Испытание на горючесть кабелей и оптических кабелей

Испытание на горючесть кабелей и оптических кабелей: Методы и Оборудование

В современных зданиях и сооружениях, насыщенных электротехническими и телекоммуникационными системами, кабели играют ключевую роль. Однако в условиях пожара они могут стать не только причиной распространения пламени, но и источником опасных факторов: дыма, токсичных газов и горящих капель. Поэтому оценка поведения кабельных изделий при воздействии огня – критически важный этап обеспечения пожарной безопасности. Испытания на горючесть призваны определить, насколько кабели соответствуют требованиям пожаробезопасности в различных сценариях возгорания.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний на горючесть являются все виды изолированных проводников, используемых для передачи электроэнергии или данных:

• Силовые кабели: Кабели для стационарной прокладки (напряжением до и свыше 1 кВ), гибкие кабели (шнуры) для подключения оборудования.
• Кабели связи: Многопарные кабели для передачи сигналов.
• Оптические кабели (ОК):
  • Внешние ОК: Для прокладки в грунте, кабельной канализации, по воздуху (самонесущие, на опорном тросе).
  • Внутренние ОК: Для прокладки внутри зданий по лоткам, в стояках, плинтусах.
  • Универсальные ОК: Сочетающие свойства внешних и внутренних.
• Контрольные кабели: Для подключения датчиков, приборов, систем автоматики.
• Кабельные сборки (жгуты): Комплекты проводов и кабелей, объединенные в единую конструкцию для монтажа в оборудовании или системах.

Испытанию подвергаются как одиночные кабели, так и пучки кабелей, смонтированные определенным образом (например, на лестнице или в лотке), что позволяет моделировать реальные условия их прокладки.

2. Область испытаний

Цели и области применения испытаний на горючесть кабелей включают:

• Оценка распространения пламени: Определение способности кабеля поддерживать горение после удаления источника зажигания и скорости распространения пламени по его длине.
• Оценка дымообразования: Измерение плотности и оптической плотности дыма, выделяемого при горении или тлении кабеля. Чрезмерное задымление затрудняет эвакуацию и работу пожарных.
• Определение токсичности продуктов горения: Анализ состава газов, выделяемых при термическом разложении материалов кабеля. Высокая токсичность газов является основной причиной гибели людей при пожарах.
• Оценка выделения горящих частиц/капель: Определение способности кабеля выделять горящие капли или частицы, которые могут переносить пламя на нижележащие материалы или вызывать ожоги.
• Определение кислотности газов коррозии (особенно для ОК): Оценка коррозионной агрессивности газов, выделяемых при горении оболочек ОК, к металлическим элементам конструкции и контактов. Это критично для сохранения работоспособности систем связи во время и после пожара.
• Огнестойкость: Определение времени, в течение которого кабель сохраняет работоспособность (целостность цепи) при воздействии пламени (например, по IEC 60331).
• Классификация по пожарной опасности: Присвоение кабелю определенного класса пожарной опасности в соответствии с требованиями национальных и международных стандартов (например, ГОСТ Р 53315, ГОСТ Р 53316, ГОСТ 31565, IEC 60332, IEC 60754, IEC 61034, IEC 60331 и др.). Эта классификация является основой для выбора типа кабеля при проектировании в зависимости от места его прокладки (общие помещения, эвакуационные пути, зоны с массовым пребыванием людей и т.д.).

3. Методы испытаний

Существует комплекс стандартизированных методов, каждый из которых моделирует определенный аспект поведения кабеля в условиях пожара:

• Испытания на распространение пламени:
  • На одиночный провод/кабель (вертикальное): Образец закрепляется вертикально и подвергается воздействию пламени горелки. Измеряется степень обугливания и время горения после удаления источника огня (например, IEC 60332-1-2, ГОСТ Р МЭК 60332-1-2).
  • На пучок кабелей (вертикальное): Кабели монтируются вертикально на специальной лестнице или внутри испытательной камеры и подвергаются воздействию мощной газовой горелки. Оценивается длина поврежденного участка кабеля выше горелки (например, IEC 60332-3, категории A, B, C, D; ГОСТ Р МЭК 60332-3).
• Испытания на определение дымообразования:
  • В закрытом объеме: Образец кабеля помещается в камеру определенного объема и поджигается. Измеряется снижение светопроницаемости (оптическая плотность дыма) с помощью фотометрической системы (например, IEC 61034-1, -2; ГОСТ Р МЭК 61034-1, -2).
• Испытания на кислотность/токсичность газов:
  • Определение кислотности газов коррозии (для ОК - ГОСТ Р 54429, IEC 60754-1): Образцы оболочек ОК сжигаются, газы пропускаются через дистиллированную воду. Измеряется pH и проводимость полученного раствора.
  • Определение токсичности продуктов горения: Проводится в специализированных камерах с последующим химическим анализом состава газов или определением их воздействия на тест-объекты (например, ГОСТ Р 53307, NF C 32-070, IEC 60754-2). Менее распространены для кабелей, чем для отделочных материалов.
• Испытания на определение выделения горящих частиц/капель:
  • Испытание с горизонтальным образцом: Образец кабеля закрепляется горизонтально под наклоном и поджигается сверху. Под ним размещается фильтровальная бумага. Оценивается наличие и воспламеняемость падающих капель/частиц (например, IEC 60332-1-2, ГОСТ Р МЭК 60332-1-2).
• Испытания на огнестойкость:
  • Под напряжением: Кабель монтируется согласно стандарту и подвергается воздействию пламени горелки заданной мощности в течение определенного времени (например, 30, 60, 90, 120 минут). При этом через кабель пропускается ток. Критерий прохождения - сохранение целостности цепи (отсутствие короткого замыкания) в течение заданного времени (например, IEC 60331, ГОСТ Р 53313).

4. Испытательное оборудование

Для проведения испытаний на горючесть используется специализированное оборудование:

• Установки для испытаний на распространение пламени:
  • Для одиночных кабелей: Вертикальная стойка с зажимами, газовые горелки с регулируемым пламенем, экран для защиты от сквозняков, таймер.
  • Для пучков кабелей: Крупногабаритные камеры с металлической лестницей или рамой для крепления пучка, мощные газовые горелки с системой подачи воздуха (для создания требуемого теплового потока), измерительные линейки или системы видеорегистрации для фиксации высоты пламени и длины повреждения.
• Дымомеры (Камеры для определения дымообразования): Герметичные камеры объемом 1 м³ или 27 м³, оснащенные:
  • Источником зажигания (газовая горелка).
  • Мощной фотометрической системой с источником света и фотоэлементом для измерения ослабления светового потока.
  • Системой вентиляции и очистки камеры между испытаниями.
  • Системой сбора и обработки данных.
• Установки для определения кислотности газов коррозии: Трубчатые печи с контролируемой температурой и атмосферой, системы сбора и барботирования газов через поглотительный раствор (дистиллированная вода), измерители pH и электропроводности.
• Установки для испытаний на огнестойкость: Крупные печи или камеры с мощными газовыми горелками, обеспечивающими требуемый температурный режим (стандартная кривая "температура-время"), системы подачи напряжения и контроля целостности цепи на кабеле, системы водяного охлаждения (если требуется).
• Вспомогательное оборудование: Прецизионные весы, инструменты для подготовки образцов, климатические камеры для кондиционирования образцов перед испытаниями (при необходимости), системы газоснабжения, системы сбора и анализа данных.

Заключение

Испытания на горючесть кабелей и оптических кабелей – это сложный и многоаспектный процесс, регламентированный строгими национальными и международными стандартами. Он позволяет всесторонне оценить поведение кабельной продукции в условиях пожара и определить степень ее пожарной опасности. Результаты этих испытаний являются основой для классификации кабелей и их безопасного применения в различных зонах зданий и сооружений, что в конечном итоге способствует повышению уровня противопожарной защиты и снижению рисков для жизни людей и имущества. Выбор конкретных методов испытаний и требуемых параметров всегда определяется областью применения кабеля и действующими нормативными требованиями к пожарной безопасности объекта.