Пожаробезопасность кабелей

Необходимость предъявления специальных требований к применяемым материалам и изделиям при строительстве промышленных и бытовых зданий стало формироваться в двадцатом веке, с массовым применением электроэнергии для разных целей и электрических кабелей для ее передачи. Для изоляции силовых кабелей начали использовать поливинилхлоридный пластикат, а для изоляции телефонных кабелей – полиэтилен. Статистика пожаров показывала, что вплоть до настоящего времени более 50% пожаров в основе содержат неисправности, связанные с электропроводкой и кабелями. Так в 2008 году от общего числа пожаров, вызванных дефектами электрооборудования, 64,2% приходится на кабели и электропроводку. Исследования поливинилхлоридного пластиката на стойкость к воздействию пламени показали, что по сравнению с полиэтиленом поливинилхлорид является самозатухающим материалом. Причина заключается в том, что половину молекулы поливинилхлорида составляет хлор, а хлор не только не поддерживает горение, но и подавляет его. Исходя из этого, кабели и провода силовые низковольтные для цепей электропитания и внутренней электропроводки стали изготавливать преимущественно с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката.

В 1976 году в СССР был введен в действие ГОСТ 12176-76, нормирующий требование испытания кабелей на нераспространение горения при одиночной прокладке. Примерно в это же время в разных странах мира случилось несколько крупных пожаров в местах большого скопления людей – в концертных залах, супермаркетах, а также на промышленных предприятиях с автоматизированными системами управления, таких как аэродромы, электростанции. Анализ причин пожаров показал, что требование нераспространение горения при одиночной прокладке не обеспечивает безопасности при больших скоплениях горючей массы в пучке кабеля. Способ защиты пучков кабелей слоями специальной мастикой оказался неудачным.

Для решения этой задачи в ряде стран был разработан поливинилхлоридный пластикат, обеспечивающий нераспространение горения кабелей при прокладке в пучке с максимальным содержанием горючей массы 7 л на погонный метр. Характерным параметром для таких материалов является кислородный индекс, под которым в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 понимается минимальное содержание кислорода в кислородноазотной смеси, при котором возможно свечеобразное горение материала в условиях специальных испытаний.

Решенная задача снимала только часть проблем, возникающих при горении кабелей в процессе пожара. Очередной проблемой стало выделение дыма при горении полимерных элементов кабельных конструкций и связанные с ним токсичность и выделение галогенов при горении и тлении. Причиной послужило то, что по статистике пожаров гибель людей в большинстве случаев вызывалась не ожогами, а отравлением продуктами горения, попадающими в организм человека при дыхании.

Для решения этой проблемы в ряде ведущих Европейских стран были разработаны безгалогенные полимерные материалы. Отсутствие галогенов в основе таких материалов резко снизило процентное содержание галогенсодержащих кислот в продуктах горения и тления, но при этом усложняло достижение требуемого нераспространения горения, выделения дыма при горении и его токсичности.

В России, основываясь на традиционном применении поливинилхлоридного пластиката в ряде конструкций кабелей, пошли по пути совершенствования поливинилхлоридного пластиката. Полученные материалы оказались близкими по уровню пожаробезопасности безгалогенным полимерным композициям, за исключением требования по выделению галогенсодержащих кислот при горении и тлении, что ограничило их применение в помещениях с электронным оборудованием.

В ГОСТ Р 53315-2009 были сформулированы технические требования к кабелям с изоляцией заполнителем и оболочкой из безгалогенной полимерной композиции и с изоляцией, заполнителем и оболочкой из специального поливинилхлоридного пластиката с пониженным дымогазовыделением, известным как поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности.

Типу исполнения кабелей с безгалогенной полимерной композицией был присвоен индекс «нг-HF», с пластикатом пониженной пожароопасности – индекс «нг-LS».

Вообще существует несколько индексов, характеризующих показатели пожаробезопасности кабелей:

• “нг” — обозначает нераспространение горения по кабельным коммуникациям при прокладке кабелей в пучках с высокой концентрацией горючей массы;
• LS (low smoke) — пониженное выделение дыма, коррозионноактивных и опасных для здоровья продуктов горения;
• HF (halogen free) — низкая дымообразующая способность и пониженная кислотность газов, выделяемых при горении по сравнению с кабелями c индексом LS;
• FR (fire resistance) — функционирование кабелей при пожаре не менее 180 минут;
• LTx (low toxic) — применение изоляционных материалов с низкой токсичностью продуктов горения (с меньшей токсичностью и меньшей оптической плотностью, что позволяет снизить опасность при эвакуации людей из горящих помещений).

Различные сочетания перечисленных свойств подразделяют кабели на несколько групп, которые изготавливаются для общепромышленного применения в местах скоплений людей и в системах атомных станций.

Однако наиболее совершенным и на сегодняшний день следует считать огнестойкие кабели, сохраняющие работоспособность в условиях прямого воздействия пламени и обеспечивающие любые другие требования пожарной безопасности. Под работоспособностью кабеля подразумевается способность продолжать выполнять заданные функции при воздействии и после воздействия источником пламени в течение заданного периода времени, т.е. кабель должен выдерживать приложенное к нему рабочее электрическое напряжение. Время выдержки выбирают из диапазона от 30 до 180 минут.

Очень часто, особенно в переводах с иностранных языков, огнестойкими называются кабели, на самом деле являющиеся только пониженной пожароопасности или просто нераспространяющими горение в пучке. Поэтому при анализе кабельных конструкций следует обращать внимание на материал, примененный для изоляции токопроводящих жил, и, если этот материал не обеспечивает огнестойкости, то и кабель не может называться огнестойким.

Последнее означает, что в перечисленных условиях использовать кабели, не соответствующие требованиям пожарной безопасности запрещается. Кабели, как объект, который в обязательном порядке подлежит сертификации в системе пожарной безопасности.

Представляет интерес обговорить область применения огнестойких кабелей с низкой токсичностью в соответствии с ГОСТ Р 53315-2009. Согласно документу, кабель используется в системах противопожарной защиты, а также и других системах, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара, в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домах престарелых и инвалидов, больницах, спальных корпусах образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений.

Ознакомиться с ассортиментом огнезащитного кабеля, представленного в нашей компании «СтройТехСнабжение» можно в соответствующем разделе сайта.

Информация по материалам статьи «Ретроспектива развития пожаробезопасных кабелей».