Оборудование железнодорожное — Испытание силовых и контрольных кабелей для железнодорожного подвижно

Оборудование железнодорожное — Испытание силовых и контрольных кабелей для железнодорожного подвижного состава с особыми характеристиками горения. Тонкие одножильные кабели со сшитой эластомерной изоляцией

Введение
Безопасность является абсолютным приоритетом на железнодорожном транспорте. Особое значение приобретает пожарная безопасность подвижного состава, где эвакуация пассажиров и экипажа в случае возгорания затруднена. Важнейшим элементом этой безопасности являются электрические кабели, особенно силовые и контрольные, обеспечивающие работу критических систем. Использование кабелей с особыми характеристиками горения становится обязательным требованием. Данная статья фокусируется на специфике испытаний тонких одножильных кабелей со сшитой эластомерной изоляцией, предназначенных для применения на железнодорожном подвижном составе.

1. Объекты испытаний

Объектами настоящих испытаний являются одножильные электрические кабели следующих типов:

• Силовые кабели: Предназначенные для передачи электроэнергии к тяговым двигателям, вспомогательным преобразователям, системам кондиционирования, отопления и другим потребителям значительной мощности на борту подвижного состава.
• Контрольные кабели: Используемые для передачи сигналов управления, данных телеметрии, связи и контроля работы различных систем и подсистем вагона или локомотива (системы управления дверьми, торможения, сигнализации, освещения и т.д.).

Ключевые особенности тестируемых кабелей:

• Конструкция: Одиночная токопроводящая жила.
• Изоляция: Из сшитого эластомера (например, сшитого полиэтилена (XLPE) или силиконовой резины). Сшивание придает материалу улучшенные температурные, механические и электрические свойства.
• Внешняя оболочка (при наличии): Как правило, также из специальных эластомерных или полимерных композиций с улучшенными огнестойкими и безгалогенными свойствами.
• Ключевой параметр: Относительно малый номинальный диаметр или площадь поперечного сечения, попадающий в категорию "тонких" кабелей согласно применимым стандартам (например, IEC 60332-1-2). Точные границы определяются конкретным стандартом испытаний.
• Назначение: Установка на подвижном железнодорожном составе (электровозы, тепловозы, электропоезда, дизель-поезда, трамваи, вагоны метро, пассажирские и грузовые вагоны с электрооборудованием).

2. Область испытаний

Основная цель испытаний – оценка поведения кабеля при воздействии пламени и его способности не распространять горение. Испытания в данной области фокусируются на следующих критически важных аспектах пожарной безопасности кабеля для железнодорожного применения:

• Сопротивление распространению пламени: Способность кабеля гореть лишь в зоне непосредственного воздействия источника огня и самозатухать после его удаления. Это предотвращает быстрое распространение пожара по кабельным трассам.
• Ограниченная длина повреждения: Максимальная длина обугленной или поврежденной огнем части кабеля после испытания не должна превышать установленных стандартом пределов, что свидетельствует о контролируемом горении.
• Отсутствие горящих частиц: Кабель не должен образовывать горящие капли или частицы, способные вызвать вторичные очаги возгорания ниже по трассе или на других материалах (особенно критично при потолочном монтаже).
• Устойчивость к типичным угрозам: Имитация воздействия локального источника пламени, который может возникнуть при коротком замыкании, перегреве оборудования, акте вандализма или внешнем пожаре.

3. Методы испытаний

Для оценки характеристик горения тонких одножильных кабелей со сшитой эластомерной изоляцией применяются стандартизированные методы, адаптированные под строгие требования железнодорожной отрасли. Основными являются:

1. Испытание на нераспространение горения одиночного вертикально расположенного изолированного провода/кабеля (по аналогии с IEC 60332-1-2):

   • Суть: Образец кабеля фиксируется вертикально в специальном испытательном шкафу.
   • Источник огня: Стандартизированная газовая горелка с заданной мощностью пламени (например, 1кВт с высотой пламени ~175 мм) подается под фиксированным углом (обычно 45°) к нижней части образца.
   • Воздействие: Пламя воздействует на кабель в течение строго определенного времени (например, 60 секунд).
   • Наблюдение: Фиксируется поведение кабеля во время горения и после удаления источника пламени. Основной критерий – кабель должен самозатухнуть после удаления горелки, а длина обугленной (поврежденной огнем) части от нижнего края не должна превышать установленного стандартом предела (часто 50 мм или 100 мм, в зависимости от специфики кабеля и стандарта).

2. Уточнения для тонких кабелей:

   • Метод IEC 60332-1-2 специально предназначен для испытания одиночных проводов и кабелей малого диаметра (категория А).
   • Для очень тонких проводников может применяться метод намотки на стальной стержень перед испытанием для обеспечения стабильности образца под воздействием пламени.

Важно: Конкретные параметры испытания (мощность горелки, время воздействия, допустимая длина повреждения, требования к оболочке/отсутствие горящих капель) строго регламентируются профильными железнодорожными стандартами, такими как серия EN 45545-2 (Опасность при пожаре на железнодорожных транспортных средствах) и соответствующими национальными нормами железных дорог. Эти стандарты устанавливают классы огнестойкости (HL1, HL2, HL3 в EN 45545-2) в зависимости от типа транспортного средства и зоны установки кабеля.

4. Испытательное оборудование

Для проведения испытаний на нераспространение пламени по описанным методам требуется специализированное оборудование:

1. Испытательная установка вертикального горения:

   • Защитный шкаф: Металлический каркас с тремя стенами и крышей, открытый спереди для наблюдения. Обеспечивает стабильность условий испытания и защиту окружающей среды лаборатории от воздействия пламени и дыма. Внутренние поверхности обычно облицованы негорючим материалом.
   • Система крепления образца: Надежное устройство для вертикальной фиксации кабеля внутри шкафа. Должно обеспечивать строго вертикальное положение без провисания.
   • Стандартизированная газовая горелка: Горелка с заданными геометрическими размерами сопла и возможностью точной регулировки мощности пламени (обычно пропан/воздух или пропан/кислород) до требуемого значения (например, 1 кВт).
   • Система подачи газа: Баллоны с топливным газом, редукторы давления, расходомеры и трубопроводы для обеспечения стабильной и точно регулируемой подачи газа к горелке.
   • Устройство позиционирования горелки: Механизм (часто с таймером) для точного позиционирования горелки под требуемым углом (45°) к нижнему концу образца кабеля и ее автоматического удаления по истечении заданного времени воздействия.
   • Подложка: Лист негорючего материала (например, алюминиевой фольги) с отметками длины, размещаемый под образцом для сбора возможных горящих капель и оценки длины повреждения.

2. Измерительные и вспомогательные средства:

   • Термопара: Для контроля температуры пламени горелки (опционально, для валидации установки).
   • Секундомер/таймер: Высокоточный прибор для отсчета времени воздействия пламени.
   • Линейка/шаблон: Для точного измерения длины обугленной части кабеля после испытания.
   • Система вентиляции: Вытяжной шкаф или мощная местная вытяжка для удаления продуктов горения после испытания.
   • Средства индивидуальной защиты (СИЗ): Огнеупорные перчатки, защитные очки или щиток для оператора.

Заключение
Испытания на нераспространение пламени тонких одножильных силовых и контрольных кабелей со сшитой эластомерной изоляцией являются критически важным этапом подтверждения их пригодности для эксплуатации на железнодорожном подвижном составе. Строгое следование стандартизированным методам испытаний (таким как модифицированные методы по аналогии с IEC 60332-1-2) и использование специализированного оборудования гарантируют объективную оценку способности кабеля препятствовать распространению огня. Успешное прохождение этих испытаний в соответствии с требованиями действующих железнодорожных норм (например, EN 45545-2) – обязательное условие для использования кабеля в проектах, где пожарная безопасность пассажиров и экипажа является главным приоритетом. Понимание объектов, области применения, методов и необходимого оборудования для этих испытаний позволяет производителям кабелей и железнодорожным операторам обеспечивать высочайший уровень безопасности на рельсах.