Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Новое поколение электрических кабелей с улучшенными показателями пожарной безопасности

Электрическая изоляция и защитные покровы кабелей в силу своего функционального назначения выполняются преимущественно из органических полимерных композиций, которые по степени стойкости к воздействию пламени могут быть отнесены к горючим материалам при классификации по ГОСТ 12.1.044. Не случайно электрические кабели и провода по основным составляющим пожарной опасности, таким как количество пожаров, размер ущерба от пожара и число погибших людей при пожаре, занимают первое место в ранге пожарной опасности среди электротехнических изделий.

Поэтому в последние годы при разработке или усовершенствовании кабелей, предназначенных для эксплуатации в кабельных сооружениях атомных электростанций, метрополитенов, на судах, в офисных помещениях наряду с основными эксплуатационными параметрами кабелей предъявляются более жесткие требования по совокупности показателей пожарной безопасности, приведенных в таблице 1. При этом в связи с развитием микропроцессорной техники, компьютеризацией технологических процессов и офисных помещений наиболее остро стоит проблема снижения коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении электрических кабелей и проводов.

Таблица 1

Основные показатели пожарной безопасности электрических кабелей

Наименование показателя Обозначение в марках кабелей Нормативная база для оценки показателя
1. Нераспространение горения индекс "нг" ГОСТ 12176, часть 3, категория "А"
(ГОСТ Р МЭК 332-3-96)
2. Дымогазовыделение при горении и тлении индекс "LS" (low smoke) МЭК 61034, части 1 и 2
3. Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения индекс "HF" (halogen free) ГОСТ Р МЭК 60754, часть 2
4. Огнестойкость индекс "FR" (fire resistance) МЭК 60331-11 МЭК 60331-24

Кабели исполнения "нг" не распространяющие горение при прокладке пучком с нормированным объемом горючей массы кабелей по ГОСТ 12176-89, раздел 3 (МЭК 332-3) были разработаны в 1984-1986 годах. Нераспространение горения в зависимости от конструктивного исполнения кабелей было обеспечено путем применения специальных защитных термических барьеров или экранов в конструкциях кабелей, путем ограничения объема горючих материалов, использования полимерных и других материалов с низкой удельной теплотой сгорания и полимерных композиций с высокими значениями кислородного индекса. Преимущественным решением было применение поливинилхлоридных композиций пониженной горючести марок НГП 40-32 и НГП 30-32, горючесть которых характеризуется значением кислородного индекса равным 32%. Вместе с тем, как было выявлено в процессе сертификационных испытаний, в последние годы из-за снижения контроля за качеством этих материалов участились случаи отказов кабелей при испытании на соответствие требованиям ГОСТ 12176-89, для категории "А". Также было установлено, что кабели исполнения "нг" при горении выделяют большое количество дыма, содержащего коррозионноактивные и токсичные продукты. В этой связи был выполнен комплекс работ по созданию поливинилхлоридных композиций с пониженной пожарной опасностью, на базе которых разработана и освоена новая серия кабелей, не распространяющих горение с низким дымо- и газовыделением. Основные типы кабелей нового поколения исполнения "нг-LS", освоенные в производстве, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Новая серия нераспространяющих горение кабелей на основе ПВХ композиций пониженной пожарной опасности (исполнение "нг-LS")

Наименование кабелей Обозначение марок кабеля Нормативная документация
поставочная базовая
Кабели силовые ВВГнг-LS, АВВГнг-LS ВБбШнг-LS, АВБбШнг-LS ТУ 16.К71-310-2001 ГОСТ 16442-80
Кабели контрольные КВВГнг-LS, КВВГЭнг-LS ТУ 16.К71-310-2001 ГОСТ 1508-79
Кабели управления КУГВВнг-LS КУГВЭВнг-LS КУГВВЭнг-LS ТУ 16.К71-310-2001 ТУ 505.856-75
Кабели малогабаритные КМПВнг-LS, КМПВЭнг-LS КМПЭВнг-LS КМПЭВЭнг-LS ТУ 16.К71-310-2001 ТУ 16.705-169-80

Приведенные в таблице 2 марки кабелей включены в перечень кабельных изделий, разрешенных для применения на атомных электростанциях. В ближайшей перспективе также будет доработана номенклатура бронированных кабелей для применения в метро и других объектов, где по условиям эксплуатации требуются бронированные кабели. Отличительной особенностью кабелей исполнения "нг-LS" является то, что их изоляция, заполнение и оболочка выполнены из специальных полимерных композиций пониженной пожарной опасности, созданных на основе поливинилхлорида. Кабели исполнения "нг-LS" отличаются от кабелей с индексом "нг" тем, что кроме нераспространения горения они характреризуются пониженным выделением хлористого водорода и низкой дымообразующей способностью при горении и тлении.

Физико-механические и электрические характеристики изоляции и оболочек кабелей исполнения "нг-LS", выполненных из специальных поливинилхлоридных композиций производства компании "Проминвест", соответствуют нормированным значениям, установленным в стандарте МЭК 60502-1 для композиций ПВХ типа PVC/A и ST1.

Характеристики пожарной опасности ПВХ композиций для изоляции и оболочек кабелей исполнения "нг-LS" и кабелей исполнения "нг" приведены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристики пожарной опасности ПВХ композиций для изоляции и оболочек кабелей исполнения "нг-LS"

Наименование Значение показателей
кабели "нг" кабели "нг-LS"
И 40-13А О-40 НГП 40-32 ППИ 30-30 ППО 30-35 ППВ 28
1. Кислородный индекс (КИ), % 23 24 32 30 35 28
2. Дымообразование в камере по ГОСТ 12.1.044-89, м3/м·кг 1070 970 560 280 200 150
3. Массовая доля HCl, выделяющегося при горении, % 36,7 28,6 23,1 13,0 14,0 5,0
4. Токсичность, HCl50, г/м3 35,5 93,3 42,3 83,0 101,0 130,0
5. Удельная теплота сгорания, МДж/кг 25,8 23,7 19,7 18,9 17,8 10,0

Из приведенных в таблице 3 данных видно, что по основным параметрам, характеризующим пожарную опасность полимерных материалов, ПВХ композиции для изоляции и оболочек кабелей "нг-LS" отличаются более высокими значениями КИ, низкими значениями параметра дымообразования, выделения хлористого водорода и пониженной токсичностью продуктов горения по сравнению с ПВХ композициями для изоляции и оболочек кабелей общепромышленного исполнения и кабелей "нг". При этом, как это видно из данных, приведенных в таблице 4 по токсичности продуктов, выделяющихся при горении, ПВХ композиции пониженной пожарной опасности относятся к классу умеренно опасных и малоопасных веществ. В то время как полимерные композиции, такие как полиэтилен, композиции ПВХ для кабелей общепромышленного исполнения и кабелей "нг" по показателю токсичности относятся к классу высокоопасных (ВО) материалов.

Таблица 4

Состав токсичных веществ при горении полимерных композиций

Наименование композиций, марка Продукты газовыделения, мг/г Токсичность
СО СО2 HCl альдегиды, фенол группа токсичности HCl50, г/м3
ПЭ 153-10К 246 1930 4,1 ВО 14,7
ПВХ: И40-13А
НГП 30-32
155
150
945
685
358
238
2,3
4,4
ВО
ВО
35,5
37
ППИ 30-30
ППО 30-35
ППВ 28
65
40
40
880
640
600
140
130
50
2,1
2,8
2,7
УО
УО
МО
83
101
130

Испытание кабелей по оценке дымообразования проведено в камере 27 м3 по МЭК 61034 в режиме пламенного горения и тления. Результаты испытаний трех типов кабелей, приведенные на рисунке, свидетельствуют, что кабели исполнения "нг-LS" по показателю оптическая плотность дыма близки к безгалогенным кабелям.

Композиции ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, используемые для изоляции и оболочек кабелей, обладают высокой стойкостью к термическому старению. Они характеризуются высоким значением энергии активации (Е = 94 - 96 кДж/моль) и низким значением константы скорости десорбции пластификатора (k200 = 1,5·10-3 мин-1). Минимальное значение срока службы кабелей типа КВВГнг-LS и ВВГнг-LS, рассчитанные по экспериментальным данным, превышает 30 лет при эксплуатации в режимах и условиях, предусмотренных в ТУ 16.К71-310-2001.

Серия новых кабелей исполнения "нг-LS" освоена в промышленном производстве на восьми кабельных заводах России. С учетом технических характеристик и эксплуатационных свойств кабели нового поколения найдут широкое применение в кабельных коммуникациях взамен кабелей исполнения "нг", производство которых планируется прекратить с 2003 года.

Изменение интенсивности светового потока

1 - кабели безгалогенные (HF); 2 - кабели исполнения "нг-LS"; 3 - кабели исполнения "нг"

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно