עמידות בחום ועמידות באש של כבלים וחוטים, בידוד בלתי דליק

אי אפשר לדמיין את העולם המודרני בלי תקשורת קווית וכבלים, שנפחה, אגב, גדל וגדל כל הזמן. הצפיפות הגבוהה של כבלי חשמל בתנאים שונים, לא תמיד אידיאליים לבידוד כבלים, מעלה את הסיכון לשריפות. לדוגמה, מדי שנה בארה"ב עקב שריפות שנגרמות משריפות בכבלים, כלכלת המדינה סובלת מהפסדים של כ-6 מיליארד דולר. אז השאלה של יצירת כבלים וחוטים אמינים עמידים באש שאינם מפיצים בעירה הופכת דחופה יותר ויותר.

אז, בטיחות האש של הכבל נקבעת על ידי חמשת האינדיקטורים הבאים:

בעירה לא מתפשטת

אי-התפשטות הבעירה מובנת כיכולתו של הכבל לכבות את עצמו מיד לאחר הפסקת הלהבה. ניתן לכמת אינדיקטור זה לאורך הכבל שנפגע בשריפה לאחר סיום הלהבה.

צפיפות אופטית של עשן

הצפיפות האופטית הספציפית המקסימלית של המדיום בחלל בזמן שריפת דגימת כבל ניסיוני מאפיינת את רמת העשן האופיינית לכבלים מסוג זה במהלך שריפתם. פרמטר זה משקף כמה מהר עשן מתפשט בחדר שנפגע משריפה אם כבל כזה מופעל. זה חשוב כדי לקבוע את התנאים לכיבוי שריפה.

פעילות קורוזיה של מוצרי גז

ככל שהקורוזיביות של המוצרים היוצאים מהגז גבוהה יותר, כך גדל נזקי השריפה. עם קורוזיביות גבוהה של מוצרי שחרור גז, ציוד חשמלי בחדר מכוסה באש נהרס. מבחינה כמותית, פרמטר זה נקבע על ידי שחרור של: מימן כלורי, מימן ברומיד, דו תחמוצת הגופרית וכו'. - מכמות המוצרים הפעילים כאמור.

רעילות גזים

ככלל, הרעילות של פליטת גזים מובילה לתאונות ונפגעים בשריפות. מוצרים רעילים אלו הם בעיקר: אמוניה, פחמן חד חמצני, מימן ציאניד, מימן גופרתי, דו תחמוצת הגופרית וכו'.

חסינות לאש

כבלים עמידים באש שומרים על המאפיינים שלהם בהשפעת להבה פתוחה, מחוון זה מחושב לאורך זמן - מ-15 דקות עד 3 שעות - שבמהלכן הכבל העמיד באש יכול להמשיך לעבוד.

בידוד כבלים ועמידות בפני אש

בטיחות האש של הכבל נקבעת בעיקר על ידי חומר הבידוד והציפוי המגן שלו, כמו גם על ידי עיצוב הכבל. החומרים הפולימריים המשמשים לייצור בידוד מאופיינים בפרמטרים של בטיחות אש כמו:

• דְלִיקוּת;

• אינדקס חמצן;

• מקדם ייצור עשן;

• פעילות קורוזיה של מוצרי גז;

• רעילות של מוצרי בעירה.

דְלִיקוּת

על פי GOST 12.1.044-89, דליקות החומרים מאופיינת, כלומר, יכולתם לשרוף. חומרים שונים: לא דליקים, קשים לשריפה ודליקים.

חומרים בלתי דליקים בדרך כלל אינם מסוגלים להישרף באוויר. חומרים בלתי דליקים יכולים להתלקח בנוכחות אוויר, אך לאחר הסרת מקור הלהבה, הם לא יכולים להמשיך לבעור מעצמם.

חומרים דליקים מסוגלים להתלקח מעצמם ויכולים להמשיך לבעור לאחר הסרת מקור הלהבה, הדבר החשוב כאן הוא שמדדים כמותיים של דליקות לרוב אינם מעידים באופן מלא על בטיחות האש של הכבל.

אינדקס חמצן

להערכה מדויקת יותר של דליקות החומר במהלך הבדיקה, נעשה שימוש ב"מדד החמצן", השווה לנפח החמצן המינימלי בתערובת החנקן-חמצן, בו יכולה להימשך שריפה יציבה של החומר הנתון. מקום. מדד חמצן של פחות מ-21 מעיד על דליקות החומר, כלומר, חומר כזה יכול להישרף באוויר גם לאחר הוצאת מקור ההצתה.

מקדם ייצור עשן

כפי שצוין לעיל, מקדם העשן משקף את הצפיפות האופטית של העשן במהלך בעירת החומר בתא הבדיקה או בתוך הבית. פרמטר זה נקבע על ידי רישום פוטומטרי של הנחתה של תאורה עקב מעבר אור בחלל מלא בעשן. לשכת התקנים הלאומית של ארצות הברית, למשל, מגדירה שני יחסי עשן: עשן ושריפה. צפיפות העשן האופטית המקסימלית נקבעת עבור חומרים שונים:

פעילות קורוזיה של מוצרי גז

על פי תכולת מימן כלורי, מימן ברומיד, תחמוצת גופרית ומימן פלואוריד, על פי המלצות חברת החשמל, מוערכת מידת הקורוזיביות של מוצרי הגז. לשם כך, נעשה שימוש בשיטות אנליטיות ידועות, כאשר הדגימה מחוממת בתא בעירה לטמפרטורה של 800 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות.

רעילות של מוצרי בעירה

באמצעות כמות הגזים הרעילים המשתחררים במהלך הבעירה, כגון: פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, מימן כלורי, מימן פלואוריד, מימן ברומיד, תחמוצת גופרית, תחמוצת חנקן ומימן ציאניד, מידת הרעילות של תוצרי הבעירה מוערכת בעת בדיקת חומר מחומם לטמפרטורה של 800 מעלות צלזיוס עובדה ידועה: בעיקר בתעשיית הכבלים משתמשים בבידוד PVC, גומי ופוליאתילן לבידוד.

תרכובת PVC היא החומר הכי פחות דליק בשל המבנה הכימי שלה, שבו אין קשרים כפולים במולקולות ויש אטומי כלור.

במקרה של שריפה, ה-PVC מתפרק ומשחרר מימן כלורי המונע מהאש להתפשט. אבל בעת אינטראקציה עם מים או קיטור, מימן כלורי הופך לחומצה הידרוכלורית, שהיא מאוד קורוזיבית. בנוסף, מימן כלורי מסוכן לבני אדם, ולכן השימוש ב-PVC מוגבל בייצור בידוד לכבלים חסיני אש וחסינות אש.

עמידות מוגברת לאש ועמידות בחום

על ידי הוספת מעכבים ל-PVC ניתן להגביר את עמידות האש שלו. אז, הכנסת חומרי פלסטיק פוספט, מעכבי בעירה, חומרי מילוי - מפחיתה את דליקות תרכובות PVC. במקביל, גם פליטת גזים במקרה של שריפה מצטמצמת, שכן המעכבים קושרים מימן כלורי, ומזרעים אותו בצורה של חדר לא דליק.

פוליאתילן דליק יותר, ועל מנת להפוך את בידוד הפוליאתילן לבלתי דליק, מוסיפים לו מעכבי בעירה התורמים לכיבוי עצמי של בידוד פוליאתילן על בסיס הרכב שונה. הפתרון הנפוץ ביותר הוא תערובת של אנטימון טריאוקסיד ופרפין כלור, שבזכותו מושג יתרון על פני PVC - הפחתת פליטת גזים, הפחתת רעילות וסכנה לבני אדם.

לגבי בידוד גומי, הגומי הוא הכי פחות דליק. גומי פוליכלורופרן, שהפך בשימוש נרחב כחומר נדן לכבלים. הגומי העמיד ביותר לאש הוא גומי סיליקון, פוליאתילן כלורוסולפוני או כלורי ("היפלון") ופולימרים דמויי גומי אחרים.

פולימרים המבוססים על פלואורופולימרים כמו טטרפלואורואתילן הם עמידים מאוד ללהבות בשל אינדקס החמצן הגבוה מאוד והאידוי הנמוך שלהם. אך בטמפרטורות מעטפת כבלים מעל 300 מעלות צלזיוס חומרים כאלה הופכים לרעילים, מסוכנים לבני אדם, וגם קורוזיביים לציוד חשמלי.

כבלים ספוגים מבודדים מנייר ומעטפי אלומיניום היו כבלי החשמל עמידי האש הראשונים.

כבלי מתח גבוה של המותגים TsAABnlG ו-AABnlG בצרורות אינם מפיצים בעירה ועומדים 20 דקות של חשיפה ללהבה פתוחה על המעטפת, כלומר, עמידות הכבלים הללו לאש אושרה בבדיקות.

לכיסוי המגן שלהם מבנה מורכב: זוג פסי פלדה מגולוונת וכרית פיברגלס מתחת לפגוש. בנוסף, עמידות בפני אש ניתנת על ידי נוכחות של פגזים, שריון ומסכי מתכת, המסייעים לשיפור איכות ועמידות הכבלים, גם עם בידוד פלסטי.

כאשר נדרשת עיכוב בעירה מהכבל, נעשה שימוש בכבל משוריין עם בידוד PVC של מוליכי נחושת או אלומיניום בעלי צורה או צורה עגולה. על הליבות המעוותות יחד עם המילוי, מתווסף סליל של רצועות פוליאתילן טרפתלט או פוליפרופילן, המסודרים עם פער.

לאחר החלת הרצועות, בידוד חגורת פוליאתילן מכבה עצמית נעשה על ידי אקסטרוזיה. לאחר מכן, מוחל רצועה של נייר כבלים מוליכים למחצה עם מרווח, ולאחר מכן זוג רצועות פלדה בעובי 0.3 עד 0.5 מ"מ היוצרות שריון. החגורות העליונות מכסות את הרווחים של החגורות הבסיסיות. הגוף עשוי מתערובת PVC דליקות בעובי 2.2-2.4 מ"מ.

כתוצאה מכך, הנדן בשילוב עם סרטים עומד במלואו בדרישות מעכב בעירה עבור כבלי AVBVng ו-VBVng כשהם מונחים בצרורות, למרות כיסוי ה-PVC הפשוט.

כמה פתרונות שימושיים עבור כבלים עקשן הם רצועות נציץ זכוכית מעל הליבה. מחסומים עמידים לאש כאלה, יחד עם תרכובת PVC, מבטיחים עמידות ארוכת טווח של מעטפת הכבל לפעולת הלהבה; הם משמשים בכבלים עבור מתחים של עד 6 קילו וולט.

תכשירים שאינם פולטים הלידי מימן בעת ​​שריפה, כגון פוליאתילן צולב עם מעכבי בעירה וחומרי מילוי מינרליים, הם הטובים ביותר להגנה מפני אש של כבלים.

בנוסף, לעיתים מורחים על מעטפת הכבל צבעי אמולסיה על בסיס מים ודיו עם רכיבים בלתי דליקים, באמצעות התזה או הברשה, על מנת לספק הגנה נוספת לכבל. השכבה מיושמת בעובי של כ-1.5 מ"מ, בעוד שכושר הנשיאה הנוכחי של הכבל מופחת ב-5% בלבד.

כבלים עמידים בחום עם בידוד מינרלי ובעטיפות פלדה, כגון KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S וכו', נמצאים בשימוש נרחב. כאן, החוטים סגורים במעטפות מסגסוגת או נירוסטה. הבידוד בין הליבות לקונכיות עשוי מגנזיום אוקסיד או פריקלאז.