В современных кабельных системах использование кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена уже стало стандартом. Разумеется, использование кабелей нового типа, с новыми физическими характеристиками, влечет за собой возникновение новых процессов и физических явлений. Неизученность которых может стать причиной аварий и сокращения срока службы. А это, в свою очередь, увеличивает затраты времени и средств.

Современные кабельные коммуникации становятся все более сложными, объем используемых кабелей растет год от года. Естественно, это не могло не привести к повышению риска возгорания. И ущерб от пожаров составляет, по данным статистики, несколько миллиардов долларов ежегодно.

В связи с этим строители все чаще используют огнестойкие кабели и арматуру, которые препятствуют распространению пожара. Особенно это касается публичных мест, которые имеют повышенные требования к пожаробезопасности, – торговых и бизнес-центров, развлекательные комплексы, кинотеатры, станции метрополитена, крупные заводы и т.д.

В качестве примера можно привести немалое количество пожаров на кабельных линиях среднего и высокого напряжения, которые имеют изоляцию из сшитого полиэтилена. Основная причина таких пожаров - несоответствие конструктивных особенностей используемого кабеля условиям прокладки и эксплуатации. Поэтому для того, чтобы обеспечить необходимую надежность и пожаробезопасность при конкретных условиях эксплуатации, нужно учитывать особенности конструкции и эксплуатационные характеристики выбираемых кабелей.

Требования к кабелям и кабельной арматуре

Во времена СССР жестких требований, в частности, противопожарных, к кабельной продукции не предъявлялось. Однако сейчас на рынке кабельной продукции предлагаются огнестойкие и негорючие кабели, не содержащие элементы галогенового ряда, имеющие также низкое газо- и дымовыделение и отвечающие всем требованиям электробезопасности. Эти требования определяются российским стандартом ГОСТ Р и международным МЭК. Материалы, используемые для производства современных кабелей этого типа и арматуры, должны обеспечивать следующие требования:

• высокую механическую прочность, стойкость к повреждениям,
• стойкость к ультрафиолетовому излучению;
• не распространять горение при групповой прокладке (имеют индекс «нг»);
• иметь пониженное газо- и дымовыделение (имеют индекс «LS»);
• огнестойкость — «FR»;
• не выделять коррозионно-активных газообразных продуктов при горении, т.н. «безгалогенные» (индекс «HF»);

Например, кабель с маркировкой нг(...)-FRLS —  не распространяющий горение при групповой прокладке, огнестойкий, имеющий пониженное дымо- и газовыделение. Минимальное требование безопасности, предъявляемое к кабелю - нераспространение горения при открытой прокладке.

Кабельные изделия с индексом «нг» характеризуются способностью полимерных материалов, из которых изготовлена изоляция, к затуханию после тушения пламени. Для этого был введен кислородный индекс (КИ), который позволяет определить степень горючести материала. КИ показывает процентное (относительное) содержание кислорода в кислородно-азотной смеси, при которой возможно горение вертикально расположенного материала. Чем выше кислородный индекс, тем менее горючим является материал. Полимеры, имеющие кислородный индекс меньше 27, считаются легкогорючими. Современные кабельные материалы для изоляции разрабатываются с учетом увеличения их КИ до 30-40.

Например, КИ резины составляет 16, а ПЭ и ПВХ пластиката — 18 и 24 соответственно. Для того, чтобы уменьшить горючесть этих полимеров, используются антипирены-гидроокиси. При добавке в ПВХ пластикат гидроокиси алюминия КИ материала, из которого изготавливается изоляция, возрастает до 30.

Дымообразование показывает снижение светопропускания полимерных композиций при горении и тлении, что является опасным фактором. Если для промежуточных слоёв и оболочки кабеля снижение светопропускания не превышает 40%, то такой кабель получает индекс «LS», и соответствует требованиям МЭК 60332-1.

Коррозионная активность газов — это способность полимеров выделять высокоактивные газы, например, хлористый водород (HCl), бромистый водород (HBr), диоксид серы (SO2), и другие. Соединяясь с молекулами воды, эти газообразные продукты образуют кислоты и щёлочи, вызывающие коррозию металлов и электроники. В продуктах горения изоляции кабеля с «HF» маркировкой содержание коррозионно-активных веществ находятся достаточно низком уровне и соответствуют требованиям ГОСТа.

Токсичность продуктов горения – еще один фактор опасности и причина смертей при пожарах. Наиболее опасными продуктами являются окись углерода (CO), цианистый водород (HCN), аммиак (NH3), диоксид серы (SO2), сероводород (H2S) и формальдегиды. Показателем токсичности полимера (или другого материала) является его количество в единице замкнутого пространства (г/см3), при сгорании которого продукты горения вызывают смерть половины лабораторных мышей. Чем выше значение этого параметра, тем менее опасен материал по токсичности выделяемых продуктов горения.

Особенности конструкции пожаробезопасных кабелей.

Особенностью кабелей с индексом «нг» является их изготовление из соответствующих материалов, а также конструктивное исполнение, которое сделано с учетом требований пожаробезопасности.

конструкциях кабелей, не распространяющих горение, заложен следующий принцип: элементы кабеля, соприкасающиеся с окружающей средой, изготавливаются из материалов класса «нг», причём степень негорючести и огнестойкости определяется конструкцией кабеля.

В конструкции кабеля только наружная оболочка в исполнении «нг», во всех остальных случаях соприкосновения элементы конструкции кабеля изготовлены из материалов общепромышленного назначения с высокими электрическими и физико-механическими характеристиками, хорошо зарекомендовавшими себя в процессе эксплуатации.

При изготовлении огнестойких кабельных изделий, имеющих индекс «нг-FR» используются специальные огнестойкие и термозащитные экранирующие материалы, например, слюдосодержащая лента, стеклоткань или алюмополимерная лента под оболочкой.

Вышеописанные варианты взрыво- и пожаробезопасных кабелей являются только лишь примером, иллюстрирующим возможности конструктивного исполнения кабелей. Конкретную конструкцию необходимо разрабатывать с учетом всех особенностей проекта и требований к надежности и пожаробезопасности кабельной системы.