Kábelek és vezetékek hő- és tűzállósága, nem éghető szigetelés

Lehetetlen elképzelni a modern világot vezetékes és kábeles kommunikáció nélkül, amelynek mennyisége egyébként folyamatosan növekszik és növekszik. Az elektromos kábelek nagy sűrűsége különféle, a kábelszigeteléshez nem mindig ideális körülmények között növeli a tűzveszélyt. Például az Egyesült Államokban minden évben a kábeltüzek okozta tüzek miatt az állam gazdasága körülbelül 6 milliárd dolláros veszteséget szenved el. Így egyre sürgetőbbé válik a megbízható tűzálló kábelek és vezetékek létrehozásának kérdése, amelyek nem terjesztik az égést.

Tehát a kábel tűzbiztonságát a következő öt mutató határozza meg:

Nem terjedő égés

Az égés nem terjedése alatt a kábel azon képességét értjük, hogy a láng megszűnése után azonnal kialudjon. Ez a mutató a láng megszűnése után a tűz által megsérült kábel hossza mentén számszerűsíthető.

Füst optikai sűrűsége

A közeg maximális fajlagos optikai sűrűsége a térben egy kísérleti kábelminta elégetése során jellemzi az ilyen típusú kábelekre jellemző füstszintet az égés során. Ez a paraméter azt tükrözi, hogy milyen gyorsan terjed a füst a tűz által érintett helyiségben, ha egy ilyen kábel be van kapcsolva. Ez fontos a tűz oltásának feltételeinek meghatározásához.

Kilépő termékek korróziós aktivitása

Minél nagyobb a kigázosodó termékek korrozivitása, annál nagyobb a tűzkár. A gázkibocsátó termékek magas korrozivitása miatt a tűzzel borított helyiségben lévő elektromos berendezések megsemmisülnek. Mennyiségileg ezt a paramétert a következő anyagok kibocsátása határozza meg: hidrogén-klorid, hidrogén-bromid, kén-dioxid stb. — az ilyen hatóanyagok mennyiségéből.

Gáz toxicitás

A gázkibocsátás toxicitása általában balesetekhez és tűzesetekhez vezet. Ezek a mérgező termékek főként: ammónia, szén-monoxid, hidrogén-cianid, hidrogén-szulfid, kén-dioxid stb.

Tűzállóság

A tűzálló kábelek megőrzik jellemzőiket nyílt láng hatására is, ezt a mutatót az idő függvényében számítják ki - 15 perctől 3 óráig -, amely idő alatt a tűzálló kábel tovább tud működni.

Kábelszigetelés és tűzállóság

A kábel tűzbiztonságát elsősorban szigetelésének és védőbevonatának anyaga, valamint a kábel kialakítása határozza meg. A szigetelés gyártásához használt polimer anyagokat a következő tűzbiztonsági paraméterek jellemzik:

• Gyúlékonyság;

• Oxigén index;

• Füsttermelési együttható;

• Kilépő termékek korróziós aktivitása;

• Égéstermékek toxicitása.

Gyúlékonyság

A GOST 12.1.044-89 szerint az anyagok gyúlékonyságát, azaz égési képességét jellemzik. Az anyagok különböznek: nem éghető, nehezen éghető és éghető.

A nem éghető anyagok általában nem képesek a levegőben égni. A nem éghető anyagok levegő jelenlétében meggyulladhatnak, de a lángforrás eltávolítása után nem éghetnek tovább maguktól.

A gyúlékony anyagok öngyulladásra képesek, és a lángforrás eltávolítása után tovább éghetnek, itt az a fontos, hogy a gyúlékonyság mennyiségi mutatói gyakran nem jelzik teljes mértékben a kábel tűzbiztonságát.

Oxigén index

Az anyag gyúlékonyságának pontosabb felméréséhez a vizsgálat során az "oxigén indexet" használjuk, amely megegyezik azzal a minimális oxigéntérfogattal a nitrogén-oxigén keverékben, amelynél az adott anyag stabilan éghet. hely. A 21-nél kisebb oxigénindex az anyag gyúlékonyságát jelzi, vagyis a gyújtóforrás eltávolítása után is éghet a levegőben.

Füsttermelési együttható

Amint fentebb megjegyeztük, a füsttényező tükrözi a füst optikai sűrűségét az anyag égése során a tesztkamrában vagy beltéren. Ezt a paramétert úgy határozzák meg, hogy fotometriailag rögzítik a megvilágítás gyengülését, amely a fénynek a füsttel teli téren való áthaladása miatt következik be. Az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi Hivatala például két füstarányt határoz meg: a füstölést és a lángolást. A füst maximális optikai sűrűségét különböző anyagokra határozzák meg:

Kilépő termékek korróziós aktivitása

A hidrogén-klorid-, hidrogén-bromid-, kén-oxid- és hidrogén-fluorid-tartalom szerint, az IEC ajánlásai szerint a kilépő termékek maró hatását értékelik. Ehhez ismert analitikai módszereket alkalmaznak, amikor a mintát egy égéskamrában 800 °C-ra melegítik 20 percig.

Égéstermékek toxicitása

Az égés során felszabaduló mérgező gázok, mint például: szén-monoxid, szén-dioxid, hidrogén-klorid, hidrogén-fluorid, hidrogén-bromid, kén-oxid, nitrogén-oxid és hidrogén-cianid mennyiségén keresztül az égéstermékek toxicitásának mértéke a vizsgálat során értékelhető. 800 °C-ra melegített anyag. Közismert tény: főleg a kábeliparban PVC szigeteléseket, gumit és polietilént használnak szigetelésre.

A PVC vegyület kémiai szerkezetéből adódóan a legkevésbé gyúlékony anyag, amelynek molekuláiban nincsenek kettős kötések és klóratomok vannak.

Tűz esetén a PVC lebomlik és hidrogén-klorid szabadul fel, ami megakadályozza a tűz továbbterjedését. De ha vízzel vagy gőzzel kölcsönhatásba lép, a hidrogén-klorid sósavvá alakul, ami nagyon korrozív. Ezenkívül a hidrogén-klorid veszélyes az emberre, ezért a PVC felhasználása korlátozott a tűzálló és tűzálló kábelek szigetelésének gyártásában.

Megnövelt tűzállóság és hőállóság

Inhibitorok hozzáadásával a PVC-hez növelhető a tűzállóság. Tehát a foszfát lágyítók, égésgátlók, töltőanyagok bevezetése csökkenti a PVC-vegyületek gyúlékonyságát. Ugyanakkor a tűz esetén a gázkibocsátás is csökken, mivel az inhibitorok megkötik a hidrogén-kloridot, nem gyúlékony helyiség formájában kicsapva azt.

A polietilén gyúlékonyabb, és annak érdekében, hogy a polietilén szigetelés nem éghető, égésgátló anyagokat adnak hozzá, amelyek hozzájárulnak a polietilén szigetelés önkioltásához a módosított összetétel alapján. A legelterjedtebb megoldás az antimon-trioxid és a klórozott paraffin keveréke, aminek köszönhetően előny érhető el a PVC-vel szemben - csökken a gázkibocsátás, csökken a toxicitás és veszély az emberekre.

Ami a gumiszigetelést illeti, a gumi a legkevésbé gyúlékony. polikloroprén gumi, amelyet széles körben használtak kábelköpeny anyagként. A leginkább tűzálló gumi a szilikongumi, a klórszulfonált vagy klórozott polietilén ("hypalon") és más gumiszerű polimerek.

A fluorpolimer alapú polimerek, mint például a tetrafluor-etilén, nagyon magas oxigénindexük és alacsony párolgásuk miatt rendkívül lángállóak, de 300°C feletti kábelköpeny-hőmérsékleten az ilyen anyagok mérgezővé, emberre veszélyessé és az elektromos berendezésekre is maró hatásúvá válnak.

Az impregnált papírszigetelésű és alumíniumköpenyű kábelek voltak az első tűzálló tápkábelek.

A TsAABnlG és AABnlG márkájú nagyfeszültségű kábelek kötegben nem terjesztik az égést, és 20 perces nyílt lángnak való kitételt is kibírnak a köpenyen, vagyis ezeknek a kábeleknek a tűzállóságát tesztek igazolták.

A védőburkolatuk összetett szerkezetű: egy pár horganyzott acélszalag és egy üvegszálas párna a lökhárító alatt. Ezenkívül a tűzállóságot a héjak, páncélzatok és fémernyők jelenléte biztosítja, amelyek hozzájárulnak a kábelek minőségének és tűzállóságának javításához, még műanyag szigeteléssel is.

Ha a kábeltől égésgátlásra van szükség, akkor páncélozott kábelt használnak PVC szigeteléssel, réz vagy alumínium vezetőkből, szektor vagy kör alakúak. A töltelékkel összecsavart magokra polietilén-tereftalát vagy polipropilén csíkok tekercset adnak, amelyek réssel vannak elrendezve.

A csíkok felhordása után önkioltó polietilén hevederes szigetelés készül extrudálással. Ezután egy résszel ellátott félvezető kábelpapír csíkot, majd egy pár 0,3-0,5 mm vastag acélszalagot páncélt képezve. A felső hevederek lefedik az alatta lévő övek réseit. A test 2,2-2,4 mm vastagságú, gyengén gyúlékony PVC keverékből készül.

Ennek eredményeként a szalagokkal kombinált köpeny a sima PVC burkolat ellenére teljes mértékben megfelel az AVBVng és VBVng kábelek égésgátlási követelményeinek kötegben fektetve.

Néhány hasznos megoldás a tűzálló kábelekhez üvegcsillámcsíkok a magon. Az ilyen tűzálló korlátok a PVC-keverékkel együtt biztosítják a kábelköpeny hosszú távú ellenállását a láng hatásával szemben; 6 kV-ig terjedő feszültségű kábelekben használják.

A kábelek tűzvédelmére a legjobbak azok a készítmények, amelyek égéskor nem bocsátanak ki hidrogén-halogenideket, mint például a térhálósított polietilén égésgátlókkal és ásványi töltőanyagokkal.

Ezenkívül néha vízbázisú emulziós festékeket és nem éghető összetevőket tartalmazó tintákat szórással vagy ecsettel visznek fel a kábelköpenyre, hogy további védelmet nyújtsanak a kábelnek. A réteget körülbelül 1,5 mm vastagságban hordják fel, miközben a kábel áramterhelhetősége mindössze 5%-kal csökken.

Széles körben használják az ásványi szigetelésű és acélburkolatú hőálló kábeleket, mint például a KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S stb. Itt a vezetékek ötvözött vagy rozsdamentes acél burkolatokba vannak zárva. A magok és a héjak közötti szigetelés magnézium-oxidból vagy periklázból készül.