Проверка огнестойкого кабеля с пластиковой изоляцией

Проверка огнестойкого кабеля с пластиковой изоляцией

Обеспечение безопасности людей и материальных ценностей при пожаре является критически важной задачей. Одним из ключевых элементов этой системы выступают огнестойкие кабели, способные сохранять работоспособность в условиях воздействия пламени и высоких температур. Особое место занимают кабели с пластиковой изоляцией, которые, благодаря современным технологиям огнезащиты, сочетают в себе требуемые электротехнические характеристики и высокую стойкость к огню. Проверка их свойств проводится в ходе строгих стандартизированных испытаний.

1. Объекты испытаний

Объектом испытаний являются электрические кабели и провода с изоляцией и оболочкой из пластических материалов (таких как ПВХ, полиэтилен, полипропилен и др.), но обладающие специальными огнезащитными свойствами за счет применения ингибиторов горения, минеральных наполнителей или специфических рецептур полимерных композиций. К ним относятся:

• Силовые кабели: Низкого и среднего напряжения, предназначенные для передачи электрической энергии.
• Кабели контроля и управления: Используемые в системах автоматики, сигнализации и управления.
• Кабели связи: Для передачи информации (телефония, данные).
• Сборки кабелей (пучки): Группы кабелей, смонтированные вместе на трассе или в лотках, как это обычно бывает в реальных установках.
• Отдельные материалы: Образцы изоляционных и оболочечных материалов, используемых в производстве таких кабелей (для оценки их вклада в общую огнестойкость).

Основная цель – подтвердить способность кабельной продукции выполнять свои функции (проводить ток, передавать сигналы) в течение заданного времени в условиях пожара.

2. Область испытаний

Испытания огнестойких кабелей с пластиковой изоляцией проводятся для оценки и подтверждения их соответствия следующим ключевым требованиям в условиях пожара:

• Огнестойкость (Fire Resistance, FR): Способность кабеля сохранять целостность цепи и функционировать при непосредственном воздействии пламени и высоких температур в течение нормированного времени (обычно 30, 60, 90, 120, 180 минут).
• Стойкость к распространению пламени (Flame Retardancy): Способность кабеля не поддерживать и не распространять горение после удаления источника огня, ограничивая зону повреждения.
• Огнестойкость при механических воздействиях: Способность выдерживать заданное время огневого воздействия при наличии вибрации, ударов водяной струи или других механических нагрузок, имитирующих условия реального пожара (например, обрушение конструкций, работа пожарных).
• Коррозионная активность дыма (Acidity/Corrosivity of Smoke): Оценка количества и коррозионной агрессивности газов, выделяемых кабелем при горении или тлении, так как они могут нанести значительный ущерб электронному оборудованию и затруднить эвакуацию.
• Дымообразование (Smoke Density): Измерение плотности дыма, выделяемого при горении кабеля, критически важно для обеспечения видимости на путях эвакуации.

Эти испытания регламентируются национальными (например, ГОСТ Р 53315, ГОСТ Р 53316) и международными стандартами (такими как IEC 60331, IEC 60332, IEC 60754, IEC 61034).

3. Методы испытаний

Для оценки перечисленных выше характеристик применяются следующие основные методы испытаний:

• На огнестойкость (Сохранение работоспособности под напряжением при пожаре):
  • По ГОСТ Р 53315 / IEC 60331: Кабель, находящийся под напряжением, помещается в специальную печь, где подвергается воздействию пламени с температурой не менее 830°C (для силовых и контрольных кабелей) или 750°C (для кабелей связи) в течение требуемого времени (например, 180 мин). Кабель считается выдержавшим испытание, если цепь не размыкается и не происходит короткого замыкания в течение всего периода испытания и времени остывания под напряжением. Могут добавляться механические воздействия (удар, вибрация, водяная струя).
• На распространение пламени:
  • Одиночный кабель по ГОСТ Р 53314-1 / IEC 60332-1: Образец кабеля фиксируется вертикально и подвергается воздействию пламени газовой горелки в течение заданного времени. После удаления пламени измеряется длина обугленной части кабеля, которая не должна превышать нормированного значения.
  • Пучки кабелей по ГОСТ Р 53314-2,3 / IEC 60332-3: Группа кабелей монтируется на вертикальной или лотковой испытательной установке в соответствии со стандартом. Кабель подвергается воздействию мощного источника пламени (газовая горелка(и) или ленточная горелка) в течение заданного времени. Испытание считается пройденным, если горение не распространяется выше установленной отметки на стенде.
• На коррозионную активность дыма по ГОСТ Р 53317 / IEC 60754:
  • Образец материала изоляции/оболочки кабеля сжигается в специальной трубчатой печи. Собираются и анализируются выделившиеся газы. Определяется:
    • Количество галогеноводоводородного газа (кислотность) – pH и проводимость водного раствора продуктов сгорания.
    • Количество галогенов (хлора, брома, фтора, йода).
• На дымообразование по ГОСТ Р МЭК 61034 / IEC 61034:
  • Метод 1 (Измерение светопропускания): Образцы кабеля горят внутри закрытой камеры заданного объема. Измеряется минимальное светопропускание через дым (плотность дыма) с помощью фотометрической системы.
  • Метод 2 (Определение удельной оптической плотности дыма): Аналогичен методу 1, но результат выражается в виде удельной оптической плотности.

4. Испытательное оборудование

Для проведения полного комплекса испытаний огнестойких кабелей с пластиковой изоляцией используется специализированное оборудование:

• Установки испытаний на огнестойкость (ГОСТ Р 53315 / IEC 60331):
  • Вертикальные или горизонтальные печи с газовыми горелками, способные создавать и поддерживать требуемую температурную кривую в зоне расположения образца кабеля.
  • Системы подачи и регулирования напряжения на испытуемые жилы кабеля.
  • Системы контроля целостности цепи (индикаторы обрыва, короткого замыкания).
  • Термопары для измерения температуры внутри печи и на образцах кабеля.
  • Системы механического воздействия (вибростенды, устройства для нанесения ударов, установки для подачи водяной струи) – по требованию стандарта.
• Установки испытаний на распространение пламени:
  • Для одиночных проводов/кабелей (IEC 60332-1): Вертикальная стойка с держателем образца, калиброванная газовая горелка, устройство фиксации времени горения.
  • Для пучков кабелей (IEC 60332-3): Крупногабаритные вертикальные стенды (высотой 3.5 м и более) или стенды имитации лотка, оснащенные одной или несколькими мощными газовыми горелками (или ленточными горелками) с калиброванной тепловой мощностью. Системы измерения температуры пламени и температуры на образце.
• Установки для испытаний на коррозионную активность дыма (IEC 60754):
  • Трубчатая электрическая печь с регулируемой температурой.
  • Система очистки газов (поглотители, фильтры).
  • Оборудование для сбора и анализа продуктов сгорания: приборы для измерения pH, электропроводности, ионной хроматографии или других методов определения галогенов.
• Установки для определения дымообразования (IEC 61034):
  • Герметичная испытательная камера заданного объема (обычно 27 м³ или 1 м³).
  • Источник пламени для поджига образцов (спиртовка или газовая горелка).
  • Фотометрическая система: источник света, фотодетектор (фотоэлемент), измеритель светопропускания/оптической плотности.
  • Система вентиляции для очистки камеры между испытаниями.
• Вспомогательное оборудование:
  • Прецизионные весы.
  • Измерители толщины изоляции (микрометры).
  • Климатические камеры (для предварительного кондиционирования образцов).
  • Системы сбора и обработки данных (регистраторы температуры, напряжения, тока, светопропускания и т.д.).

Заключение

Комплексные испытания огнестойких кабелей с пластиковой изоляцией являются строгой и необходимой процедурой для гарантии их функциональности в экстремальных условиях пожара. Стандартизированные методы и специализированное оборудование позволяют объективно оценить ключевые характеристики: сохранение работоспособности под напряжением при прямом огневом воздействии, ограничение распространения пламени, низкое дымообразование и малую коррозионную активность продуктов горения. Результаты таких испытаний являются основой для сертификации кабельной продукции и ее безопасного применения на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности.