Kaablite ja juhtmete kuuma- ja tulekindlus, mittepõlev isolatsioon

Kaasaegset maailma on võimatu ette kujutada ilma juhtme- ja kaabelsideta, mille maht, muide, pidevalt kasvab ja kasvab. Elektrikaablite suur tihedus erinevates, mitte alati kaabliisolatsiooniks ideaalsetes tingimustes suurendab tulekahjude ohtu. Näiteks USA-s kannab igal aastal kaablipõlengutest põhjustatud tulekahjude tõttu osariigi majandus umbes 6 miljardit dollarit kahju. Seega muutub üha pakilisemaks küsimus usaldusväärsete tulekindlate kaablite ja juhtmete loomisest, mis ei levita põlemist.

Seega määravad kaabli tuleohutuse järgmised viis indikaatorit:

Põlemine, mis ei levi

Põlemise mittelevimise all mõistetakse kaabli võimet ise kustuda kohe pärast leegi lakkamist. Seda indikaatorit saab mõõta kogu tules kahjustatud kaabli pikkuses pärast leegi lõppu.

Suitsu optiline tihedus

Söötme maksimaalne optiline eritihedus ruumis katselise kaabliproovi põletamise ajal iseloomustab seda tüüpi kaablitele põlemise ajal iseloomulikku suitsutaset. See parameeter näitab, kui kiiresti suits levib tulekahjust kahjustatud ruumis, kui selline kaabel on sisse lülitatud. See on oluline tulekahju kustutamise tingimuste kindlaksmääramiseks.

Gaasi eraldavate toodete korrosiooniaktiivsus

Mida suurem on eralduvate toodete söövitavus, seda suurem on tulekahjustus. Gaasieraldustoodete kõrge söövitavusega hävivad tulega kaetud ruumis olevad elektriseadmed. Kvantitatiivselt määrab selle parameetri: vesinikkloriid, vesinikbromiid, vääveldioksiid jne. — selliste toimeainete kogusest.

Gaasi mürgisus

Reeglina põhjustab gaasiheitmete toksilisus tulekahjudes õnnetusi ja inimohvreid. Need mürgised tooted on peamiselt: ammoniaak, süsinikmonooksiid, vesiniktsüaniid, vesiniksulfiid, vääveldioksiid jne.

Tulekindlus

Tulekindlad kaablid säilitavad oma omadused lahtise leegi mõjul, see indikaator arvutatakse aja jooksul - 15 minutist 3 tunnini -, mille jooksul tulekindel kaabel võib jätkata tööd.

Kaabli isolatsioon ja tulekindlus

Kaabli tuleohutuse määrab peamiselt selle isolatsiooni ja kaitsekatte materjal, samuti kaabli konstruktsioon. Isolatsiooni tootmiseks kasutatavaid polümeermaterjale iseloomustavad sellised tuleohutusparameetrid nagu:

• Tuleohtlikkus;

• hapniku indeks;

• Suitsu tootmise koefitsient;

• Väljuvate toodete korrosiooniaktiivsus;

• Põlemissaaduste mürgisus.

Tuleohtlikkus

Vastavalt standardile GOST 12.1.044-89 iseloomustatakse materjalide süttivust, see tähendab nende põlemisvõimet. Materjalid erinevad: mittesüttiv, raskesti põlev ja põlev.

Mittesüttivad materjalid ei ole üldjuhul võimelised õhu käes põlema. Mittesüttivad materjalid võivad õhu käes süttida, kuid kui leegiallikas on eemaldatud, ei saa nad ise edasi põleda.

Tuleohtlikud materjalid on isesüttimisvõimelised ja võivad edasi põleda ka pärast leegi allika eemaldamist.Oluline on siinjuures see, et tuleohtlikkuse kvantitatiivsed näitajad ei näita sageli täielikult kaabli tuleohutust.

Hapniku indeks

Materjali süttivuse täpsemaks hindamiseks katse ajal kasutatakse "hapnikuindeksit", mis on võrdne hapniku minimaalse mahuga lämmastiku-hapniku segus, mille juures võib antud materjali stabiilne põlemine toimuda. koht. Hapnikuindeks alla 21 näitab materjali süttivust ehk selline materjal võib õhu käes põleda ka pärast süüteallika eemaldamist.

Suitsu tootmise koefitsient

Nagu eespool märgitud, peegeldab suitsukoefitsient suitsu optilist tihedust materjali põlemisel katsekambris või siseruumides. See parameeter määratakse valguse nõrgenemise fotomeetrilise registreerimisega, mis on tingitud valguse läbimisest suitsuga täidetud ruumist. Näiteks USA riiklik standardibüroo määratleb kaks suitsu suhet: hõõguv ja leekiv. Suitsu maksimaalne optiline tihedus määratakse erinevatele materjalidele:

Gaasi eraldavate toodete korrosiooniaktiivsus

Vastavalt vesinikkloriidi, vesinikbromiidi, vääveloksiidi ja vesinikfluoriidi sisaldusele, vastavalt IEC soovitustele, hinnatakse väljuvate toodete söövitust. Selleks kasutatakse tuntud analüütilisi meetodeid, kui proovi kuumutatakse põlemiskambris 20 minuti jooksul temperatuurini 800 ° C.

Põlemissaaduste mürgisus

Põlemisel eralduvate mürgiste gaaside, nagu süsinikmonooksiid, süsinikdioksiid, vesinikkloriid, vesinikfluoriid, vesinikbromiid, vääveloksiid, lämmastikoksiid ja vesiniktsüaniid, hulga kaudu hinnatakse põlemissaaduste toksilisuse astet katsetamisel. materjal kuumutatakse temperatuurini 800 ° C. Tuntud fakt: peamiselt kaablitööstuses kasutatakse isolatsiooniks PVC-isolatsiooni, kummi ja polüetüleeni.

PVC ühend on oma keemilise struktuuri tõttu kõige vähem süttiv materjal, mille molekulides puuduvad kaksiksidemed ja on klooriaatomeid.

Tulekahju korral PVC laguneb ja eraldub vesinikkloriidi, mis takistab tule levikut. Kuid vee või auruga suhtlemisel muutub vesinikkloriid vesinikkloriidhappeks, mis on väga söövitav. Lisaks on vesinikkloriid inimestele ohtlik, mistõttu on PVC kasutamine tule- ja tulekindlate kaablite isolatsiooni tootmisel piiratud.

Suurenenud tule- ja kuumakindlus

PVC-le inhibiitorite lisamisega on võimalik suurendada selle tulekindlust. Seega vähendab fosfaatplastifikaatorite, leegiaeglustite, täiteainete kasutuselevõtt PVC-ühendite süttivust. Samal ajal vähenevad ka gaasiheitmed tulekahju korral, kuna inhibiitorid seovad vesinikkloriidi, sadestades selle mittesüttiva ruumi kujul.

Polüetüleen on tuleohtlikum ja polüetüleenist isolatsiooni mittesüttivaks muutmiseks lisatakse sellele leegiaeglustid, mis aitavad kaasa polüetüleenist isolatsiooni isekustumisele modifitseeritud koostise alusel. Levinuim lahendus on antimontrioksiidi ja klooritud parafiini segu, tänu millele saavutatakse eelis PVC ees - vähenenud gaasiemissioon, vähenenud toksilisus ja oht inimestele.

Mis puutub kummist isolatsiooni, siis kumm on kõige vähem süttiv. polükloropreenkumm, mida hakati laialdaselt kasutama kaablikesta materjalina. Kõige tulekindlam kumm on silikoonkumm, klorosulfoonitud või klooritud polüetüleen ("hypalon") ja muud kummitaolised polümeerid.

Fluoropolümeeridel põhinevad polümeerid, nagu tetrafluoroetüleen, on väga leegikindlad oma väga kõrge hapnikuindeksi ja madala aurustumise tõttu.Kuid kaablikesta temperatuuril üle 300°C muutuvad sellised materjalid mürgiseks, ohtlikuks inimesele ja ka elektriseadmeid söövitavaks.

Immutatud paberisolatsiooniga ja alumiiniummantliga kaablid olid esimesed tulekindlad toitekaablid.

Kaubamärkide TsAABnlG ja AABnlG kõrgepingekaablid kimpudes ei levita põlemist ja peavad vastu 20-minutilist kokkupuudet lahtise leegiga ümbrisel, see tähendab, et nende kaablite tulepüsivus on testides kinnitatud.

Nende kaitsekattel on keeruline struktuur: paar tsingitud terasriba ja klaaskiust padi kaitseraua all. Lisaks tagavad tulekindluse kestad, soomused ja metallekraanid, mis aitavad parandada kaablite kvaliteeti ja tulepüsivust isegi plastikust isolatsiooniga.

Kui kaablilt on vaja leegiaeglustit, kasutatakse sektori või ümara kujuga vask- või alumiiniumjuhtmete PVC-isolatsiooniga soomustatud kaablit. Täidisega kokku keeratud südamike peale lisatakse polüetüleentereftalaadist või polüpropüleenribadest mähis, mis on paigutatud vahega.

Pärast ribade paigaldamist tehakse ekstrusiooniga isekustuv polüetüleenist lint isolatsioon. Järgmisena kantakse vahega pooljuhtkaablipaberi riba, seejärel paar 0,3–0,5 mm paksust terasriba, mis moodustavad soomuse. Ülemised rihmad katavad alusvööde vahed. Korpus on valmistatud vähesüttivast PVC segust paksusega 2,2-2,4 mm.

Tänu sellele vastab teipidega kombineeritud kest täielikult kimpudesse paigutatuna AVBVng ja VBVng kaablite leegiaeglustusnõuetele, hoolimata tavalisest PVC-kattest.

Mõned kasulikud lahendused tulekindlate kaablite jaoks on klaasist vilgukivist ribad südamiku kohal. Sellised tulekindlad tõkked koos PVC seguga tagavad kaabli mantli pikaajalise vastupidavuse leegi toimele; neid kasutatakse kuni 6 kV pingega kaablites.

Kaablite tulekaitseks sobivad kõige paremini koostised, mis põlemisel ei eralda vesinikhalogeniide, näiteks ristseotud polüetüleen leegiaeglustite ja mineraalsete täiteainetega.

Lisaks kantakse mõnikord kaabli mantlile pihustamise või pintsliga veepõhiseid emulsioonvärve ja mittesüttivate komponentidega tinte, et pakkuda kaablile täiendavat kaitset. Kihti kantakse umbes 1,5 mm paksune, samas kui kaabli voolukandevõimet vähendatakse vaid 5%.

Laialdaselt kasutatakse mineraalisolatsiooniga ja teraskestes kuumakindlaid kaableid, nagu KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S jne. Siin on juhtmed suletud legeeritud või roostevabast terasest kestadesse. Südamike ja kestade vaheline isolatsioon on valmistatud magneesiumoksiidist või periklaasist.