Rezistenta la caldura si rezistenta la foc a cablurilor si firelor, izolatie incombustibila

Este imposibil să ne imaginăm lumea modernă fără comunicații prin cablu și prin cablu, al căror volum, apropo, crește și crește constant. Densitatea mare a cablurilor electrice in conditii variate, nu intotdeauna ideale pentru izolarea cablurilor, creste riscul de incendiu. De exemplu, în fiecare an în SUA din cauza incendiilor provocate de incendiile prin cablu, economia statului suferă pierderi de circa 6 miliarde de dolari. Deci problema creării de cabluri și fire de încredere rezistente la foc, care nu răspândesc arderea devine din ce în ce mai urgentă.

Deci, siguranța la foc a cablului este determinată de următorii cinci indicatori:

Combustie fără propagare

Nepropagarea arderii este înțeleasă ca capacitatea cablului de a se autostinge imediat după încetarea flăcării. Acest indicator poate fi cuantificat pe lungimea cablului deteriorat de incendiu după terminarea flăcării.

Densitatea optică a fumului

Densitatea optică specifică maximă a mediului în spațiu în timpul arderii unei probe de cablu experimental caracterizează nivelul de fum caracteristic acestui tip de cabluri în timpul arderii lor. Acest parametru reflectă cât de repede se răspândește fumul într-o încăpere afectată de un incendiu dacă un astfel de cablu este pornit. Acest lucru este important pentru a determina condițiile pentru stingerea unui incendiu.

Activitatea de coroziune a produselor de degajare

Cu cât este mai mare corozivitatea produselor de degazare, cu atât mai mare este daunele provocate de incendiu. Cu o corozivitate ridicată a produselor de eliberare a gazelor, echipamentele electrice dintr-o încăpere acoperită de incendiu sunt distruse. Cantitativ, acest parametru este determinat de eliberarea de: acid clorhidric, bromură, dioxid de sulf etc. — din cantitatea de astfel de produse active.

Toxicitatea gazelor

De regulă, toxicitatea emisiilor de gaze duce la accidente și victime în incendii. Aceste produse toxice sunt în principal: amoniacul, monoxidul de carbon, cianura de hidrogen, hidrogenul sulfurat, dioxidul de sulf etc.

Rezistent la foc

Cablurile rezistente la foc își păstrează caracteristicile sub influența unei flăcări deschise, acest indicator fiind calculat în timp — de la 15 minute la 3 ore — timp în care cablul rezistent la foc poate continua să funcționeze.

Izolarea cablurilor și rezistența la foc

Siguranța la foc a cablului este determinată în principal de materialul izolației și a stratului său de protecție, precum și de designul cablului. Materialele polimerice utilizate pentru producerea izolației sunt caracterizate de astfel de parametri de siguranță la incendiu precum:

• Inflamabilitate;

• indicele de oxigen;

• Coeficientul de producere a fumului;

• Activitatea de coroziune a produselor de degazare;

• Toxicitatea produselor de ardere.

Inflamabilitate

Conform GOST 12.1.044-89, este caracterizată inflamabilitatea materialelor, adică capacitatea lor de a arde. Materialele diferă: incombustibile, greu de ars și combustibile.

Materialele incombustibile sunt în general incapabile să ardă în aer. Materialele incombustibile se pot aprinde în prezența aerului, dar odată ce sursa de flacără este îndepărtată, acestea nu pot continua să ardă singure.

Materialele inflamabile sunt capabile de auto-aprindere și pot continua să ardă după ce sursa flăcării este îndepărtată.Lucru important aici este că indicatorii cantitativi de inflamabilitate adesea nu indică pe deplin siguranța la foc a cablului.

Indicele de oxigen

Pentru o evaluare mai precisă a inflamabilității materialului în timpul testului, se utilizează „indicele de oxigen”, care este egal cu volumul minim de oxigen din amestecul de azot-oxigen, la care poate dura o ardere stabilă a materialului dat. loc. Un indice de oxigen mai mic de 21 indică inflamabilitatea materialului, adică un astfel de material poate arde în aer chiar și după ce sursa de aprindere a fost îndepărtată.

Coeficientul de producere a fumului

După cum sa menționat mai sus, coeficientul de fum reflectă densitatea optică a fumului în timpul arderii materialului în camera de testare sau în interior. Acest parametru este determinat prin înregistrarea fotometrică a atenuării iluminării datorată trecerii luminii printr-un spațiu plin de fum. Biroul Național de Standarde din SUA, de exemplu, definește două rapoarte de fum: mocnit și flăcări. Densitatea optică maximă a fumului este determinată pentru diferite materiale:

Activitatea de coroziune a produselor de degajare

În funcție de conținutul de acid clorhidric, bromură de hidrogen, oxid de sulf și fluorură de hidrogen, conform recomandărilor IEC, se evaluează corozivitatea produselor de eliberare a gazelor. Pentru aceasta, se folosesc metode analitice cunoscute, atunci când proba este încălzită într-o cameră de ardere la o temperatură de 800 ° C timp de 20 de minute.

Toxicitatea produselor de ardere

Prin cantitatea de gaze toxice eliberate în timpul arderii, cum ar fi: monoxid de carbon, dioxid de carbon, acid clorhidric, acid fluorhidric, bromură, oxid de sulf, oxid de azot și cianura de hidrogen, gradul de toxicitate al produselor de ardere este evaluat la testarea material încălzit la o temperatură de 800 ° C. Fapt binecunoscut: în principal în industria cablurilor, izolațiile din PVC, cauciucul și polietilena sunt folosite pentru izolație.

Compusul PVC este materialul cel mai puțin inflamabil datorită structurii sale chimice, în care nu există legături duble în molecule și există atomi de clor.

În caz de incendiu, PVC-ul se descompune și eliberează clorură de hidrogen, care împiedică răspândirea incendiului. Dar atunci când interacționează cu apa sau aburul, clorura de hidrogen se transformă în acid clorhidric, care este foarte coroziv. În plus, clorura de hidrogen este periculoasă pentru oameni, astfel încât utilizarea PVC-ului este limitată în producția de izolație pentru cabluri ignifuge și ignifuge.

Rezistență crescută la foc și rezistență la căldură

Prin adăugarea de inhibitori la PVC, este posibilă creșterea rezistenței la foc. Deci, introducerea plastifianților cu fosfat, a ignifugelor, a materialelor de umplutură - reduce inflamabilitatea compușilor PVC. În același timp, emisiile de gaze în caz de incendiu sunt și ele reduse, deoarece inhibitorii leagă clorura de hidrogen, precipitându-l sub forma unei încăperi neinflamabile.

Polietilena este mai inflamabilă, iar pentru a face izolația din polietilenă incombustibilă, i se adaugă ignifugă, care contribuie la auto-stingerea izolației din polietilenă pe baza compoziției modificate. Cea mai comună soluție este un amestec de trioxid de antimoniu și parafină clorurată, datorită căruia se obține un avantaj față de PVC - emisie redusă de gaze, toxicitate redusă și pericol pentru oameni.

În ceea ce privește izolația din cauciuc, cauciucul este cel mai puțin inflamabil. cauciuc policloropren, care a devenit utilizat pe scară largă ca material pentru mantaua cablului. Cauciucul cel mai rezistent la foc este cauciucul siliconic, polietilena clorosulfonata sau clorurata ("hypalon") si alti polimeri asemanatori cauciucului.

Polimerii pe bază de fluoropolimeri precum tetrafluoretilena sunt foarte rezistenți la flacără datorită indicelui lor de oxigen foarte ridicat și evaporării scăzute.Dar la temperaturi de manta de cablu peste 300°C, astfel de materiale devin toxice, periculoase pentru oameni și, de asemenea, corozive pentru echipamentele electrice.

Cablurile impregnate izolate cu hârtie și învelite cu aluminiu au fost primele cabluri de alimentare rezistente la foc.

Cablurile de înaltă tensiune ale mărcilor TsAABnlG și AABnlG în fascicule nu răspândesc arderea și rezistă 20 de minute de expunere la o flacără deschisă pe manta, adică rezistența la foc a acestor cabluri a fost confirmată în teste.

Husa lor de protecție are o structură complexă: o pereche de benzi de oțel galvanizat și o pernă din fibră de sticlă sub bara de protecție. În plus, rezistența la foc este asigurată de prezența obuzelor, blindajelor și ecranelor metalice, care ajută la îmbunătățirea calității și rezistenței la foc a cablurilor, chiar și cu izolație din plastic.

Când este necesară rezistența la flacără a cablului, atunci se folosește un cablu blindat cu izolație PVC din conductori din cupru sau aluminiu de formă sectorială sau rotundă. Pe miezurile răsucite împreună cu umplutura, se adaugă o bobină de polietilen tereftalat sau benzi de polipropilenă, care sunt dispuse cu un gol.

După aplicarea benzilor se realizează prin extrudare o izolație cu bandă de polietilenă auto-stingabilă. În continuare, se aplică o bandă de hârtie de cablu semiconductoare cu un spațiu, apoi o pereche de benzi de oțel cu grosimea de 0,3 până la 0,5 mm formând o armură. Centurile superioare acoperă golurile curelelor de dedesubt. Corpul este confectionat dintr-un amestec PVC cu inflamabilitate redusa cu o grosime de 2,2-2,4 mm.

Ca rezultat, mantaua combinată cu benzi îndeplinește pe deplin cerințele de ignifugare pentru cablurile AVBVng și VBVng atunci când sunt așezate în mănunchi, în ciuda acoperirii simple din PVC.

Unele soluții utile pentru cablurile refractare sunt benzi de mică de sticlă peste miez. Astfel de bariere rezistente la foc, împreună cu un compus din PVC, asigură rezistența pe termen lung a mantalei cablului la acțiunea flăcării; se folosesc la cabluri pentru tensiuni de până la 6 kV.

Formulările care nu emit halogenuri de hidrogen atunci când sunt arse, cum ar fi polietilena reticulata cu substanțe ignifuge și umpluturi minerale, sunt cele mai bune pentru protecția la foc a cablurilor.

În plus, uneori pe mantaua cablului se aplică vopsele și cerneluri în emulsie pe bază de apă cu componente incombustibile, prin pulverizare sau periere, pentru a oferi o protecție suplimentară cablului. Stratul se aplică cu o grosime de aproximativ 1,5 mm, în timp ce capacitatea de transport curent a cablului este redusă cu doar 5%.

Cablurile rezistente la căldură cu izolație minerală și în manta de oțel, precum KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S etc., sunt utilizate pe scară largă. Aici, firele sunt închise în mantale din aliaj sau oțel inoxidabil. Izolația dintre miezuri și învelișuri este realizată din oxid de magneziu sau periclază.