Kabelių ir laidų atsparumas karščiui ir ugniai, nedegi izoliacija

Šiuolaikinio pasaulio neįmanoma įsivaizduoti be laidinių ir kabelinių ryšių, kurių apimtys, beje, nuolat auga ir auga. Didelis elektros kabelių tankis įvairiomis, ne visada idealiomis kabelių izoliacijos sąlygomis, padidina gaisrų riziką. Pavyzdžiui, kasmet JAV dėl gaisrų, kilusių dėl kabelių gaisrų, valstijos ekonomika patiria apie 6 milijardus dolerių nuostolių. Taigi klausimas, kaip sukurti patikimus ugniai atsparius kabelius ir laidus, kurie neskleidžia degimo, tampa vis aktualesnis.

Taigi, kabelio priešgaisrinė sauga nustatoma pagal šiuos penkis rodiklius:

Neplintantis degimas

Degimo neplitimas suprantamas kaip kabelio gebėjimas savaime užgesti iškart po to, kai liepsna nutrūksta. Šį rodiklį galima kiekybiškai įvertinti per gaisro pažeisto kabelio ilgį, pasibaigus liepsnai.

Dūmų optinis tankis

Maksimalus savitasis optinis terpės tankis erdvėje deginant eksperimentinį kabelio pavyzdį apibūdina šio tipo kabeliams būdingą dūmų lygį jų degimo metu. Šis parametras parodo, kaip greitai dūmai pasklinda gaisro paveiktoje patalpoje, jei toks kabelis yra įjungtas. Tai svarbu norint nustatyti gaisro gesinimo sąlygas.

Išskiriančių produktų korozinis aktyvumas

Kuo didesnis išskiriančių produktų ėsdinimas, tuo didesnė gaisro žala. Esant dideliam dujų išsiskyrimo produktų korozijai, gaisro apimtoje patalpoje sunaikinama elektros įranga. Kiekybiškai šį parametrą lemia: vandenilio chlorido, vandenilio bromido, sieros dioksido ir kt. — nuo tokių veikliųjų produktų kiekio.

Dujų toksiškumas

Paprastai išmetamų dujų toksiškumas sukelia avarijas ir aukas gaisruose. Šie toksiški produktai daugiausia yra: amoniakas, anglies monoksidas, vandenilio cianidas, vandenilio sulfidas, sieros dioksidas ir kt.

Atsparumas ugniai

Ugniai atsparūs kabeliai išlaiko savo charakteristikas veikiami atviros liepsnos, šis indikatorius skaičiuojamas per tam tikrą laiką – nuo ​​15 minučių iki 3 valandų – per tą laiką ugniai atsparus kabelis gali veikti toliau.

Kabelio izoliacija ir atsparumas ugniai

Kabelio priešgaisrinę saugą daugiausia lemia jo izoliacijos ir apsauginės dangos medžiaga, taip pat kabelio konstrukcija. Izoliacijos gamybai naudojamos polimerinės medžiagos pasižymi tokiais priešgaisrinės saugos parametrais kaip:

• Degumas;

• deguonies indeksas;

• Dūmų susidarymo koeficientas;

• Išskiriančių produktų korozinis aktyvumas;

• Degimo produktų toksiškumas.

Degumas

Pagal GOST 12.1.044-89 apibūdinamas medžiagų degumas, tai yra, jų gebėjimas degti. Medžiagos skiriasi: nedegios, sunkiai degančios ir degios.

Nedegios medžiagos paprastai negali degti ore. Nedegios medžiagos gali užsidegti esant orui, tačiau pašalinus liepsnos šaltinį, jos nebegali toliau degti pačios.

Degios medžiagos gali savaime užsidegti ir gali toliau degti pašalinus liepsnos šaltinį.Svarbu čia tai, kad kiekybiniai degumo rodikliai dažnai nevisiškai parodo kabelio gaisrinę saugą.

Deguonies indeksas

Tikslesniam medžiagos degumo įvertinimui bandymo metu naudojamas "deguonies indeksas", kuris yra lygus minimaliam deguonies tūriui azoto-deguonies mišinyje, kuriam esant gali užtrukti stabilus tam tikros medžiagos degimas. vieta. Mažesnis nei 21 deguonies indeksas rodo medžiagos degumą, tai yra, tokia medžiaga gali degti ore net ir pašalinus uždegimo šaltinį.

Dūmų susidarymo koeficientas

Kaip minėta aukščiau, dūmų koeficientas atspindi dūmų optinį tankį degant medžiagai bandymo kameroje arba patalpose. Šis parametras nustatomas fotometriškai fiksuojant apšvietimo susilpnėjimą dėl šviesos pratekėjimo per dūmų pripildytą erdvę. Pavyzdžiui, JAV nacionalinis standartų biuras apibrėžia du dūmų santykius: rūkstantį ir liepsnojantį. Didžiausias dūmų optinis tankis nustatomas skirtingoms medžiagoms:

Išskiriančių produktų korozinis aktyvumas

Pagal vandenilio chlorido, vandenilio bromido, sieros oksido ir vandenilio fluorido kiekį, pagal IEC rekomendacijas, vertinamas išskiriančių produktų ėsdinimas. Tam naudojami žinomi analizės metodai, kai mėginys 20 minučių kaitinamas degimo kameroje iki 800 °C temperatūros.

Degimo produktų toksiškumas

Degimo metu išsiskiriančių toksiškų dujų, tokių kaip anglies monoksidas, anglies dioksidas, vandenilio chloridas, vandenilio fluoridas, vandenilio bromidas, sieros oksidas, azoto oksidas ir vandenilio cianidas, kiekį, degimo produktų toksiškumo laipsnis įvertinamas atliekant degimo bandymus. medžiaga kaitinama iki 800 ° C. Gerai žinomas faktas: daugiausia kabelių pramonėje izoliacijai naudojamos PVC izoliacijos, guma ir polietilenas.

PVC junginys yra mažiausiai degi medžiaga dėl savo cheminės struktūros, kurios molekulėse nėra dvigubų jungčių ir yra chloro atomų.

Gaisro atveju PVC suyra ir išskiria vandenilio chloridą, kuris neleidžia ugniai plisti. Tačiau sąveikaujant su vandeniu ar garais vandenilio chloridas virsta druskos rūgštimi, kuri yra labai ėsdinanti. Be to, vandenilio chloridas yra pavojingas žmonėms, todėl PVC naudojimas ribojamas ugniai atsparių ir ugniai atsparių kabelių izoliacijos gamyboje.

Padidėjęs atsparumas ugniai ir atsparumas karščiui

Pridėjus inhibitorių prie PVC, galima padidinti jo atsparumą ugniai. Taigi, fosfatinių plastifikatorių, antipirenų, užpildų įvedimas sumažina PVC junginių degumą. Tuo pačiu metu sumažėja ir dujų išmetimas gaisro atveju, nes inhibitoriai suriša vandenilio chloridą, nusodindami jį nedegios patalpos pavidalu.

Polietilenas yra degesnis, o norint, kad polietileno izoliacija būtų nedegi, į jį dedama antipirenų, kurie prisideda prie savaiminio polietileno izoliacijos gesinimo modifikuotos sudėties pagrindu. Labiausiai paplitęs sprendimas yra stibio trioksido ir chloruoto parafino mišinys, dėl kurio pasiekiamas pranašumas prieš PVC - sumažinta dujų emisija, sumažintas toksiškumas ir pavojus žmonėms.

Kalbant apie guminę izoliaciją, guma yra mažiausiai degi. polichloropreno guma, kuris tapo plačiai naudojamas kaip kabelio apvalkalo medžiaga. Ugniai atspariausia guma yra silikoninė guma, chlorsulfonuotas arba chlorintas polietilenas („hipalonas“) ir kiti į gumą panašūs polimerai.

Fluoropolimerų, tokių kaip tetrafluoretilenas, pagrindu pagaminti polimerai yra labai atsparūs liepsnai dėl labai didelio deguonies indekso ir mažo garavimo.Bet esant aukštesnei nei 300°C kabelio apvalkalo temperatūrai, tokios medžiagos tampa toksiškos, pavojingos žmonėms, taip pat ėsdinančios elektros įrenginius.

Impregnuoti kabeliai su popierine izoliacija ir aliuminio apvalkalu buvo pirmieji ugniai atsparūs maitinimo kabeliai.

TsAABnlG ir AABnlG markių aukštos įtampos kabeliai ryšuliuose neskleidžia degimo ir atlaiko 20 minučių atviros liepsnos poveikį ant apvalkalo, tai yra, šių kabelių atsparumas ugniai buvo patvirtintas bandymais.

Jų apsauginis dangtelis turi sudėtingą struktūrą: pora cinkuoto plieno juostų ir stiklo pluošto pagalvė po buferiu. Be to, atsparumą ugniai užtikrina korpusai, šarvai ir metaliniai ekranai, kurie padeda pagerinti kabelių kokybę ir atsparumą ugniai net su plastikine izoliacija.

Kai reikalingas kabelio antipirenas, naudojamas šarvuotas kabelis su PVC izoliacija iš varinių arba aliuminio laidininkų sektoriaus arba apvalios formos. Ant kartu su įdaru susuktų šerdelių dedama polietileno tereftalato arba polipropileno juostelių ritė, kurios išdėstytos tarpeliu.

Uždėjus juosteles, ekstruzijos būdu pagaminama savaime gesstanti polietileno juostinė izoliacija. Toliau uždedama puslaidininkinio kabelio popieriaus juostelė su tarpu, tada pora 0,3–0,5 mm storio plieninių juostelių, formuojančių šarvus. Viršutiniai diržai dengia apatinių diržų tarpus. Korpusas pagamintas iš mažai degaus PVC mišinio, kurio storis 2,2-2,4 mm.

Dėl to apvalkalas kartu su juostomis visiškai atitinka antipireno reikalavimus AVBVng ir VBVng kabeliams, kai jie klojami ryšuliais, nepaisant paprastos PVC dangos.

Kai kurie naudingi ugniai atsparių kabelių sprendimai yra stiklo žėručio juostelės virš šerdies. Tokios ugniai atsparios užtvaros kartu su PVC mišiniu užtikrina ilgalaikį kabelio apvalkalo atsparumą liepsnos poveikiui; jie naudojami iki 6 kV įtampos kabeliuose.

Kabelių priešgaisrinei apsaugai geriausiai tinka kompozicijos, kurios degdamos neišskiria vandenilio halogenidų, pavyzdžiui, tinklinis polietilenas su antipirenais ir mineraliniais užpildais.

Be to, kartais vandens pagrindu pagaminti emulsiniai dažai ir rašalai su nedegiomis sudedamosiomis dalimis užtepami ant kabelio apvalkalo purškiant arba tepant teptuku, kad būtų užtikrinta papildoma kabelio apsauga. Sluoksnis padengiamas maždaug 1,5 mm storio, o kabelio srovės keliamoji galia sumažėja tik 5%.

Plačiai naudojami karščiui atsparūs kabeliai su mineraline izoliacija ir plieniniuose apvalkaluose, pvz., KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S ir kt. Čia laidai yra uždengti legiruotojo arba nerūdijančio plieno apvalkalais. Izoliacija tarp šerdies ir apvalkalų pagaminta iš magnio oksido arba periklazės.