Отпорност на топлоту и ватроотпорност каблова и жица, негорива изолација

Немогуће је замислити савремени свет без жичаних и кабловских комуникација, чији обим, иначе, стално расте и расте. Велика густина електричних каблова у различитим, не увек идеалним условима за изолацију каблова, повећава опасност од пожара. На пример, сваке године у САД због пожара изазваних пожарима каблова, државна економија трпи губитке од око 6 милијарди долара. Дакле, питање стварања поузданих ватроотпорних каблова и жица које не шире сагоревање постаје све хитније.

Дакле, пожарну сигурност кабла одређује следећих пет индикатора:

Сагоревање које се не шири

Под неширењем сагоревања подразумева се способност кабла да се самоугаси одмах након престанка пламена. Овај индикатор се може квантификовати дуж дужине кабла оштећеног пожаром након завршетка пламена.

Оптичка густина дима

Максимална специфична оптичка густина медијума у ​​простору при сагоревању експерименталног узорка кабла карактерише ниво дима карактеристичан за ову врсту каблова при њиховом сагоревању. Овај параметар одражава колико се брзо дим шири у просторији захваћеној пожаром ако је такав кабл укључен. Ово је важно за утврђивање услова за гашење пожара.

Корозивна активност продуката гаса

Што је већа корозивност продуката гаса, већа је штета од пожара. Са високом корозивношћу производа за ослобађање гаса, електрична опрема у просторији покривеној ватром је уништена. Квантитативно, овај параметар је одређен ослобађањем: хлороводоника, бромоводоника, сумпор-диоксида итд. — од количине таквих активних производа.

Токсичност гаса

По правилу, токсичност емисије гасова доводи до удеса и жртава у пожарима. Ови токсични производи су углавном: амонијак, угљен моноксид, цијановодоник, сумпорводоник, сумпор диоксид итд.

Отпоран на ватру

Ватроотпорни каблови задржавају своје карактеристике под утицајем отвореног пламена, овај индикатор се израчунава током времена — од 15 минута до 3 сата — за које време ватроотпорни кабл може наставити да ради.

Изолација каблова и отпорност на пожар

Сигурност од пожара кабла је углавном одређена материјалом његове изолације и заштитног премаза, као и дизајном кабла. Полимерни материјали који се користе за производњу изолације карактеришу такви параметри заштите од пожара као што су:

• Запаљивост;

• Кисеонички индекс;

• Коефицијент производње дима;

• Корозивна активност продуката гаса;

• Токсичност продуката сагоревања.

Запаљивост

Према ГОСТ 12.1.044-89, карактерише се запаљивост материјала, односно њихова способност сагоревања. Материјали се разликују: негориви, тешко запаљиви и запаљиви.

Негориви материјали углавном не могу да горе на ваздуху. Негориви материјали могу се запалити у присуству ваздуха, али када се извор пламена уклони, не могу наставити да горе сами.

Запаљиви материјали су способни за самозапаљење и могу наставити да горе након уклањања извора пламена.Овде је важно да квантитативни показатељи запаљивости често не указују у потпуности на пожарну сигурност кабла.

Индекс кисеоника

За тачнију процену запаљивости материјала при испитивању користи се „индекс кисеоника“ који је једнак минималној запремини кисеоника у смеши азот-кисеоник, при којој може трајати стабилно сагоревање датог материјала. место. Индекс кисеоника мањи од 21 указује на запаљивост материјала, односно такав материјал може да гори на ваздуху чак и након уклањања извора паљења.

Коефицијент производње дима

Као што је горе наведено, коефицијент дима одражава оптичку густину дима током сагоревања материјала у испитној комори или у затвореном простору. Овај параметар се одређује фотометријским снимањем слабљења осветљења услед проласка светлости кроз простор испуњен димом. Амерички национални биро за стандарде, на пример, дефинише два односа дима: тињајући и пламени. Максимална оптичка густина дима одређена је за различите материјале:

Корозивна активност продуката гаса

Према садржају хлороводоника, бромоводоника, сумпор-оксида и флуороводоника, према препорукама ИЕЦ-а, процењује се корозивност продуката који излазе из гаса. За то се користе познате аналитичке методе, када се узорак загрева у комори за сагоревање на температуру од 800 ° Ц током 20 минута.

Токсичност продуката сагоревања

Кроз количину токсичних гасова који се ослобађају током сагоревања, као што су: угљен-моноксид, угљен-диоксид, хлороводоник, флуороводоник, бромоводоник, сумпор-оксид, азот-оксид и цијановодоник, процењује се степен токсичности продуката сагоревања приликом испитивања. материјал загрејан на температуру од 800 ° Ц. Добро позната чињеница: углавном у индустрији каблова за изолацију се користе ПВЦ изолације, гума и полиетилен.

ПВЦ једињење је најмање запаљиви материјал због своје хемијске структуре, у којој нема двоструких веза у молекулима и има атома хлора.

У случају пожара, ПВЦ се распада и ослобађа хлороводоник који спречава ширење пожара. Али када је у интеракцији са водом или паром, хлороводоник се претвара у хлороводоничну киселину, која је веома корозивна. Осим тога, хлороводоник је опасан за људе, па је употреба ПВЦ-а ограничена у производњи изолације за ватроотпорне и ватроотпорне каблове.

Повећана отпорност на ватру и топлоту

Додавањем инхибитора ПВЦ-у могуће је повећати његову отпорност на ватру. Дакле, увођење фосфатних пластификатора, успоривача пламена, пунила — смањује запаљивост ПВЦ једињења. Истовремено, емисије гасова у случају пожара су такође смањене, јер инхибитори везују хлороводоник, таложећи га у облику незапаљиве просторије.

Полиетилен је запаљивији, а како би полиетиленска изолација била негорива, у њега се додају успоривачи пламена који доприносе самогашењу полиетиленске изолације на бази модификованог састава. Најчешће решење је мешавина антимон триоксида и хлорисаног парафина, због чега се постиже предност у односу на ПВЦ – смањена емисија гасова, смањена токсичност и опасност по људе.

Што се тиче гумене изолације, гума је најмање запаљива. полихлоропренска гума, који је постао широко коришћен као материјал за омотач каблова. Најотпорнија гума је силиконска гума, хлоросулфонирани или хлоровани полиетилен („хипалон“) и други полимери слични каучуку.

Полимери на бази флуорополимера као што је тетрафлуороетилен су веома отпорни на пламен због свог веома високог индекса кисеоника и малог испаравања.Али на температурама омотача каблова изнад 300°Ц, такви материјали постају токсични, опасни за људе, а такође и корозивни за електричну опрему.

Импрегнирани каблови изоловани папиром и алуминијумски омотани каблови били су први каблови за напајање отпорни на ватру.

Високонапонски каблови марки ТсААБнлГ и ААБнлГ у сноповима не шире сагоревање и издржавају 20 минута излагања отвореном пламену на омотачу, односно отпорност на ватру ових каблова је потврђена тестовима.

Њихов заштитни поклопац има сложену структуру: пар поцинкованих челичних трака и јастук од фибергласа испод браника. Поред тога, отпорност на ватру је обезбеђена присуством шкољки, оклопа и металних екрана, који помажу да се побољша квалитет и отпорност на ватру каблова, чак и са пластичном изолацијом.

Када се од кабла захтева отпорност на пламен, онда се користи блиндирани кабл са ПВЦ изолацијом од бакарних или алуминијумских проводника секторског или округлог облика. На језгра увијена заједно са пуњењем додаје се намотај полиетилен терефталатних или полипропиленских трака, које су распоређене са размаком.

Након наношења трака, екструзијом се прави самогасиви полиетиленски појас изолације. Затим се наноси трака од полупроводничког кабловског папира са размаком, затим пар челичних трака дебљине 0,3 до 0,5 мм које формирају оклоп. Горњи појасеви покривају празнине доњих појасева. Тело је направљено од нискозапаљиве ПВЦ мешавине дебљине 2,2-2,4 мм.

Као резултат тога, плашт у комбинацији са тракама у потпуности испуњава захтеве за успоравање пламена за АВБВнг и ВБВнг каблове када се полажу у сноповима, упркос обичном ПВЦ омотачу.

Нека корисна решења за ватросталне каблове су траке од стакленог лискуна преко језгра. Такве ватроотпорне баријере, заједно са ПВЦ смесом, обезбеђују дуготрајну отпорност омотача кабла на дејство пламена; користе се у кабловима за напоне до 6 кВ.

Формулације које при сагоревању не емитују халогеноводонике, као што је умрежени полиетилен са успоривачима горења и минералним пунилима, најбоље су за заштиту каблова од пожара.

Поред тога, понекад се емулзионе боје и мастила на бази воде са незапаљивим компонентама наносе на омотач кабла, прскањем или четком, како би се обезбедила додатна заштита кабла. Слој се наноси у дебљини од приближно 1,5 мм, док је струјна носивост кабла смањена за само 5%.

Каблови отпорни на топлоту са минералном изолацијом и у челичним омотачима, као што су КНМСпЗС, КНМСпН, КНМСС, КНМС2С, итд. Овде су жице затворене у омотаче од легуре или нерђајућег челика. Изолација између језгра и омотача је направљена од магнезијум оксида или периклаза.