Пожаробезопасные кабели (индексы -FR, -LS, -LTx, -HF, нг) – характеристики и специфика применения

© ДИАЛОГ ЭЛЕКТРО

Фото: Пожаробезопасные кабели сохраняют работоспособность в условиях воздействия открытого пламени

Копировать ссылку

1 Проблематика. Почему статья так актуальная сейчас?

Активное развитие электротехнических и электронных систем, сопровождающееся повсеместным распространением кабельно-проводниковой продукции (КПП), поставило перед производителями и потребителями много новых вопросов, один из которых – это безопасность эксплуатации. Так, будучи энергетическими «венами и артериями» нашего общества, кабели и провода присутствуют на каждом промышленном объекте, в доме и отдельно взятой квартире. Распределяя огромные объёмы энергии, кабельно-проводниковые изделия одновременно являются потенциальным источником опасности, и в первую очередь пожарного плана. Давайте же рассмотрим, какие риски ожидают нас при эксплуатации КПП и как применение пожаробезопасных технологий может их минимизировать.

2 Пожаробезопасная эксплуатация КПП

Статистика последних лет ясно демонстрирует, что вопрос пожарной безопасности при эксплуатации кабелей и проводов стоит достаточно остро. Именно возгорание проводки, безотносительно самих причин, очень часто приводит к серьёзным пожарам, ущербу имуществу и многочисленным людским жертвам. Безусловно, немалую роль в этом играет человеческий фактор, ведь мы нередко экономим на качественных материалах, не соблюдаем правила проведения электротехнических и монтажных работы – тем самым пренебрегаем здравым смыслом. Так, например, пытаясь соединить элементы высоковольтных сильноточных систем с помощью простых скруток и дешёвых некачественных зажимов, мы явно не задумываемся о возможных последствиях.

Это лишь первое, что приходит в голову, однако, аналогичных примеров множество. Обычно естественным результатом подобного халатного поведения будет возгорание, возникшее по причине значительного перегрева электрического контакта или короткого замыкания (КЗ), что в принципе приведёт к одинаковым последствиям. Загоревшаяся проводка станет тем каналом, по которому пламя начнёт распространяться по всему помещению, попутно воспламеняя все вокруг. Особенную опасность представляет проводка, проложенная в закрытых труднодоступных местах. Поскольку к тому моменту как вы заметите признаки возгорания «скрытого» от вас, оно уже может успеть охватить большие площади.

Конечно, подобные сценарии необходимо предотвращать на корню, но никто не даст нам стопроцентной гарантии, что такого не произойдёт, и в этом случае большое, если даже не сказать ключевое значение, будут играть те самые кабельно-проводниковые изделия, о которых мы расскажем в следующих пунктах.

3 Кабель не распространяющий горение (сокр. нг, разг. негорючий или низкого горения)

Особенность данного изделия заключается в том, что кабель имеющий в своей маркировке буквенную аббревиатуру «нг» и подвергшийся возгоранию, способен самостоятельно затухать спустя некоторое время. Фактически, основную роль тут играет не распространяющая горение материалы изоляции и / или оболочки, поскольку токопроводящие жилы из алюминия или меди при открытом пламени скорее оплавятся, нежели загорятся.

Однако, нам будет недостаточно просто проложить трудновоспламеняемый негорючий кабель и считать, что проблема решена, поскольку дополнительно нужно учесть характер одиночной или групповой прокладки кабеля. Первый – одиночный вариант прокладки кабеля никак не отображается в российской маркировке и считается таковым, если расстояние до соседнего кабеля или пучка превышает 300 мм, в противном случае это уже групповая прокладка кабеля.

Естественным будет предположить, что в группе может находиться разное количество кабельных изделий, соответственно удельный объем горючей массы также будет меняться. Для чёткого обозначения возможных границ была введена система индексов -A, -B, -C, -D. Так, -A говорит нам, что при прокладывании пучка с удельным объёмом горючих материалов не превышающим 7 литров на 1 метр длины самого пучка, последний должен самостоятельно затухать при возгорании. Для получения более подробной и развёрнутой информации по другим индексам, вы можете обратиться к межгосударственному стандарту ГОСТ 31565-2012. Кроме того, можно изучить ГОСТ IEC 60332, а именно его части, касающиеся испытаний КПП: 3-22, 3-23, 3-24, 3-25.

Фото: Категории нераспространения горения кабеля

Если вам требуются кабели силовые не распространяющих горение, то в первую очередь рассчитайте общий удельный объем горючей массы, а отталкиваясь от него выбирайте подходящий индекс. Это позволит вам не только правильно определить тип электротехнического изделия, технологически и эксплуатационно соответствующего именно вашей задаче, но и сэкономит деньги.

4 Кабель огнестойкий (Fire resistance – FR)

Несмотря на некоторую схожесть названий с негорючим кабелем, рассмотренным нами в предыдущем пункте, огнестойкий тип КПП устроен принципиально по-другому и предназначен для длительного функционирования под воздействием открытого пламени. Это особенно важно, если по огнестойкому кабелю (FR) осуществляется энергоснабжение пожарных насосов, вентиляторов удаления дыма, систем сигнализации и оповещения, а также прочего оборудования противопожарной и противоаварийной защиты.

В данной категории КПП добиться необходимой огнеустойчивости удалось за счёт покрытия каждой отдельной жилы кабеля специальной огнестойкой изоляцией из кремнийорганической резины, а также применения огнеупорных термических изолирующих барьеров, созданных на основе такого минерала как слюда или синтетической стеклоткани. Краткий обзор их параметров представлен далее:

1. Слюдяная лента из флогопита (минерал подкласса слоистых силикатов) – минимальная температура огнестойкости +850 °С;
2. Слюдяная лента из мусковита (минерал, калиевая слюда) – минимальная температура огнестойкости +980 °С;
3. Синтетическая слюдяная лента. Основа – бумажная слюда. Стеклоткань выступает армирующим элементом. Минимальная температура огнестойкости +1100 °С.

Из указанных значений температур следует и тот факт, что силовой высокотемпературный огнестойкий кабель должен быть произведён с медной токопроводящей жилой, поскольку алюминий плавится уже при +660,3 °С.

Высокая термостойкость, в купе с превосходными диэлектрическими свойствами изоляционных материалов, сохраняющимися при нагреве до значительных температур, позволяют избежать короткого замыкания даже при условии, что огнестойкий кабель оказался в эпицентре пожара.

Однако, здесь тоже есть свои границы, поскольку практически любой материал может полностью выгореть при поддержании необходимых условий – высокой интенсивности горения, свободного доступа кислорода, достаточной температуры. На данный момент в нормативной документации прописано семь уровней или категорий пределов огнестойкости (ПО), каждая из которых определяет максимально допустимое время воздействия открытого огня на огнестойкий кабель, при установленной температуре пламени не выше +750 °С. Градация предела огнестойкости идёт от первой к седьмой категории, и от 180 до 30 минут соответственно. В англоязычных стандартах вместо аббревиатуры ПО применяется FE (Extended flame exposure duration) с добавлением времени работоспособности – FE180, FE90, FE60 и т. д.

5 Кабель малодымный – с пониженным газодымовыделением (Low Smoke – LS)

Изоляционные оболочки кабельно-проводниковой продукции с индексом LS выполнены из специальных полимерных материалов, которые при горении выделяют пониженное количество дыма. Следовательно, плотность дисперсных частиц продуктов горения находящихся в воздухе для малодымных кабелей и проводов будет значительно меньше. Однако, как определить и измерить это «меньше»?

Для этих целей проводится специальное испытание по оценке возможности дымовой взвеси пропускать свет определённого диапазона частот. Так, по стандартам Европейского Союза (ЕС) при сгорании электропроводника с индексом Low Smoke (LS) светопроницаемость не должна падать более чем на 40 % от своего первоначального значения. Для Российской Федерации (РФ) этот параметр равен 50 %.

Ключевая цель применения малодымной КПП на промышленных и гражданских объектах, сводится к минимизации основных негативных последствий, возникающих при горении электропроводки, а именно:

1. Ухудшение условий видимости, дезориентирующее простых людей и спасателей, что значительно усложняет проведение эвакуации и пожаротушения;
2. Факт отравления окисью углерода, известной как угарный газ.

Сегодня правила пожарной безопасности в обязательном порядке требуют использовать LS кабели при прокладке в зданиях и закрытых сооружениях – местах, где уровень естественного проветривания не гарантирует удаления газообразных продуктов горения. В противном случае – на улице, крыше здания или ином типе открытой прокладке можно применять КПП с обычным уровнем дымообразования.

6 Кабель безгалогенный (Halogen Free – HF) и низкотоксичный (Low Toxic – LTx)

Обычно галогеновые включения, содержащиеся в оболочке и изоляции КПП, не представляют опасности для человека, поскольку их концентрация в воздухе пренебрежимо мала. Однако, в случае пожара и воздействия пламени многие материалы становятся источником крайне токсичных и едких соединений, одними из которых будут галогены. Так, поливинилхлорид (ПВХ) станет распадаться с образованием хлора – химически активного галогена и соляной кислоты. Полагаем, что последствия такого «соседства» для человека объяснять не стоит. Между тем, не только живые существа пострадают от воздействия этих химических соединений, но и конструкции, чей процесс протекания коррозии ускорится в несколько раз.

К кабельной продукции с индексом Halogen Free (HF) относится специальная группа изделий, чья изоляция и оболочка выполнены из специальных безгалогенных компаундов и полимерных композиций со специальными добавками. Например, безгалогенная изоляция может включать антипирены – вещества под воздействием высокой температур разлагающиеся с образованием воды.

Низкотоксичные кабели Low Toxic (LTx) устроены по аналогичному принципу, что и безгалогенные, но гарантируют гораздо большую защиту от вредных выбросов. Причина этого в том, что каждый материал применяемый в LTx кабелях характеризуется показателем токсичности как минимум в 120 г/м³. Из этого следует, что лишь при сгорании материала массой в 120 г в замкнутом пространстве объёмом 1 м³, выделится достаточное количество токсичных веществ, необходимых для гибели 50 % организмов. В свою очередь для кабелей HF и LS этот показатель должен превышать только 40 г/м³.

Кабели HF и LTx активно применяется на объектах метрополитена, в системах сигнализации, в помещениях с повышенной концентрацией электронной техники и оборудования, местах массового скопления людей, учебных заведениях и т. п.

7 Примеры пожаробезопасной кабельной продукции

Ознакомившись с основными свойствами пожаробезопасной КПП, рассмотрим несколько частных примеров, демонстрирующих как эти свойства могут комбинироваться между собой и какие конструктивные варианты готовых изделий могут быть получены в результате:

• КГВЭВнг(А)-LS (Кабель электропитания силовой гибкий экранированный, с поливинилхлоридной изоляцией, не распространяющий горение по категории A, с пониженным газодымовыделением);
• КППГнг(А)-FRHF (Кабель контрольный для систем управления, огнестойкий негорючий (A), с изоляцией и оболочкой из полимерных компаундов, не содержащих галогены);
• КППГЭнг(А)-HF (Кабель управляющий негорючий (A), экранированный, с изоляцией и оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов);
• ВБШвнг(А)-LS (Кабель силовой медный негорючий (A), с поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией, бронированный, с низким дымо- и газовыделением);
• ВВГнг(А)-FRLS (Силовой малодымный огнестойкий кабель с медной жилой, изоляцией и оболочкой из ПВХ, не распространяющий горение по категории A);
• ВВГнг(А)-FRLSLTx (Аналогичен марке ВВГнг(А)-FRLS, но дополнительно характеризуется пониженной токсичностью продуктов горения);
• КСБнг(А)-FRLS (Кабель симметричный огнестойкий групповой прокладки для систем безопасности и промышленной автоматизации, негорючий (A), с пониженной токсичностью);
• ПуГВнг(А)-LS (Провод монтажный установочный с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности, не распространяющий горение по категории (A), обладающий низким газодымовыделением);
• КВВГЭнг(А)-FRLSLTX (Кабель экранированный огнестойкий, негорючий (A), с пониженным выделением продуктов горения и их низкой токсичностью).