CC BY
66
-------------------------------- © Г.В. Красильников, А.М. Боев,
А.Р. Бакиров, 2011
УДК 621.315
Г.В. Красильников, А.М. Боев, А.Р. Бакиров
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ КАБЕЛЕЙ В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Предложена новая технология INFIT1™, обеспечивающая пожарную безопасность кабелей и объединяющая в полимерном материале преимущества двух традиционных технологий — обмотки лентами на основе слюды и наложения кремнийорганической изоляции методом экструзии.
Ключевые слова: кабели, пожарная безопасность, нераспространение горения.
настоящее время при строительстве различных граждан-
JJ ских и промышленных объектов, в том числе и в горнодобывающей промышленности все больше внимания уделяют вопросам обеспечения пожарной безопасности. Кабели - это единственное из изделий, которое проходит без разрыва через стены и специальные перегородки, они проложены в большом количестве в ограниченном пространстве и содержат большое количество горючих материалов. В связи с этим применение пожаробезопасных кабелей является актуальной задачей.
Пожаробезопасные кабели можно разделить на две группы:
1. Нераспространяющие горение.
2. Нераспространяющие горение, огнестойкие.
Для испытаний на нераспространение горения существуют различные стандарты и методы испытаний: нераспространение горения одиночным образцом кабеля по МЭК 332-1 или по EN 50265, BS 4066 часть 1, DIN VDE 0472 часть 804 В, DIN VDE 0482 часть 265; нераспространение горения кабелей, проложенных пучком по МЭК 60332-3, EN 50266, DIN VDE 50266, HD 405.3, BS 4066 часть 3, DIN VDE 0472 часть 804 C.
Помимо требований по нераспространению горения к кабелям, проложенным внутри помещений, в настоящее время предъявляют дополнительные требования по прозрач-ности дыма, которую определяют по одному из следующих стандартов:
Таблица 1
Характеристика | ПЭ | СПЭ | ЭПР | КО
Плотность, г/см3 0,92 0,92 1,13 1,25
Прочность при разрыве, МПа 12-18 15-20 9-15 7-11
Относительное удлинение при разрыве, % 600- 1000 200-500 200-400 200-500
Удельное объемное сопротивление, Ом*см 16 >10 16 >10 14 10 14 10
Диэлектрическая прочность, кВ/мм 40-80 40-80 30-60 23
Диэлектрическая постоянная 2,3 2,3 2,7-3,2 3,2
Тангенс угла диэлектрических потерь (^ 5) -4 4*10 -4 4*10 40*10 -4 80*10
Макс. рабочая температура на жиле, °С 70 90 90 180
Температура при коротком замыкании, °С 110 250 250 350
Кислородный индекс (%О2) 18 18-26 18-30 20-27
Стойкость к огню Плохая Плохая Ограничено- хорошая Хорошая
МЭК 61034, EN 50268, DIN VDE 50268, BS 7622, DIN VDE 0472 часть 816, DIN VDE 0482 часть 268, при этом снижение светопро-пускания не должно быть 40 %, а так же требования по коррозионной активности продуктов горения, которую определяют по МЭК 60754-2.
Для огнестойких кабелей существуют требования по рабо-те в условиях пожара, которые определяют по МЭК 60331, EN 50200, BS 6387, NF C 32 070, DIN 4102-12.
Для оболочки применяют сшитую полимерную композицию на основе полиолефина, технические характеристики приведе-ны в табл. 2. Изоляцию пажаробезопасных кабелей изготавли-вают из сшиваемых композиций, технические характеристики приведены в табл. 1. Для огнестойких кабелей для изоляции применяют композиции на основе керамообразующей силико-новой резины. Полимерную изоляцию накладывают на экстру-зионных линиях.
Пожаробезопасные кабели, нераспространяющие горение, с низким дымо-газвыделением, безгалогенные, компания НЕКСАНС изготавливает под торговой маркой ALSECURE®, а огнестойкие под торговой маркой ALSECURE® PLUS или IN-FIT®. Данные кабели применяют на таких объектах как:
Таблица2
Характеристика | | Требование | Факт ~
Плотность g/cm3 1,55
Твердость Шор А 84
Предел прочности МПа > 9 11
Удлинение при разрыве % > 120 160
Тепловые свойства, после старения в термостате (240 ч / 120 °С)
Предел прочности, изменение % <25 17
Удлинение при разрыве, изменение % <25 -10
Стойкость к продавливанию (6ч/90 ° С) % <50 25
Кислородный индекс % 36
Температурный индекс ° С > 260
Коррозионная активность продуктов горения
pH 6
Проводимость ^Б/ст 4
Тепловая деформация 0,2 МП 200 °С
Удлинение после 15 мин. % <100 30
Остаточная деформация % ± 25 15
метрополитены, атомные электростанции, суда морского и речно-го флота, общественные здания, детские сады, школы и на другие объекты. Огнестойкие кабели применяют для систем аварийного освещения и различных системах безопасности, рабочие функции которых должны сохраняться в условиях пожара. Срок службы ка-белей ALSECURE® составляет не менее 30 лет.
Новые решения компании Nexans в области раз-работки кабельных материалов, не распространяющих горение
Компания №хаш сделала большой шаг в области материаловедения, разработав новую изоляционную технологию ЮТГТ™, предназначенную специально для производства пожаробезопасных кабелей. Огнестойкие, или пожаробезопасные кабели обеспечивают целостность и непрерывность функционирования жизненно важных электрических сетей во время критических периодов эвакуации персонала из зданий и осу-ществления пожаротушения в соответствии с самыми строгими требованиями национальных и международных стандартов.
В случае возникновения пожара изоляция типа ЮТ1Т™ под воздействием огня и высоких температур преобразуется в прочный керамический экран, который обеспечивает высокий уровень огнестойкости, а при обычном использовании эта изоляция облегчает работу с кабелями в процессе прокладки и монтажа.
До появления этой прогрессивной технологии ЮТГГ™ в кабельной промышленности применялись две основные технологии для
обеспечения целостности изоляции гибких кабелей во время пожара: микаленты и кремнийорганические каучуки. Каждая из этих технологий представляет ряд преимуществ. Классическая изоляция, выполненная из лент на основе слюды, широко исполь-зовалась, начиная с 80-х годов ХХ века, она может быть легко изготовлена в промышленных масштабах и представляет собой эффективную электрическую изоляцию при наложении поверх изоляционного слоя из сшитого полиэтилена. С другой стороны, изоляция из кремнийорганического каучука может быть наложена методом экструзии непосредственно на токопроводящие жилы и обеспечивает оптимальный компромисс между огнестойкостью и лёгкостью монтажа и прокладки кабелей.
Тем не менее, новые требования потребителей в отно-шении сохранения работоспособности и функционирования кабелей в случае пожара, удобства и простоты обращения с кабелями при зачистке изоляции и монтаже послужили стимулом для компании Nexans и побудили её специалистов разработать новую техно-логию производства изоляции, предназначенную специально для производства огнестойких кабелей.
INFIT™ - это уникальная, инновационная технология, объединяющая в полимерном материале преимущества двух тради-циионных технологий - обмотки лентами на основе слюды и наложения кремнийорганической изоляции методом экструзии. Но-вые кабели от компании Nexans обладают высокой прочностью и простотой и лёгкостью в обращении, которые характерны для традиционных кабелей с изоляцией из микаленты и сшитого по-лиэтилена, а также удобны в обращении и легко поддаются зачи-стке при монтаже и прокладке, что характерно для гибких кабе-лей с изоляцией из силиконового каучука. Технология INFIT™ га-рантирует высокий уровень пожаробезопасности кабелей, по-скольку, когда изоляция подвергается воздействию пламени, она трансформируется из гибкого пластмассового покрытия в жёст-кий, прочный керамический изоляционный слой, сохраняющий целостность электрической цепи (т.е. не происходит обрывов или коротких замыканий).
Новая технология - это результат десяти лет работы специалистов международного научно-исследовательского центра компании Nexans (Nexans International Research Center), расположен-ного в г. Лион, Франция, которые работали в тесном сотрудничестве с коллегами из австралийского научно-иссле-довательского центра компании Nexans (Australian Nexans R&D Center). Успешный результат их 296
деятельности основан на фундаментальных исследованиях и разработках, объединяющих две области - керамические материалы и новые полимерные материалы.
В классической науке о керамике точно определён процесс отверждения, необходимый для изготовления высококачествен-ной керамики. Тем не менее, в случае пожара повышение темпе-ратуры происходит неожиданным и неконтролируемым образом. Поэтому первой проблемой была разработка такой системы формирования керамики, которая была бы способна за очень короткое время реагировать и создавать экран по электрической изоляции в широком диапазоне высоких температур и в то же время обеспечивать высокий уровень электрической изоляции. Второй параллельной задачей было достижение этих требовани-ем с использованием пригодного для экструзии полимерного ма--ериала, но не порошкообразного материала, который бы соот-ветствовал современным стандартам кабельной промышленности.
Новая технология INFIT™ может быть использована с соблюдением основных международных кабельных стандартов и в со--ответствии с большинством критериев качества и безопасности кабельных изделий. Кабели производства компании Nexans с применением технологии INFIT™ способны выдерживать воздей-ствие пламени в случае пожара при температурах до 1000 °С, при напряжении до 1 кВ и при этом сохранять высокий уровень ра-ботоспособности. Разработанная компанией Nexans технология INFIT™ защищена патентом. Компания полагает, что эта техноло-гия вскоре завоюет кабельные рынки. В ближайшее время она будет внедрена в производство всей пожаробезопасной серии кабельной продукции Alsecure компании Nexans, предназ-наченной для использования в жилых, промышленных, торговоком-мерческих зданиях, а также на морских судах. [ДШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------
Красильников Геннадий Валентинович - ведущий менеджер по развитию бизнеса московского представительства Nexans, Gennady.KRASILNIKOV@nexans.com Боев Андрей Михайлович - кандидат технических наук, ООО «Нексанс Рус.», Andrey.BOEV @nexans. com
Бакиров Альберт Робертович - доктор технических наук, профессор каф. ЭЭГП МГГУ, e-mail: arbakirov@rambler.ru
