ПРОВОД ПОВЫШЕННОЙ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к проводам повышенной пожаробезопасности, применяемым для электрических установок при стационарной прокладке в осветительных сетях, а также для монтажа электрооборудования, машин, механизмов и станков на номинальное переменное напряжение до 450/750 В включительно номинальной частотой до 400 Гц или на постоянное напряжение до 1000 В включительно.
Известны одножильные и многожильные провода для электрических установок с пластмассовой изоляцией, содержащие однопроволочные и многопроволочные токопроводящие жилы, покрытые изоляцией из поливинилхлоридного пластиката по ГОСТ 6323-79 (Белоруссов Н.И. и др. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1988, стр.163) и по ТУ 16-705.501-2010 «Провода и кабели с изоляцией из ПВХ пластиката для электрических установок на напряжение до 450/750 В включительно».
Такие провода применяются для прокладки одиночных кабельных линий. Согласно ГОСТ Р 53315-2009 при прокладке более одной кабельной линии необходимо применение пассивной огнезащиты. Кроме того, при горении таких изделий выделяется большое количество дыма, различных токсичных веществ и газообразного HCl, который при взаимодействии с водой превращается в соляную кислоту. В результате от дыма погибают люди, а от воздействия кислоты и коррозионных газов выходит из строя дорогостоящее оборудование.
Известны одножильные и многожильные провода, содержащие однопроволочные и многопроволочные токопроводящие жилы, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности по ТУ 16.705-502-2011 «Провода и кабели пониженной пожарной опасности с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката для электрических установок на напряжение до 450/750 В» и с изоляцией из безгалогенной композиции на основе полиолефинов (патент №37872). Указанная в патенте безгалогенная композиция соответствует марке СС 7760 фирмы «Condor Compounds». Данные кабельные изделия обеспечивают срок службы проводов до 15 лет и выполнение требований ГОСТ Р 53315-2009 по нераспространению горения при групповой прокладке и дыму, а провода с изоляцией из безгалогенной композиции - также и по показателю коррозионной активности, и могут применяться в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей.
Поставленная задача заключалась в разработке проводов, имеющих более высокие показатели пожарной безопасности и прочностные характеристики по сравнению с вышеуказанными аналогами и со сроком службы проводов не менее 30 лет. Данные провода могут применяться не только в местах с массовым пребыванием людей, в зданиях и сооружениях с дорогостоящим электронным оборудованием, но и на гражданских и военных судах. К кабельным изделиям, применяемым на гражданских судах, и особенно на военных кораблях, предъявляются особые требования. Это обусловливается наличием ограниченного пространства для прокладки кабельных изделий, ограниченного замкнутого пространства для пребывания людей, особыми условиями эксплуатации судна и особыми условиями окружающей среды, так как суда должны ходить в условиях как холодного, так и тропического климата.
К проводам, применяемым для электрических установок на судах, предъявляются следующие требования по эксплуатации:
- стойкость к повышенной температуре окружающей среды до плюс 100°C;
- стойкость к пониженной температуры окружающей среды до минус 50°C;
- стойкость к относительной влажности воздуха до 100% при температуре до 35°C;
стойкость к воздействию смены температур от минус 50°С до плюс 100°C;
- стойкость к воздействию синусоидальной вибрации, пониженному атмосферному давлению, ударам, статической и динамической пыли (песка), соляного тумана, солнечного излучения, инея, росы, плесневым грибам.
Провода не должны распространять горение при групповой прокладке по категории А. Значения показателей коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении материала изоляции должны соответствовать следующим требованиям:
- содержание газов галогенных кислот в пересчете на НСl, мг/г, не более 5,0;
- проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами дымо- и газовыделения, мкСм/мм, не более - 10,0;
- показатель рН (кислотное число), не менее - 4,3.
Дымообразование при горении и тлении проводов не должно приводить к снижению светопроницаемости в испытательной камере более чем на 25%.
Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что изоляция провода выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов марки Винтес 1110, имеющая в своем составе наноглину, которая позволяет повысить прочностные характеристики материала для обеспечения выполнения требований, предъявляемых к проводам, эксплуатируемым в особых условиях, и стойкость к горению проводов. Применяемая для оболочки полимерная композиция, не содержащая галогенов марки Винтес 2010, также имеет в своем составе наноглину.
При применении полимерных композиций, не содержащих галогенов марок Винтес 1110 и Винтес 2010, прекращается распространение пламени на меньшей длине пучка проводов, соответственно, выделяется меньшее количество тепла и дыма, который вызывает отравление людей при пожаре. Проведенные испытания проводов на нераспространение горения показали, что при горении проводов с изоляцией и оболочкой из полимерной композиции, не содержащей галогенов марок Винтес 1110 и Винтес 2010, не наблюдается каплепадения. Это очень важно при пожаре, так как при горении кабельных изделий падающие капли расплавленного полимерного материала вызывают дополнительные очаги возгорания на окружающей территории (в то время как при горении проводов с изоляцией и оболочкой из безгалогенных композиций фирмы «Condor Compounds» это явление наблюдается).
Применяемые в качестве изоляции и оболочки полимерные композиции, не содержащие галогенов марок Винтес 1110 и Винтес 2010, обеспечивают все вышеуказанные особые требования, предъявляемые проводам, применяемым на гражданских и военных судах (в то время как проведенные испытания опытных образцов проводов, изготовленных с применением в качестве изоляции и оболочки безгалогенных композиций фирмы «Condor Compounds», не подтвердили их стойкость к воздействию повышенной температуры до 100°C: на поверхности образцов были обнаружены трещины).
Конструкция приведена на примере провода марки, ПуГПнг-НГ 1×240 в таблице 1.
Таблица 1
Параметры
ПуГПнг-HF
Конструкция токопроводящей жилы:
- количество стренг
37
- количество проволок в стренге
33
- диаметр проволоки, мм
0,48
Диаметр токопроводящей жилы, мм
19,9
Толщина изоляции, мм
2,2
Расчетный диаметр провода, мм:
24,3
Максимальный диаметр провода, мм:
28,4
На прилагаемом чертеже (Фигура 1) провод изображен в разрезе.
Провод содержит многопроволочную токопроводящую жилу из медных проволок, соответствующую классу 5 по ГОСТ 22483-77 (1), и изоляцию из полимерной композиции, не содержащей галогенов марки Винтес 1110 (2). В зависимости от применения провода, если при монтаже и эксплуатации не требуется повышенная гибкость провода, токопроводящая жила может быть 1 или 2 класса по ГОСТ 22483-77. Токопроводящая жила проводов, применяемых на судах, должна быть с числом проволок не менее 7.
Все материалы, используемые при изготовлении провода, соответствуют утвержденной нормативно-технической документации на них. Полимерные композиции, не содержащие галогенов, выпускаются по ТУ У 24.1-30989828-012:2007 фирмой «Проминвест Пластик», Украина.
Технология изготовления провода базируется на использовании промышленного кабельного оборудования.
2
Провода имеют номинальное сечение от 0,35 до 240 мм. Провода содержат не менее одной токопроводящей жилы. Токопроводящие жилы - медные. Токопроводящие жилы могут быть однопроволочными или многопроволочными с числом проволок не менее 7, круглой формы. Класс жил по ГОСТ 22483-77 - 1, 2 или 5.
На токопроводящие жилы накладывается изоляция из полимерной композиции, не содержащей галогенов марки Винтес 1110.
Провода преимущественно имеют следующую расцветку: черную, синюю, коричневую, серую, оранжевую, розовую, фиолетовую или бирюзовую, но по требованию заказчика могут быть любого цвета.
В зависимости от эксплуатации провода поверх изолированных жил может быть наложена оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов марки Винтес 2010. В этом случае одножильные провода изготавливаются круглой формы, двухжильные - плоской, так как оболочка накладывается на параллельно уложенные в одной плоскости изолированные жилы.
Проведенные в ОАО «ВНИИКП» (г.Москва) квалификационные испытания проводов с применением указанных в настоящей заявке материалов подтвердили срок службы проводов не менее 30 лет (протокол №1/3.1-19-2010 от 23.08.2010).
Проведенные исследования проводов подтвердили высокие показатели пожарной безопасности и соответствие их требованиям национального стандарта ГОСТ Р 53315-2009. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Таблица 2
Наименование параметров
Нормированное значение
Фактическое значение
заявленной модели
аналога
Испытание провода на нераспространение горения при прокладке в пучках (категория А), время воздействия пламени 40 мин.:
- длина обугленной или поврежденной части образца, измеренная над нижним концом горелки, м, не более
2,5
0,64
1,2
Дымообразование при горении и тлении провода:
- снижение светопроницаемости в испытательной камере, %, не более
25
5
22
Содержание газов галогеносодержащих кислот в пересчете на HCl, мг/г, не более;
5,0
1,7
3,8
рН, не менее;
4,3
5,2
4,3
проводимость, мкСм/мм, не более
10
0,41
6,5
Проведенные межведомственные испытания заявленной модели подтвердили ее полное соответствие особым требованиям, предъявляемым к проводам, применяемым на военных кораблях.
Заявленная модель применяется не только для нужд Министерства обороны, но и на гражданских судах и объектах повышенной пожарной безопасности. Проведенные квалификационные испытания проводов подтвердили их соответствие национальному стандарту России ГОСТ Р 53768-2010 и международным стандартам - серии стандартов МЭК 60227.