Огнестойкие кабели: конструкция, параметры, применение

Что это такое

Огнестойкий кабель — это электрический кабель, сохраняющий работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени. В отличие от обычного кабеля (изоляция которого плавится и выгорает через 2–5 минут после воспламенения), огнестойкий кабель продолжает передавать электрический ток и сигналы управления при воздействии открытого пламени, высокой температуры и механических ударов при обрушении конструкций.

Конструкция

Токопроводящие жилы. Изготавливаются из меди (однопроволочные или многопроволочные). Алюминиевые жилы в огнестойких кабелях не применяются из-за более низкой температуры плавления. Сечение жил — от 0,5 до 240 квадратных миллиметров.

Изоляция жил. Наносится на каждую жилу отдельно. Используются кремнийорганическая резина (выдерживает до 250 градусов непрерывно и до 400 кратковременно), слюдосодержащие ленты (слюда — природный минерал, не горящий и не плавящийся до 800–1000 градусов), керамообразующие составы (при нагреве превращаются в твёрдый керамический слой, сохраняющий форму и изоляционные свойства).

Заполнение между жилами. Пространство между изолированными жилами заполняется огнестойким материалом (резина, минеральная вата, керамическое волокно). Заполнение препятствует распространению огня между жилами и обеспечивает сохранение формы кабеля при выгорании внешней оболочки.

Экран (для экранированных кабелей). Обеспечивает защиту от электромагнитных помех и выравнивание потенциалов. Выполняется из медной фольги, медной оплётки или спирали из медных проволок.

Внутренняя оболочка. Герметизирует сердечник кабеля, защищает от влаги и механических повреждений. Изготавливается из огнестойкой резины или термостойкого полимера.

Броня (для бронированных кабелей). Обеспечивает защиту от механических воздействий при пожаре (обрушение конструкций, падение предметов). Выполняется из стальных оцинкованных лент или проволок.

Наружная оболочка. Защищает кабель от внешних воздействий (механических, химических, климатических). Изготавливается из полимерных композиций, не поддерживающих горение. При нагреве оболочка обугливается, образуя твёрдую коксовую корку, которая защищает внутренние слои.

Отличие от негорючих кабелей

Негорючий кабель не распространяет горение, но теряет работоспособность при пожаре — его изоляция и оболочка выгорают, жилы оголяются и закорачиваются. Огнестойкий кабель сохраняет электрические параметры в течение заданного времени (обычно 30, 60, 90 или 120 минут) при температуре пламени до 750–950 градусов.

Пример: кабель с индексом 90 означает, что он сохраняет работоспособность 90 минут при воздействии пламени температурой не менее 750 градусов и при механическом ударе каждые 10 минут (имитация обрушения строительных конструкций).

Параметры огнестойкости

Предел огнестойкости по времени. Обозначается буквами и цифрами. Для кабелей общего применения — 30, 60, 90, 120 минут. Для специальных объектов (атомные станции, метро) — до 180–240 минут.

Метод испытания. Образец кабеля помещается в печь, нагретую до температуры не менее 750 градусов. К кабелю подключена электрическая нагрузка (номинальное напряжение и ток). Измеряется целостность цепи (отсутствие короткого замыкания) и изоляционное сопротивление. Дополнительно может проводиться механический удар (стальной стержень массой 1 килограмм падает на кабель каждые 10 минут).

Температура окружающей среды при пожаре. Кабель считается огнестойким, если сохраняет работоспособность при температуре не менее 750 градусов. Некоторые типы выдерживают кратковременное воздействие до 950–1000 градусов (пламя газового фонтана, углеводородный пожар).

Области применения

Системы противопожарной защиты. Питание насосов пожаротушения (вода должна подаваться, пока не выгорели кабели). Питание дымососов и подпорных вентиляторов (удаление дыма для эвакуации). Питание систем оповещения и управления эвакуацией (громкоговорители, световые табло, указатели выходов). Питание лифтов для пожарных подразделений.

Аварийное освещение. Питание светильников на путях эвакуации (лестничные клетки, коридоры, выходы). Свет должен гореть в течение всего времени эвакуации — не менее 60 минут по нормативам.

Системы автоматической пожарной сигнализации. Линии связи между датчиками дыма и тепла, приёмно-контрольными приборами, пультами охраны. Сигнал о пожаре должен быть передан до того, как кабель выйдет из строя.

Объекты с массовым пребыванием людей. Больницы (эвакуация лежачих больных требует больше времени). Школы, детские сады, вузы. Торговые центры, кинотеатры, концертные залы. Гостиницы, общежития.

Объекты повышенной опасности. Нефтегазовые платформы и нефтеперерабатывающие заводы (пожар с высокой температурой). Метрополитен (тушение и эвакуация в условиях ограниченного пространства). Атомные электростанции (сохранение управления реактором при пожаре). Аэропорты (эвакуация тысяч пассажиров).

Промышленные предприятия. Химические заводы (пожар может привести к выбросу токсичных веществ, требуется дистанционное отключение оборудования). Склады горючих материалов. Цеха с непрерывным циклом (металлургия, стекольное производство).

Маркировка и обозначения

Буквы в маркировке указывают свойства кабеля. Пример расшифровки: первая буква — материал изоляции (без буквы — поливинилхлорид, «К» — кремнийорганическая резина, «С» — слюдосодержащая лента), следующие буквы — свойства («нг» — не распространяет горение, «F» — огнестойкий, «H» — безгалогенный, не выделяет ядовитых газов), цифра — предел огнестойкости в минутах.

Маркировка наносится на наружную оболочку через каждые 500 миллиметров и содержит тип кабеля, сечение жил, напряжение, дату изготовления, знак соответствия стандартам.

Монтаж и эксплуатация

Радиус изгиба. Огнестойкие кабели имеют минимальный радиус изгиба (обычно 10–15 наружных диаметров кабеля). Изгиб под меньшим радиусом повреждает слюдяную ленту и керамообразующие слои, снижая огнестойкость.

Соединение и оконцевание. Муфты и наконечники должны иметь огнестойкость не ниже, чем у кабеля. Обычные соединительные муфты на огнестойких кабелях не применяются — они становятся слабым местом и выходят из строя первыми при пожаре.

Защита от влаги. Слюдосодержащие ленты гигроскопичны (впитывают влагу). При хранении и монтаже концы кабеля должны быть герметично заделаны (термоусаживаемые колпачки, заглушки). Влажный кабель перед монтажом просушивается — влага при нагреве превращается в пар и разрушает изоляцию.

Прокладка. Огнестойкие кабели прокладываются отдельно от обычных или на общих кабельных конструкциях с противопожарными перегородками. При повреждении обычного кабеля его горение не должно перекидываться на огнестойкий.

Маркировка на объекте. Все огнестойкие кабели должны быть промаркированы на объекте (бирки на каждом конце, у каждой муфты, через каждые 10–15 метров на открытых участках). При пожаре спасатели должны знать, какие кабели продолжают работать под напряжением, чтобы не отключать их ошибочно.

Заключение

Огнестойкий кабель — это электрический кабель, сохраняющий работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени (обычно 30, 60, 90 или 120 минут) при температуре пламени 750–950 градусов и механических ударах (имитация обрушения конструкций). Конструкция включает медные токопроводящие жилы (алюминий не применяется), изоляцию из кремнийорганической резины (до 400 градусов), слюдосодержащих лент (до 800–1000 градусов) или керамообразующих составов (превращаются в керамику при нагреве), заполнение между жилами огнестойким материалом (резина, минвата, керамическое волокно), при необходимости — экран из медной фольги или оплётки, внутреннюю оболочку из огнестойкой резины, броню из стальных оцинкованных лент (для защиты от обрушений), наружную оболочку из полимеров, не поддерживающих горение и образующих коксовую корку. Отличие от негорючего кабеля: негорючий не распространяет горение, но теряет работоспособность при пожаре; огнестойкий продолжает передавать ток в условиях пожара. Применяется в системах противопожарной защиты (питание насосов пожаротушения, дымососов, оповещения, лифтов для пожарных), аварийного освещения путей эвакуации (не менее 60 минут), пожарной сигнализации, на объектах с массовым пребыванием людей (больницы, школы, ТЦ, гостиницы), объектах повышенной опасности (нефтегазовые платформы, метро, АЭС, аэропорты), промышленных предприятиях с непрерывным циклом. При монтаже требуется соблюдение минимального радиуса изгиба (10–15 диаметров кабеля), использование огнестойких муфт и наконечников, герметизация концов от влаги (слюда гигроскопична), прокладка отдельно от обычных кабелей или с противопожарными перегородками, обязательная маркировка на объекте бирками через каждые 10–15 метров.