Железнодорожное оборудование - Силовые и контрольные кабели для железнодорожных транспортных средств

Железнодорожное оборудование - Силовые и контрольные кабели для железнодорожных транспортных средств с особыми характеристиками горения. Испытания одножильного кабеля с изоляцией из сшитого эластомера.

Введение
Безопасность на железнодорожном транспорте является абсолютным приоритетом. Пожары в подвижном составе представляют собой одну из наиболее серьезных угроз для жизни пассажиров и сохранности имущества. Силовые и контрольные кабели, протянутые по всей длине вагонов и локомотивов, потенциально могут стать источником возгорания или путем распространения пламени и выделения опасных продуктов горения. Поэтому к кабельной продукции для железнодорожных транспортных средств предъявляются строжайшие требования по пожарной безопасности, регламентированные международными и национальными стандартами, такими как европейский EN 45545-2. Данная статья посвящена ключевым аспектам испытаний одножильного кабеля с изоляцией из сшитого эластомера на соответствие требованиям к характеристикам горения.

1. Объекты испытаний
Основным объектом испытаний в данном контексте является одножильный электрический кабель, предназначенный для использования в силовых и контрольных цепях железнодорожных транспортных средств. Конкретно исследуется кабель со следующими характеристиками:

• Конструкция: Одна токопроводящая жила.
• Изоляция: Материал изоляции - сшитый эластомер. Этот тип полимерного материала (например, сшитый полиэтилен XLPE или сшитая резина) обладает улучшенными термическими, механическими и электрическими свойствами по сравнению с невулканизированными аналогами. Ключевой аспект - его поведение при воздействии пламени.
• Назначение: Кабели, которые будут прокладываться внутри вагонов, локомотивов, электропоездов и другого подвижного состава, где критически важна огнестойкость и низкое дымовыделение.

Испытаниям подвергаются готовые образцы кабеля определенной длины, соответствующие требованиям стандартов на испытания.

2. Область испытаний
Испытания направлены на оценку следующих критически важных для пожарной безопасности характеристик кабеля:

• Сопротивление распространению пламени: Способность кабеля не поддерживать горение и не распространять пламя вдоль своей трассы после удаления источника зажигания. Это основное требование для предотвращения быстрого распространения пожара по кабельным трассам.
• Поведение при горении: Включая продолжительность горения и тления, степень повреждения изоляции и материала жилы огнем.
• Каплеобразование/расплав: Наличие и количество горящих или негорящих частиц (капель), отрывающихся от кабеля во время горения. Горящие капли могут стать вторичными источниками возгорания других материалов.
• Длина повреждения: Расстояние от точки приложения пламени, на котором материал кабеля (преимущественно изоляция) был необратимо поврежден огнем (обуглен или полностью сгорел).

Хотя данная статья фокусируется на испытании распространения пламени (EN 60332-1-2), важно отметить, что полная оценка пожарной безопасности кабеля для железных дорог согласно EN 45545-2 также включает испытания на:

• Коррозийность и токсичность дыма (EN 50305): Оценка опасности газов, выделяющихся при горении или тлении кабеля.
• Плотность дымообразования (EN 50305): Измерение количества и непрозрачности дыма, выделяемого при горении, что критично для видимости при эвакуации.
• Поведение при огневой нагрузке (EN 50306): Оценка вклада кабеля в общую теплоту сгорания.

3. Методы испытаний
Основным методом испытания сопротивления распространению пламени для одножильных кабелей является Испытание на нераспространение горения одиночного вертикально расположенного изолированного провода/кабеля, проводимое в соответствии со стандартом EN 60332-1-2 (или его международным аналогом IEC 60332-1-2). Процедура включает следующие ключевые шаги:

1. Подготовка образцов: Несколько образцов кабеля фиксированной длины (обычно 600 мм) крепятся вертикально в испытательной камере на специальной раме. Образцы должны быть очищены и кондиционированы при стандартных условиях температуры и влажности.
2. Источник пламени: Используется стандартная газовая горелка с заданным пламенем (высота пламени 175±10 мм, номинальная тепловая мощность ~1 кВт). Пламя прикладывается к нижней части образца под фиксированным углом (обычно 45°) на строго определенное время (60±2 секунды).
3. Воздействие пламени: Пламя воздействует на кабель в зоне, где он наиболее уязвим для воспламенения и распространения огня вверх.
4. Наблюдение: После удаления источника пламени фиксируется время самостоятельного горения и тления каждого образца. Измеряется максимальная высота, на которую поднимается пламя, и, что наиболее важно, длина обугленной части кабеля от точки приложения пламени до верхней границы видимого повреждения изоляции. Также отмечается наличие и поведение капель/частиц.
5. Критерии соответствия: Кабель считается выдержавшим испытание (категория по EN 45545-2, например, HL3), если:
   • Самостоятельное горение любого образца прекращается в течение 60 секунд после удаления пламени горелки.
   • Пламя не распространяется выше отметки, расположенной на 540 мм выше точки приложения пламени горелки (т.е. длина повреждения не превышает 540 мм).
   • Отсутствуют горящие капли/частицы, способные воспламенить расположенную ниже упаковочную бумагу.

4. Испытательное оборудование
Для проведения испытаний по EN 60332-1-2 требуется специализированное оборудование:

1. Испытательная камера: Защищенный шкаф или помещение с вентиляцией, обеспечивающие стабильные условия для испытания и отвод продуктов горения. Камера должна иметь смотровое окно для наблюдения.
2. Испытательная рама: Металлическая конструкция для вертикального крепления образцов кабеля. Обычно позволяет тестировать несколько образцов одновременно. Рама имеет маркировку на высоте 540 мм над точкой приложения пламени.
3. Источник пламени (Горелка): Точная газовая горелка (пропан или природный газ) с системой регулировки, обеспечивающей стабильное пламя заданной высоты (175±10 мм) и тепловой мощности. Крепление горелки позволяет точно позиционировать ее под углом 45° к вертикальному образцу.
4. Система подачи топлива: Баллон с газом, редуктор давления, трубопроводы и регулирующие клапаны для обеспечения постоянного расхода газа.
5. Таймер: Точный секундомер или электронный таймер для фиксации времени воздействия пламени (60±2 с) и времени самостоятельного горения/тления после удаления горелки.
6. Линейка или измерительная шкала: Для точного измерения длины обугленной части каждого образца кабеля.
7. Подложка: Стандартная упаковочная бумага, размещаемая на определенном расстоянии ниже образца для регистрации падающих горящих частиц (если требуется по процедуре).

Заключение
Испытания одножильных кабелей с изоляцией из сшитого эластомера на сопротивление распространению пламени по методу EN 60332-1-2 являются неотъемлемой частью подтверждения их пригодности для применения в железнодорожном транспорте. Требования стандарта EN 45545-2, включающие это и другие испытания на токсичность, дымообразование и огневую нагрузку, устанавливают высокую планку пожарной безопасности. Успешное прохождение испытаний на нераспространение горения гарантирует, что даже в случае локального возгорания кабель не станет путем для быстрого распространения пламени по вагону или локомотиву, что критически важно для обеспечения времени на эвакуацию пассажиров и персонала. Постоянное совершенствование материалов (таких как сшитые эластомеры) и строгий контроль их поведения при горении через стандартизированные испытания – ключевой фактор повышения пожарной безопасности железнодорожного транспорта.