВИДА i
“ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ”:

12.2.2 Кабели

12.2.2.1 Общие требования

В искробезопасных электрических цепях могут использоваться только изолированные кабели, у которых заземляющий и экранирующий проводники, а также заземление экрана проверены напряжением не менее 500 В переменного тока.

Если во взрывоопасной зоне используют многожильные проводники, концы проводника должны быть защищены от разделения на отдельные провода, например с помощью наконечника.

Диаметр отдельных проводников в пределах взрывоопасной зоны должен быть не менее 0,1 мм. Это относится также к проводам многопроволочной жилы.

12.2.2.2 Электрические параметры кабелей

Для всех используемых кабелей должны быть известны их электрические параметры (Cc и Lc) или (Cc и Lc / Rc), либо в расчет должны приниматься наиболее неблагоприятные значения, указанные изготовителем (см.
12.2.5).

12.2.2.6 Маркировка кабелей

Кабели, содержащие искробезопасные электрические цепи, должны быть промаркированы. Если оболочки или покрытия кабелей маркируются цветом, должен применяться синий цвет. Кабели, имеющие такую маркировку, не должны использоваться для других целей. Если кабели искробезопасных или искроопасных электрических цепей бронированы, помещены в металлическую оболочку или экранированы, маркировка кабелей искробезопасных электрических цепей не требуется.

Внутри измерительных стоек и шкафов управления, коммутационной аппаратуры, распределительных устройств и т.д., где имеется риск перепутывания между собой кабелей искробезопасных и искроопасных электрических цепей при наличии нулевого рабочего проводника, имеющего расцветку, выполненную синим цветом, должны приниматься меры альтернативной маркировки.

Эти меры включают в себя:
- объединение жил в общем жгуте с бандажом, окрашенным в голубой цвет;
- этикетирование;
- отчетливое структурное и пространственное разделение.

12.2.2.7 Многожильные кабели, содержащие более одной искробезопасной электрической цепи

Данные требования являются дополнительными по отношению к 12.2.2.1-12.2.2.6.

Радиальная толщина изоляции проводника должна соответствовать диаметру проводника и материалу изоляции. Для изоляционных материалов, используемых в настоящее время, например полиэтилена, минимальная радиальная толщина должна быть не менее 0,2 мм.

Изоляция проводника должна выдерживать испытательное напряжение переменного тока с действующим значением, вдвое превышающим номинальное напряжение искробезопасной электрической цепи, но не менее 500 В.

Должны применяться многожильные кабели того типа, который способен выдержать проверку электрической прочности изоляции переменным током с действующим значением напряжения не менее:
- 500 В, приложенного между любыми броней и (или) экраном(ами), соединенными вместе, и всеми соединенными вместе жилами;
- 1000 В, приложенного между пучком, составляющим одну половину токоведущих жил кабеля, соединенных вместе, и пучком, составляющим другую половину соединенных вместе жил. Это испытание не применяют к многожильным кабелям с экранированными проводниками каждой из цепей.

Аналитическая служба «КАБЕЛЬ-news»