От чего зависит воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией

26-11.От чего зависит воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией?

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз.
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы, попадете на главную страницу.
«Главная» — отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» — выпадет список разделов, нажав на один из них, попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка «Билеты», нажимая — разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» — нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

• Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
• Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
• Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. 🙂
• Последняя кнопка с изображением книги ( доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» — для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.
На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.
Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.
Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.

От чего зависит воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией

Докипедия просит пользователей использовать в своей электронной переписке скопированные части текстов нормативных документов. Автоматически генерируемые обратные ссылки на источник информации, доставят удовольствие вашим адресатам.

Воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией зависит от значения кратности тока короткого замыкания , т.е. от значения отношения к длительно допустимому току кабеля или провода. Если эта кратность больше 2,5, но меньше 18 для кабеля и 21 для провода, то происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.
Электрические искры (капли металла) образуются при коротком замыкании электропроводки, электросварке и при плавлении электродов электрических ламп накаливания общего назначения. Размер капель металла при этом достигает 3 мм (при потолочной сварке — 4 мм). При коротком замыкании и электросварке частицы вылетают во всех направлениях, и их скорость не превышает 10 и 4 соответственно. Температура капель зависит от вида металла и равна температуре плавления. Температура капель алюминия при коротком замыкании достигает 2500°С, температура сварочных частиц и никелевых частиц ламп накаливания достигает 2100°С. Размер капель при резке металла достигает 15-26 мм, скорость — 1 , температура 1500°C. Температура дуги при сварке и резке достигает 4000°С, поэтому дуга является источником зажигания всех горючих веществ.
Среднюю скорость полета капли металла при свободном падении ( ), , вычисляют по формуле
, (73)
где — ускорение свободного падения;
Объем капли металла ( ), , вычисляют по формуле
, (74)
где — диаметр капли, м.
Массу капли ( ), кг, вычисляют по формуле
, (75)
где — плотность металла, .
Время полета капли в расплавленном (жидком) состоянии ( ), с, рассчитывают по формуле
, (76)
где — удельная теплоемкость расплава металла, ;
— масса капли, кг;
— площадь поверхности капли, ;
, — температура капли в начале полета и температура плавления металла соответственно, К;

Нормы пожарной безопасности для кабелей

Нормы пожарной безопасности предусматривают строгую дифференциацию различных объектов и отдельных зон внутри этих объектов по степени опасности возгорания. Опасность, в свою очередь, зависит от характера работ внутри зоны, наличия пожароопасных материалов, последствий неконтролируемого горения. Так, пожар на АЭС или химкомбинате в разы опаснее пожара в офисном здании.

Пожарная безопасность здания во многом зависит от электропроводки. Разработаны ГОСТы и ПУЭ, которые строго указывают на необходимость применения в местах повышенной взрыво- и пожароопасности кабелей соответствующей огнестойкости. Но понятие огнестойкости тоже требует уточнения.

Что такое огнестойкость

Уже на первых страницах ГОСТа с требованиями пожарной безопасности к кабелям привидится определение огнестойкости. Это способность кабеля работать определенное время, находясь в зоне открытого огня, а также после тушения пламени. Этот параметр один из тех, что отвечает за общую живучесть любой электрической системы: сколько она проработает, если начнется пожар.

Огнестойкость обычно выражается в минутах. Следует отметить, что этот параметр не подразумевает неуязвимости перед огнем: огнестойкий кабель все равно рано или поздно выйдет из строя. Он просто проработает в зоне действия пламени в несколько раз дольше обычного кабеля.

Огнестойкость часто путают с негорючестью. Негорючие кабели в России маркируются «-нг», огнестойкие «-FR”, от англ. Fire resistanse — устойчивость к горению. Негорючесть означает, что кабель только лишь не распространяет горение при одиночной либо групповой прокладке. При этом он может плавиться, тлеть, у многожильного изделия может произойти короткое замыкание проводников из-за расплавившейся изоляции.

Все огнестойкие провода и кабели — негорючие, но не все негорючие — огнестойкие.

Для каждого вида огнестойких кабелей определены временные нормативы — продолжительность работы в условиях воздействия пламени. Они зависят от диаметра и количества жил, вида изоляции, температуры пламени и т. д.

Таблица. Показатель пожарной безопасности кабеля в зависимости от материала оболочки и изоляции
Материал изоляции и оболочки	Показатель пожарной безопасности	Описание материала изоляции и оболочки, все кабели не распространяют горение при групповой прокладке (категория А)	Максимальная температура эксплуатации кабеля, °С
В	нг(А)-FRLS	ПВХ пластикаты с пониженным дымо- и газовыделением	75
	нг(А)-FRLSLTx	ПВХ пластикаты с пониженным дымо- и газовыделением, с низкой токсичностью продуктов горения	75
П	нг(А)-FRHF	Полимерные композиции, не содержащие галогены	75
	нг(А)-FRHFLTx	Полимерные композицие, не содержащих галогены, с низкой токсичностью продуктов горения	75
Т	нг(А)-FR	Термопластичные эластомеры	120
Т-150	нг(А)-FR	Термопластичный эластомер повышенной теплостойкости	150
У	нг(А)-FR	Полиуретан	120
Y-250	нг(А)-FR	Высокотемпературная композиция	250
Ф	нг(А)-FR	Фторопласт (тефлон)	220
РВ	нг(А)-FRLS	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из ПВХ пластикатов с пониженным дымо- и газовыделением	75
РП	нг(А)-FRHF	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из полимерных композиций, не содержащих галогенов	75
РТ	нг(А)-FR	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из термопластичного эластомера	75
РУ	нг(А)-FR	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из полиуретана	75
РY-250	нг(А)-FR	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из высокотемпературной композиции	75
РФ	нг(А)-FR	Изоляция из кремнийорганической резины, оболочка из фторопласта	75

Нормы, вводимые Госстандартом

Госстандарты, в частности ГОСТ под номером 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности», действующий сейчас, рассматривают понятие огнестойкости в рамках пожарной безопасности достаточно широко.

Помимо устойчивости к воздействию пламени ГОСТы регламентируют еще такие важные показатели, как:

• дымообразование;
• токсичность продуктов горения;
• коррозионная активность продуктов горения.

Первое — это общее количество дыма и газа, которое выделяется при горении или тлении кабеля. Определяется степенью снижения световой проницаемости в помещении.

Второй —количество ядовитых веществ, попадающих в воздух при плавлении или горении оболочки кабеля. Существуют классы кабельных изделий, выпускающие минимум вредных веществ в атмосферу, они маркируются «-LS». Это самые лучшие изделия с точки зрения пожарной безопасности.

Третий —способность газов, являющихся продуктами горения, вызывать коррозию (ускоренное окисление) металлических конструкций в помещении. Определяется количеством выделяемых в пространство при горении или тлении газов галогеновых кислот. Кабели, удовлетворяющие требованию пониженного содержания таких газов в продуктах распада, маркируются «-HF».

Основные показатели взаимодействия с огнем, определяемые лабораторно, это:

• предел распространения горения при одиночной прокладке;
• предел распространения горения при групповой прокладке;
• предел огнестойкости.

Первые два определяют максимальное расстояние от источника горения, за которым оболочка кабеля начинает повреждаться — обугливаться, плавиться, тлеть. Выражаются в миллиметрах. Третий показатель собственно и есть предельное время, которое может выдержать провод, прежде чем выйти из строя. Он варьируется для разных категорий и групп кабелей, максимум составляет 180 минут.

Лабораторные испытания

Испытания кабельной продукции на огнестойкость проводят в строгом соответствии с ГОСТами для различных видов кабелей — силовых, информационных (слаботочных), оптических. Основной регламент — это ГОСТ 60331-21-2011 «Проведений испытание (огнестойкости) и требования к ним».

Уже упоминавшийся ГОСТ 31565-2012 устанавливает классификацию пожаростойких изделий и вкратце описывает основные способы испытаний. В частности это определение физических размеров образцов в соответствии с определенными категориями, времени воздействия пламени, максимально допустимой длины обугленной части образца (2,5 м для всех категорий).

Применяют способы определения показателей дымообразования, коррозионной активности и токсичности. Последняя, в частности, определяется количеством выживших в зоне задымления подопытных животных.

Данные стандарты действуют на всей территории Таможенного Союза, куда входят Россия, Беларусь, Азербайджан, Молдова и все страны среднеазиатского региона за исключением Туркмении.

Нераспространяющие горение и огнестойкие силовые кабели

В современных кабельных коммуникациях объем и концентрация электрических кабелей значительно возрастают, что приводит к увеличению риска пожара. По данным США, ежегодный ущерб от пожаров, вызванных загоранием кабелей, составляет около 6 млрд. дол. Поэтому одной из актуальнейших проблем в настоящее время является создание не распространяющих горение огнестойких кабелей.
Для оценки пожарной безопасности кабелей используют следующие основные показатели:
• нераспространение горения;

1. оптическая плотность дымообразования;
2. коррозионная активность продуктов газовыделения;
3. токсичность продуктов газовыделения;
4. огнестойкость.

Нераспространение горения характеризует способность кабеля к самозатуханию после прекращения воздействия источника пламени. Количественно этот показатель оценивают по длине поврежденного участка кабеля после прекращения его горения.
Дымообразование при горении кабеля характеризуется максимальной удельной оптической плотностью среды в камере при сгорании образца. Этот показатель характеризует развитие во времени задымленности в помещении при пожаре и в значительной степени определяет условия тушения пожара.
Коррозионная активность продуктов газовыделения приводит к разрушению электрооборудования в помещениях, и, таким образом, увеличивается ущерб от пожара. Количественно этот показатель характеризуется количеством выделения таких активных продуктов, как хлористый водород (НС1), бромистый водород (НВг), диоксид серы (SO2) и т.п.
Токсичность продуктов газовыделения, как правило, является одной из причин несчастных случаев при пожарах. К токсичным продуктам прежде всего относят: цианистый водород (HCN), аммиак (NH3), диоксид серы (SO2), сероводород (H2S). оксид углерода (СО) и некоторые другие соединения.
Огнестойкость кабеля характеризуется сохранением его работоспособности при воздействии открытого пламени в течение установленного времени (от 15 мин до 3 ч).
Показатели пожарной безопасности кабелей определяют в основном правильным выбором материалов изоляции и защитных покровов, а также зависят от конструктивного исполнения кабелей.
Для полимерных материалов, используемых для изоляции или шланга, установлены такие показатели пожарной безопасности, как горючесть, кислородный индекс, коэффициент дымообразования, токсичность продуктов горения.
Горючесть в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 (Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения) характеризует способность материала к горению.
При этом выделяются материалы: негорючие — не способные к горению в воздухе; трудногорючие — способные возгораться в воздухе, не способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания; горючие — способные самовозгораться, а также самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.
Следует отметить, что существующие количественные показатели горючести материалов часто не могут быть увязаны с показателями пожарной безопасности
кабеля и поэтому не находят широкого применения при их конструировании.
Наибольшее распространение для оценки горючести получил показатель «кислородный индекс» (КИ). КИ материала равен минимальному объему кислорода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно устойчивое горение материала в условиях испытаний.
Как показывает опыт, можно утверждать, что все материалы с КИ < 21 являются горючими материалами, т.е. могут самостоятельно гореть на воздухе после удаления источника зажигания. Ниже приведены значения КИ материалов, применяемых для производства кабелей:
Полиэтилен. 18
Полиэтилен самозатухающий. 24—27
Поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат. 24
ПВХ-пластикат пониженной горючести. 32—40
ПВХ (смола). 45
Резина на основе бутилкаучука. 16
Резина на основе хлоропренового каучука. 26
Полиэтиленвинил ацетат. 52
Этиленпропиленовый каучук. 18—22
Полиамид. 25
Полиимид. 36
Фторопласт-4. 95—96
Фторопласт-4МБ. . 95
Фторопласт-2М. 43—44
Фторопласт-40. 30—31
Коэффициент дымообразования характеризует оптическую плотность дыма, образующегося при сгорании материала в помещении. Определение коэффициента дымообразования основано на фотометрической регистрации ослабления освещенности при прохождении света через задымленное пространство.
В зарубежной практике наибольшее распространение получил метод камеры NBS (Национальное бюро стандартов).
Коэффициент дымообразования при испытаниях по методу NBS — безразмерная величина и определяется для двух режимов: тления и пламенного горения материала.
Максимальная оптическая плотность дыма для различных материалов по методу NBS приведена в табл. 6.
Коррозионная активность продуктов газовыделения, в соответствии с рекомендациями МЭК, оценивается по содержанию, НС1, НВг, S02 и HF, определяемому известными аналитическими методами, в камере сгорания, где образец нагревается до температуры 800 °С в течение 20 мин.
Токсичность продуктов горения также оценивается по количеству выделяемых токсичных газов (СО, С02, НС1, HCN, НВг, HF, S02, NO) при нагревании материалов до температуры 800 °С.
В кабельной промышленности, как известно, основными материалами, применяемыми для изоляции и оболочек кабелей, являются ПВХ-пластикаты, полиэтилен и различные резины.

Максимальная оптическая плотность дыма

ПВХ-пластикат с низким

Сшитый наполненный полиэтилен

Наименее горючий из этих материалов — ПВХ-пластикат, что можно объяснить его химической структурой (наличие атомов хлора и отсутствие двойных связей). При пожаре происходит разложение пластиката с выделением НС1. Это препятствует распространению пламени, однако при контакте с водой или водяными парами НС1 образует соляную кислоту, обладающую сильными коррозионными свойствами. Газообразный НС1 оказывает отрицательное действие на организм человека. Высокое дымо- и газовыделение ограничивает применение обычных изоляционных и шланговых рецептур ПВХ-пластиката для огнестойких и нераспространяющих горение кабелей.
Стойкость ПВХ к действию пламени можно увеличить специальным подбором ингредиентов. Так, в ПВХ-пластикаты пониженной горючести вводят антипирены (вещества, снижающие горючесть), фосфатные пластификаторы, специальные наполнители. Эти ингредиенты не только снижают горючесть пластиката, но и уменьшают дымо- и газовыделение при пожаре благодаря тому, что они вступают в химическую реакцию с НС1, связывают его и переводят в негорючие продукты, остающиеся в золе.
Полиэтилен обладает повышенной горючестью, поэтому для негорючих кабелей применяют композиции самозатухающего полиэтилена, в которую вводят антипирены. Чаще всего это смесь хлорированного парафина и триоксида сурьмы. Одним из преимуществ самозатухающего полиэтилена перед ПВХ-пластикатом является пониженное дымо- и газовыделение, а также низкие показатели вредности и токсичности. Шланговые рецептуры самозатухающего полиэтилена известны под названием «касполон».
Наименьшей горючестью из традиционных резин обладают резины на основе полихлоропренового каучука, которые используют для оболочек кабельных изделий. Повышенной стойкостью к горению обладают также резины на основе кремнийорганических каучуков, а также таких каучукоподобных полимеров, как хлорированный или хлорсульфированный полиэтилен (Hypolon).
Высокой огнестойкостью обладают полимеры на основе тетрафторэтилена и другие фторполимеры. Эти материалы обладают одним из самых высоких кислородных индексов и низким дымо- и газовыделением. Тем не менее, следует иметь в виду, что при температуре выше 300 °С эти материалы выделяют высокотоксичные продукты, которые поражающе действуют на человеческий организм и выводят из строя электрооборудование.
Первые нераспространяющие горение силовые кабели у нас были созданы на основе традиционных конструкций кабелей с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке.
Кабели на 1-10 кВ марок ААБнлГ и ЦААБнлГ не распространяют горение при испытаниях в пучках, кроме того, кабели выдерживают воздействие открытого пламени в течение 20 мин при испытаниях на огнестойкость. Повышенная пожаростойкость в этих кабелях достигается применением специального защитного покрова, содержащего две стальные оцинкованные ленты и подушку под броней из стеклопряжи. Наличие различных металлических экранов, оболочек и брони повышает огнестойкость кабелей, поэтому эти элементы используют также для создания пожаростойких кабелей с пластмассовой изоляцией.
Для передачи и распределения электроэнергии при напряжении 6 кВ в тех случаях, когда предъявляются требования по нераспространению горения, применяют специальные бронированные силовые кабели с поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми и медными токопроводящими жилами Номинальное сечение жил 25. 150 мм 2 . Форма жил в основном секторная, допускается круглая форма жил сечением 25. 50 мм 2 . Поверх сердечника из скрученных жил и заполнения накладывают скрепляющую обмотку из полипропиленовых и полиэтилентерефталатных лент, причем ленты накладывают с зазором. Затем методом экструзии накладывают поясную изоляцию из самозатухающего полиэтилена.
Поверх поясной изоляции обмоткой с перекрытием накладываются ленты из полупроводящей кабельной бумаги и обмоткой с зазором две стальные ленты, образующие бронепокров. Верхняя стальная лента должна перекрывать зазоры между кромками нижней ленты. Толщина стальных лент 0,3—0,5 мм. Защитная оболочка имеет толщину 2,2. 2,4 мм и изготовляется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Именно эта оболочка в комбинации со стальными лентами обеспечивает удовлетворение требований по нераспространению горения при прокладке в пучках, несмотря на то что изоляция кабелей выполнена из обычного поливинилхлоридного пластиката. Кабели имеют марки ВБВнг и АВБВнг.
В России освоен промышленный выпуск таких кабелей. Эти кабели имеют в маркировке индекс «нг» и используются преимущественно для АЭС.
Анализ известных технических решений по созданию огнестойких кабелей показывает, что хорошие результаты дает применение огнезащитных барьеров из стеклослюдинитовых лент поверх токопроводящей жилы, которые в сочетании с поливинилхлоридным пластикатом обеспечивают изоляционные свойства слоя в течение длительного времени при воздействии пламени. Огнезащитный барьер может быть размещен и поверх сердечника огнестойких кабелей на напряжение 1-6 кВ.
В качестве изоляции пожаростойких кабелей предпочтительнее использовать полимерные композиции, не выделяющие при горении галогеноводородов. Это преимущественно сшитый полиэтилен или его композиции со специальными типами минеральных наполнителей и антипиренов
В мировой практике и в России используют также ряд мастик и красок, наносимых на поверхность проложенных в коммуникациях кабелей в качестве дополнительной меры по их огнезащиты. Эти покрытия наносят обычно либо кистью, либо распылением.
Толщина образующегося покрытия около 1,5 мм. В состав покрытий, как правило, входят негорючие компоненты, волокнистые наполнители и водно- эмульсионные связующие. Однако следует иметь в виду, что при использовании огнезащитных покрытий токовые нагрузки кабелей снижаются на 3. 7%.
Кабели нагревостойкие с минеральной изоляцией (ТУ 16-505.564-75) широко распространены. Приведём основные марки такого кабеля с минеральной изоляцией в стальных оболочках: КНМСС, КНМСпС, КНМСН, КНМСпН, КНМСНХ-Н, КНМСпНХ-Н, КНМС2С, КНМСп2С, КНМСЗС, КНМСпЗС. Такой кабель состоит из токопроводящих жил, которые заключены в одну, две или три соостные оболочки из нержавеющей стали или сплава. Токопроводящие жилы и оболочки изолированы друг от друга периклазом или окисью магния марки «Чда». Токопроводящие жилы кабелей однопроволочные из нержавеющей стали, нихрома или никеля.
Кабели изготавливают одно- двух- и четырёхжильные. Наружный диаметр кабелей от 0,9 до 6 мм, сечение жил 0,07. 1,31мм 2 .
Кабели предназначены для работы при напряжении от 115 до 500 В постоянного или переменного тока с частотой до 1000 Гц при температурах от -60 до +600°С.
Эти кабели могут применяться на атомных электростанциях т.к. могут работать в нейтронных потоках 1 х 1014 нейтрон /см 2 х с и при мощности дозы гамма потока 1 х 109 р/ч.
Применяют также отечественные кабели марок: КТМС (ХА), КТМСп (ХА), КТМС (ХК), КТМСп (ХК) ( по ТУ 16-505.757-75).