Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Особенности выбора и применения пожаробезопасных кабелей и кабельной арматуры

Современная тенденция применения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) в энергетике и производственных комплексах уже стала объективной реальностью. Естественно, что при применении нового электрооборудования возникают новые явления в электрических сетях, которых не было ранее. Обусловлены они различными причинами, основные из которых заключаются в новых конструктивных особенностях, и как следствие — в новых электрических и физических параметрах оборудования, являющегося составной частью любой энергосистемы. Неизученность основных процессов и физических особенностей, происходящих при применении кабелей с изоляцией из СПЭ, приводит к авариям, ограничивающим электроснабжение потребителей, и значительным затратам временных и материальных ресурсов на их устранение.

В современных кабельных коммуникациях объём и концентрация электрических кабелей значительно возрастают, что приводит к увеличению риска пожара. По данным США, ежегодный ущерб от пожаров, вызванных возгоранием кабелей, составляет около 6 миллиардов долларов. Поэтому в настоящее время всё больше прокладывается огнестойких кабелей и кабельной арматуры, не распространяющих горение, особенно на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности, таких, как культурно-спортивные и торгово-развлекательные центры, коммунально-бытовые комплексы, предприятия нефтегазового комплекса, метрополитены, крупные производственные объединения и др. Примером может служить значительное количество пожаров на кабельных линиях СН и ВН с изоляцией из СПЭ, причиной которых, вероятно, является несоответствие пропускной способности кабеля по условиям выбора его конструкции условиям прокладки и эксплуатации. В связи с этим для правильного выбора параметров кабельных линий с изоляцией из СПЭ, обеспечивающих требуемую в каждом конкретном случае пропускную способность и пожарную безопасность, необходимо учитывать конструктивные особенности кабелей и физические процессы, происходящие в них при эксплуатации.


ТРЕБОВАНИЯ
К КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ


За последние 20 лет требования к кабелям и арматуре, не распространяющим горение, значительно изменились и регламентируются следующими стандартами: российскими ГОСТ Р, СНБ Республики Беларусь и международными МЭК. Разработаны и внедрены в производство кабели и термоусаживаемая арматура, отличающиеся низким дымо- и газовыделением, не поддерживающие горение и негорючие, не содержащие галогенов и отвечающие современным требованиям электробезопасности. Материалы, используемые для производства пожаробезопасных кабелей и арматуры, должны обеспечивать следующие требования:
• механическую и диэлектрическую прочность, стойкость к ультрафиолетовому излучению;
• не распространять горение — «нг»;
• иметь пониженное дымовыделение — «LS»;
• огнестойкость — «FR»;
• не выделять коррозионно-активных газообразных продуктов — «HF» (безгалогенные);
• обладать малой токсичностью продуктов горения и тления.

Кабели, не распространяющие горение («нг»), характеризуются способностью полимерных композиций к затуханию после прекращения воздействия пламени. Для оценки горючести материала наибольшее распространение получил кислородный индекс — КИ. Он выражается в процентном содержании кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором происходит полное сгорание материала. Чем выше значение КИ материала, тем он менее горючий. Все полимерные материалы, у которых КИ 21, относятся к горючим; если КИ 21, то материал обладает способностью самозатухания на воздухе. Так, кислородный индекс полиэтилена равен 18, резины — 16, ПВХ пластиката — 24. При добавке в ПХВ пластиката антипирена тригидрата алюминия КИ пластиката, из которого изготавливается оболочка кабеля, меньше или равен 30. При этом следует учесть, что добавка антипиренов увеличивает огнестойкость кабеля.

Дымообразование — это способность полимерных композиций образовывать дым при горении и тлении, что является опасным фактором при пожаре. Для промежуточных слоёв кабеля и оболочки с индексом «LS» снижение светопропускания при горении и тлении не превышает 40%, что соответствует МЭК 60332-1.

Коррозионная активность продуктов газовыделения — это способность полимерных композиций при горении и тлении выделять высокоактивные газообразные вещества, такие, как хлористый водород (HCl), бромистый водород (HBr), диоксид серы (SO2), и другие, которые, соединяясь с молекулами воды, образуют кислоты и щёлочи, способные вызвать коррозию металлоконструкций и электронного оборудования. Результаты испытаний показывают, что в продуктах горения и тления оболочки кабеля с индексом «HF» коррозионно-активные вещества находятся в норме и соответствуют ГОСТу.

Токсичность продуктов газовыделения, как правило, является одной из причин несчастных случаев при пожарах. К токсичным продуктам прежде всего относятся: цианистый водород (HCN), аммиак (NH3), диоксид серы (SO2), сероводород (H2S) и формальдегиды. Особенно опасна окись углерода (CO). Показателем токсичности является количество материала в единице замкнутого пространства (г/см3), при сгорании которого выделяющиеся продукты вызывают гибель 50% лабораторных мышей. Чем выше значение показателя, тем менее опасен материал по токсичности продуктов горения.


КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
ПОЖАРОБЕЗОПАСНЫХ КАБЕЛЕЙ


Во всех конструкциях кабелей, не распространяющих горение, заложен следующий принцип: элементы кабеля, соприкасающиеся с окружающей средой, изготавливаются из материалов класса «нг», причём степень негорючести и огнестойкости определяется конструкцией кабеля.

В конструкции кабеля только наружная оболочка в исполнении «нг», во всех остальных случаях соприкосновения элементы конструкции кабеля изготовлены из материалов общепромышленного назначения с высокими электрическими и физико-механическими характеристиками, хорошо зарекомендовавшими себя в процессе эксплуатации.

Основным технологическим решением при производстве огнестойкого кабеля с обозначением «нг-FR» является применение термоизоляционных и огнезащитных барьеров. В качестве таких барьерных слоёв используется обмотка стеклотканью, слюдосодержащей лентой и алюмополимерная лента под оболочкой.

Приведённые выше варианты исполнения пожарои взрывобезопасных кабелей являются только примером возможных комбинаций конструктивного исполнения кабелей. Конкретную конструкцию должны разрабатывать совместно проектные и эксплуатирующие организации на стадии строительного проекта, когда известны все возможные условия и режимы окружающей среды и помещений, а также особые требования к надёжности электроснабжения объекта.


ЛИТЕРАТУРА

1. Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 640 с.
2. Кабели силовые для стационарной прокладки. Общие технические условия. ГОСТ 24183-80.
3. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20, 35 кВ. Технические условия. ТУ 16.К71-335-2004 (ОАО ВНИИКП).
4. Е.Г. Пантелеев. Монтаж и ремонт кабельных линий. 2-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.
5. Д.С. Бачелис, Н.И. Белорусов, А.Е. Саакян. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник. — М.: Энергия, 1971. 704 с.
6. А.И. Балашов, М.А. Боев, А.С. Воронцов и др. Кабели и провода. Основы кабельной техники. Под редакцией И.Б. Пешкова. — М.: Энергоатомиздат, 2009. 470 с. ил.
7. Инструкция по прокладке кабелей силовых с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6—35 кВ. Витебск, ПО «Энергокомплект», 2010. 47 с.
8. Муфты на основе термоусаживаемых изделий для силовых кабелей на напряжение до 35 кВ включительно. Общие технические условия. ТУ 3599-001-04001953-2009. ЗАО ПЗЭМИ, г. Подольск Московской обл.
9. Кабельная арматура, не распространяющая горение, производства ЗАО «Подольский завод электромонтажных изделий». Кабель-news, № 3, март 2008 г.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно