Toplotna odpornost in požarna odpornost kablov in žic, negorljiva izolacija

Nemogoče si je predstavljati sodobni svet brez žičnih in kabelskih komunikacij, katerih obseg, mimogrede, nenehno narašča in raste. Velika gostota električnih kablov v različnih, ne vedno idealnih pogojih za izolacijo kablov, povečuje nevarnost požarov. Na primer, vsako leto v ZDA zaradi požarov, ki jih povzročijo požari kablov, državno gospodarstvo utrpi izgube v višini približno 6 milijard dolarjev. Zato postaja vprašanje ustvarjanja zanesljivih ognjevarnih kablov in žic, ki ne širijo izgorevanja, vedno bolj pereče.

Torej požarno varnost kabla določa naslednjih pet kazalcev:

Zgorevanje brez širjenja

Neširjenje gorenja se razume kot sposobnost kabla, da se sam ugasne takoj po prenehanju plamena. Ta indikator je mogoče kvantificirati po dolžini kabla, poškodovanega v ognju po koncu plamena.

Optična gostota dima

Največja specifična optična gostota medija v prostoru med gorenjem poskusnega vzorca kabla označuje stopnjo dima, ki je značilna za to vrsto kablov med njihovim gorenjem. Ta parameter odraža, kako hitro se dim širi v prostoru, ki ga je prizadel požar, če je tak kabel vklopljen. To je pomembno za določitev pogojev za gašenje požara.

Korozivna aktivnost izpušnih plinov

Večja kot je korozivnost produktov, ki izhajajo iz plina, večja je škoda zaradi požara. Z visoko korozivnostjo produktov sproščanja plina se električna oprema v prostoru, ki ga je zajel požar, uniči. Kvantitativno je ta parameter določen s sproščanjem: vodikovega klorida, vodikovega bromida, žveplovega dioksida itd. — od količine takih aktivnih izdelkov.

Strupenost plina

Toksičnost izpustov plinov praviloma vodi do nesreč in žrtev v požarih. Ti strupeni produkti so predvsem: amoniak, ogljikov monoksid, vodikov cianid, vodikov sulfid, žveplov dioksid itd.

Požarna odpornost

Ognjevarni kabli ohranijo svoje lastnosti pod vplivom odprtega ognja, ta indikator se izračuna v času - od 15 minut do 3 ur - v tem času lahko ognjevarni kabel še naprej deluje.

Izolacija kabla in požarna odpornost

Požarna varnost kabla je v glavnem določena z materialom njegove izolacije in zaščitnega premaza ter zasnovo kabla. Za polimerne materiale, ki se uporabljajo za izdelavo izolacije, so značilni parametri požarne varnosti, kot so:

• Vnetljivost;

• kisikov indeks;

• Koeficient proizvodnje dima;

• Korozivna aktivnost produktov, ki izpuščajo pline;

• Strupenost produktov zgorevanja.

Vnetljivost

V skladu z GOST 12.1.044-89 je značilna vnetljivost materialov, to je njihova sposobnost gorenja. Materiali se razlikujejo: negorljivi, težko gorljivi in ​​gorljivi.

Negorljivi materiali na splošno ne morejo goriti na zraku. Negorljivi materiali se lahko vnamejo v prisotnosti zraka, vendar ko odstranimo vir plamena, ne morejo nadaljevati sami.

Vnetljivi materiali so sposobni samovžiga in lahko gorijo tudi po odstranitvi vira plamena, pri čemer je pomembno, da kvantitativni kazalniki vnetljivosti pogosto ne kažejo v celoti požarne varnosti kabla.

Indeks kisika

Za natančnejšo oceno vnetljivosti materiala med preskusom se uporablja "kisikov indeks", ki je enak najmanjši prostornini kisika v mešanici dušika in kisika, pri kateri lahko traja stabilno gorenje danega materiala. mesto. Indeks kisika pod 21 kaže na vnetljivost materiala, to pomeni, da tak material lahko gori na zraku tudi po odstranitvi vira vžiga.

Koeficient proizvodnje dima

Kot je navedeno zgoraj, koeficient dima odraža optično gostoto dima med zgorevanjem materiala v preskusni komori ali v zaprtih prostorih. Ta parameter se določi s fotometričnim snemanjem slabljenja osvetlitve zaradi prehoda svetlobe skozi prostor, napolnjen z dimom. Ameriški nacionalni urad za standarde na primer definira dve razmerji dima: tlenje in gorenje. Največja optična gostota dima je določena za različne materiale:

Korozivna aktivnost izpušnih plinov

Glede na vsebnost vodikovega klorida, vodikovega bromida, žveplovega oksida in vodikovega fluorida se po priporočilih IEC ocenjuje korozivnost produktov izločanja plinov. Za to se uporabljajo znane analizne metode, ko se vzorec segreva v zgorevalni komori na temperaturo 800 ° C 20 minut.

Strupenost produktov zgorevanja

Skozi količino strupenih plinov, ki se sproščajo pri gorenju, kot so: ogljikov monoksid, ogljikov dioksid, vodikov klorid, vodikov fluorid, vodikov bromid, žveplov oksid, dušikov oksid in vodikov cianid, se pri testiranju oceni stopnja toksičnosti produktov zgorevanja. material segret na temperaturo 800 °C. Znano dejstvo: predvsem v kabelski industriji se za izolacijo uporabljajo PVC izolacije, guma in polietilen.

PVC spojina je najmanj vnetljiv material zaradi svoje kemične zgradbe, v kateri v molekulah ni dvojnih vezi in so prisotni atomi klora.

V primeru požara PVC razpade in sprošča vodikov klorid, ki preprečuje širjenje požara. Toda pri interakciji z vodo ali paro se vodikov klorid spremeni v klorovodikovo kislino, ki je zelo jedka. Poleg tega je vodikov klorid nevaren za ljudi, zato je uporaba PVC omejena pri proizvodnji izolacije za ognjevarne in ognjevarne kable.

Povečana požarna in toplotna odpornost

Z dodajanjem inhibitorjev PVC-ju je mogoče povečati njegovo požarno odpornost. Torej, uvedba fosfatnih mehčalcev, zaviralcev gorenja, polnil - zmanjša vnetljivost PVC spojin. Hkrati se zmanjšajo tudi emisije plinov v primeru požara, saj inhibitorji vežejo klorovodik in ga obarjajo v obliki negorljivega prostora.

Polietilen je bolj vnetljiv in zato, da postane polietilenska izolacija negorljiva, se ji dodajo zaviralci gorenja, ki prispevajo k samougasljivosti polietilenske izolacije na osnovi spremenjene sestave. Najpogostejša rešitev je mešanica antimonovega trioksida in klorirafina, s čimer je dosežena prednost pred PVC-jem - zmanjšana emisija plinov, zmanjšana toksičnost in nevarnost za ljudi.

Kar zadeva gumijasto izolacijo, je guma najmanj vnetljiva. polikloropren kavčuk, ki se je pogosto uporabljal kot material za kabelski plašč. Najbolj ognjeodporna guma je silikonska guma, klorosulfonirani ali klorirani polietilen ("hipalon") in drugi gumi podobni polimeri.

Polimeri na osnovi fluoropolimerov, kot je tetrafluoroetilen, so zaradi zelo visokega kisikovega indeksa in nizkega izhlapevanja zelo odporni proti ognju, vendar pri temperaturah kabelskega plašča nad 300 °C postanejo takšni materiali strupeni, nevarni za ljudi in tudi jedki za električno opremo.

Kabli z impregnirano izolacijo iz papirja in oplaščeni z aluminijem so bili prvi ognjevarni električni kabli.

Visokonapetostni kabli blagovnih znamk TsAABnlG in AABnlG v snopih ne širijo izgorevanja in vzdržijo 20 minut izpostavljenosti odprtemu ognju na plašču, kar pomeni, da je požarna odpornost teh kablov potrjena s testi.

Njihova zaščitna prevleka ima zapleteno strukturo: par pocinkanih jeklenih trakov in blazina iz steklenih vlaken pod odbijačem. Poleg tega je požarna odpornost zagotovljena s prisotnostjo lupin, oklepov in kovinskih zaslonov, ki pomagajo izboljšati kakovost in požarno odpornost kablov, tudi s plastično izolacijo.

Kadar se od kabla zahteva negorljivost, se uporablja oklepni kabel s PVC izolacijo iz bakrenih ali aluminijastih vodnikov sektorske ali okrogle oblike. Na jedra, zvita skupaj s polnilom, je dodana tuljava trakov iz polietilen tereftalata ali polipropilena, ki so razporejeni z režo.

Po nanosu trakov se z ekstruzijo izdela samougasljiva polietilenska izolacija. Nato se nanese trak polprevodniškega kabelskega papirja z režo, nato pa par jeklenih trakov debeline 0,3 do 0,5 mm, ki tvorita oklep. Zgornji pasovi pokrivajo vrzeli spodnjih pasov. Telo je izdelano iz nizko vnetljive PVC mešanice debeline 2,2-2,4 mm.

Kot rezultat, plašč v kombinaciji s trakovi v celoti izpolnjuje zahteve za zaviranje gorenja za kable AVBVng in VBVng, če so položeni v snopih, kljub navadni PVC prevleki.

Nekatere uporabne rešitve za ognjevarne kable so trakovi iz steklene sljude preko jedra. Takšne ognjevarne pregrade skupaj s PVC maso zagotavljajo dolgotrajno odpornost kabelskega plašča na delovanje plamena; uporabljajo se v kablih za napetosti do 6 kV.

Za protipožarno zaščito kablov so najboljše formulacije, ki pri gorenju ne oddajajo vodikovih halidov, kot je zamreženi polietilen z zaviralci gorenja in mineralnimi polnili.

Poleg tega se včasih na plašč kabla nanesejo emulzijske barve na vodni osnovi in ​​črnila z negorljivimi komponentami z razprševanjem ali čopičem, da zagotovijo dodatno zaščito kabla. Plast se nanese v debelini približno 1,5 mm, pri čemer se tokovna nosilnost kabla zmanjša le za 5 %.

Široko se uporabljajo toplotno odporni kabli z mineralno izolacijo in v jeklenih plaščih, kot so KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S itd. Tukaj so žice zaprte v plašče iz zlitine ali nerjavečega jekla. Izolacija med jedri in lupinami je iz magnezijevega oksida ali periklaza.