Kabeļu un vadu karstumizturība un ugunsizturība, nedegoša izolācija

Mūsdienu pasauli nav iespējams iedomāties bez vadu un kabeļu sakariem, kuru apjoms, starp citu, nepārtraukti aug un pieaug. Lielais elektrisko kabeļu blīvums dažādos, ne vienmēr ideālos kabeļu izolācijas apstākļos, palielina ugunsgrēku risku. Piemēram, katru gadu ASV kabeļu ugunsgrēku dēļ štata ekonomika cieš zaudējumus aptuveni 6 miljardu dolāru apmērā. Tāpēc arvien aktuālāks kļūst jautājums par uzticamu ugunsdrošu kabeļu un vadu izveidi, kas neizplata degšanu.

Tātad kabeļa ugunsdrošību nosaka šādi pieci rādītāji:

Neizplatīšanās degšana

Ar degšanas neizplatīšanos saprot kabeļa spēju pašam nodzist tūlīt pēc liesmas pārtraukšanas. Šo indikatoru var noteikt visā kabeļa garumā, kas ir bojāts ugunsgrēkā pēc liesmas beigām.

Dūmu optiskais blīvums

Vides maksimālais īpatnējais optiskais blīvums telpā eksperimentālā kabeļa parauga degšanas laikā raksturo šāda veida kabeļiem raksturīgo dūmu līmeni to degšanas laikā. Šis parametrs atspoguļo to, cik ātri dūmi izplatās ugunsgrēka skartajā telpā, ja šāds kabelis ir ieslēgts. Tas ir svarīgi, lai noteiktu ugunsgrēka dzēšanas apstākļus.

Izplūstošo produktu korozijas aktivitāte

Jo augstāka ir gāzu izvadošo produktu korozija, jo lielāks ir ugunsgrēka radītais kaitējums. Ar augstu gāzu izdalīšanās produktu korozivitāti ugunsgrēka aizsegtā telpā tiek iznīcinātas elektriskās iekārtas. Kvantitatīvi šo parametru nosaka: ūdeņraža hlorīda, ūdeņraža bromīda, sēra dioksīda utt. — no šādu aktīvo produktu daudzuma.

Gāzes toksicitāte

Parasti gāzu emisiju toksicitāte izraisa negadījumus un upurus ugunsgrēkos. Šie toksiskie produkti galvenokārt ir: amonjaks, oglekļa monoksīds, ciānūdeņradis, sērūdeņradis, sēra dioksīds utt.

Ugunsizturība

Ugunsizturīgie kabeļi saglabā savas īpašības atklātas liesmas ietekmē, šis rādītājs tiek aprēķināts laika gaitā - no 15 minūtēm līdz 3 stundām -, kura laikā ugunsizturīgais kabelis var turpināt darboties.

Kabeļu izolācija un ugunsizturība

Kabeļa ugunsdrošību galvenokārt nosaka tā izolācijas un aizsargpārklājuma materiāls, kā arī kabeļa konstrukcija. Izolācijas ražošanā izmantotajiem polimērmateriāliem ir raksturīgi tādi ugunsdrošības parametri kā:

• Uzliesmojamība;

• Skābekļa indekss;

• Dūmu ražošanas koeficients;

• Izplūstošo produktu korozijas aktivitāte;

• Sadegšanas produktu toksicitāte.

Uzliesmojamība

Saskaņā ar GOST 12.1.044-89 tiek raksturota materiālu uzliesmojamība, tas ir, to spēja sadedzināt. Materiāli atšķiras: nedegošs, grūti degošs un degošs.

Nedegoši materiāli parasti nespēj sadegt gaisā. Nedegoši materiāli gaisa klātbūtnē var uzliesmot, taču pēc liesmas avota noņemšanas tie nevar turpināt degt paši.

Uzliesmojoši materiāli spēj pašaizdegties un var turpināt degt arī pēc liesmas avota noņemšanas Svarīgi šeit ir tas, ka uzliesmojamības kvantitatīvie rādītāji bieži vien pilnībā nenorāda uz kabeļa ugunsdrošību.

Skābekļa indekss

Lai precīzāk novērtētu materiāla uzliesmojamību testa laikā, tiek izmantots "skābekļa indekss", kas ir vienāds ar minimālo skābekļa tilpumu slāpekļa-skābekļa maisījumā, pie kura var notikt stabila dotā materiāla degšana. vieta. Skābekļa indekss, kas mazāks par 21, norāda uz materiāla uzliesmojamību, tas ir, šāds materiāls var sadegt gaisā pat pēc aizdegšanās avota noņemšanas.

Dūmu veidošanās koeficients

Kā minēts iepriekš, dūmu koeficients atspoguļo dūmu optisko blīvumu materiāla sadegšanas laikā testa kamerā vai telpās. Šo parametru nosaka, fotometriski reģistrējot apgaismojuma vājināšanos, ko rada gaismas caurlaidība caur telpu, kas piepildīta ar dūmiem. Piemēram, ASV Nacionālais standartu birojs definē divas dūmu attiecības: gruzdošu un liesmojošu. Maksimālais dūmu optiskais blīvums tiek noteikts dažādiem materiāliem:

Izplūstošo produktu korozijas aktivitāte

Atbilstoši hlorūdeņraža, bromūdeņraža, sēra oksīda un fluorūdeņraža saturam, saskaņā ar IEC rekomendācijām, tiek novērtēta gāzu izvadošo produktu korozija. Šim nolūkam tiek izmantotas zināmās analītiskās metodes, kad paraugu 20 minūtes karsē sadegšanas kamerā līdz 800 ° C temperatūrai.

Sadegšanas produktu toksicitāte

Pārbaudot degšanas laikā izdalīto toksisko gāzu daudzumu, piemēram: oglekļa monoksīds, oglekļa dioksīds, hlorūdeņradis, fluorūdeņradis, bromūdeņradis, sēra oksīds, slāpekļa oksīds un ciānūdeņradis, tiek novērtēta sadegšanas produktu toksicitātes pakāpe. materiāls uzkarsēts līdz temperatūrai 800 ° C. Plaši zināms fakts: galvenokārt kabeļu rūpniecībā izolācijai izmanto PVC izolāciju, gumiju un polietilēnu.

PVC savienojums ir vismazāk uzliesmojošs materiāls, pateicoties tā ķīmiskajai struktūrai, kurā molekulās nav dubultsaišu un ir hlora atomi.

Ugunsgrēka gadījumā PVC sadalās un izdala hlorūdeņradi, kas novērš uguns izplatīšanos. Bet, mijiedarbojoties ar ūdeni vai tvaiku, hlorūdeņradis pārvēršas par sālsskābi, kas ir ļoti kodīga. Turklāt hlorūdeņradis ir bīstams cilvēkiem, tāpēc PVC izmantošana ugunsdrošo un ugunsdrošo kabeļu izolācijas ražošanā ir ierobežota.

Paaugstināta ugunsizturība un karstumizturība

Pievienojot PVC inhibitorus, ir iespējams palielināt tā ugunsizturību. Tātad, fosfātu plastifikatoru, liesmas slāpētāju, pildvielu ieviešana samazina PVC savienojumu uzliesmojamību. Tajā pašā laikā tiek samazināta arī gāzu emisija ugunsgrēka gadījumā, jo inhibitori saista hlorūdeņradi, izgulsnējot to nedegošas telpas veidā.

Polietilēns ir viegli uzliesmojošs, un, lai polietilēna izolāciju padarītu nedegošu, tam tiek pievienoti liesmas slāpētāji, kas veicina polietilēna izolācijas pašatdzišanu, pamatojoties uz modificēto sastāvu. Visizplatītākais risinājums ir antimona trioksīda un hlorētā parafīna maisījums, kā rezultātā tiek panākta priekšrocība salīdzinājumā ar PVC - samazināta gāzu emisija, samazināta toksicitāte un bīstamība cilvēkiem.

Kas attiecas uz gumijas izolāciju, gumija ir vismazāk uzliesmojoša. polihloroprēna gumija, kas kļuva plaši izmantots kā kabeļa apvalka materiāls. Ugunsizturīgākā gumija ir silikona gumija, hlorsulfonēts vai hlorēts polietilēns ("hipalons") un citi gumijai līdzīgi polimēri.

Polimēri, kuru pamatā ir fluorpolimēri, piemēram, tetrafluoretilēns, ir ļoti ugunsizturīgi, jo tiem ir ļoti augsts skābekļa indekss un zema iztvaikošana.Bet kabeļa apvalka temperatūrā virs 300°C šādi materiāli kļūst toksiski, bīstami cilvēkiem, kā arī kodīgi elektroiekārtām.

Impregnēti kabeļi ar papīra izolāciju un alumīnija apvalku bija pirmie ugunsdrošie strāvas kabeļi.

Zīmolu TsAABnlG un AABnlG augstsprieguma kabeļi saišķos neizplata degšanu un iztur 20 minūšu atklātas liesmas iedarbību uz apvalka, tas ir, šo kabeļu ugunsizturība ir apstiprināta testos.

To aizsargpārvalkam ir sarežģīta struktūra: pāris cinkota tērauda sloksnes un stikla šķiedras spilvens zem bufera. Turklāt ugunsizturību nodrošina apvalku, bruņu un metāla ekrānu klātbūtne, kas palīdz uzlabot kabeļu kvalitāti un ugunsizturību pat ar plastmasas izolāciju.

Ja no kabeļa ir nepieciešama liesmas slāpēšana, tiek izmantots bruņu kabelis ar sektora vai apaļas formas vara vai alumīnija vadu PVC izolāciju. Uz serdeņiem, kas savīti kopā ar pildījumu, tiek pievienota polietilēntereftalāta vai polipropilēna sloksņu spole, kas ir sakārtota ar atstarpi.

Pēc sloksņu uzklāšanas ar ekstrūzijas palīdzību tiek izgatavota pašizdziestoša polietilēna lentes izolācija. Tālāk tiek uzklāta pusvadītāja kabeļu papīra sloksne ar spraugu, pēc tam pāris 0,3 līdz 0,5 mm biezas tērauda sloksnes, kas veido bruņas. Augšējās jostas nosedz apakšējo jostu spraugas. Korpuss ir izgatavots no zemas ugunsbīstamības PVC maisījuma, kura biezums ir 2,2-2,4 mm.

Rezultātā apvalks, kas apvienots ar lentēm, pilnībā atbilst liesmas slāpēšanas prasībām AVBVng un VBVng kabeļiem, ja tos saliek saišķos, neskatoties uz vienkāršu PVC pārklājumu.

Daži noderīgi risinājumi ugunsizturīgiem kabeļiem ir stikla vizlas sloksnes virs serdes. Šādas ugunsdrošas barjeras kopā ar PVC savienojumu nodrošina kabeļa apvalka ilgstošu izturību pret liesmas iedarbību; tos izmanto kabeļos spriegumam līdz 6 kV.

Kabeļu ugunsdrošībai vislabāk piemēroti preparāti, kas degot neizdala ūdeņraža halogenīdus, piemēram, šķērssaistīts polietilēns ar liesmas slāpētājiem un minerālu pildvielām.

Turklāt dažreiz uz kabeļa apvalka tiek uzklātas ūdens bāzes emulsijas krāsas un tintes ar nedegošām sastāvdaļām, izsmidzinot vai ar suku, lai nodrošinātu kabeļa papildu aizsardzību. Slānis tiek uzklāts apmēram 1,5 mm biezumā, savukārt kabeļa strāvas nestspēja tiek samazināta tikai par 5%.

Plaši tiek izmantoti karstumizturīgi kabeļi ar minerālo izolāciju un tērauda apvalkos, piemēram, KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S u.c. Šeit vadi ir ievietoti leģētā vai nerūsējošā tērauda apvalkos. Izolācija starp serdeņiem un apvalkiem ir izgatavota no magnija oksīda vai periklāzes.