Кабели управления огнестойкие

Кабели управления огнестойкие: конструкция, стандарты и применение

Огнестойкие кабели управления представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для обеспечения непрерывной передачи сигналов управления, контроля и телеметрии в условиях пожара в течение регламентированного времени. Их ключевая задача – поддержание работоспособности критически важных систем безопасности: аварийного оповещения, противодымной вентиляции, пожаротушения, эвакуационных лифтов, систем безопасности АЭС и объектов с особыми требованиями. В отличие от обычных кабелей с низким дымогазовыделением (LS), огнестойкие кабели (FR – Fire Resistant) должны функционировать под воздействием пламени и высоких температур.

Ключевые принципы обеспечения огнестойкости

Огнестойкость кабеля – это способность выполнять свои функции в условиях огня. Достигается это за счет применения специальных конструктивных решений и материалов:

• Принцип минеральной изоляции (МИК): Использование полностью неорганических материалов. Токопроводящие жилы (обычно медные) помещаются в плотно уплотненную оболочку из оксида магния (MgO), которая заключена в медную или реже стальную трубку. Такие кабели (типа МКЭКш, Bng) не содержат горючих органических веществ, обеспечивают высочайший уровень огнестойкости (до 180 мин и более) и могут работать в непосредственном контакте с пламенем.
• Принцип кремнийорганической изоляции и оболочки: Токопроводящие жилы и общий экран/броня изолируются слоями кремнийорганической резины или силикатно-каучуковой смеси (SC), поверх которой накладывается оболочка из стеклослюдяной ленты или аналогичного негорючего материала. Эти кабели гибче МИК, но также обеспечивают высокую огнестойкость.
• Принцип слюдопластовой ленты (MICA): Наиболее распространенная конструкция для полимерных огнестойких кабелей. Поверх изолированных жил (обычно из безгалогенной сшитой полиэтиленовой композиции, XLPE) накладывается обмотка из стеклослюдяной ленты. При воздействии пламени полимерный слой обугливается, но слюдяная лента, спекаясь, образует жесткий керамический каркас, который сохраняет электрическую целостность изоляции и предотвращает короткое замыкание между жилами.
• Принцип вспучивающихся (интумесцентных) материалов: В состав полимерных композиций изоляции и оболочки вводятся специальные добавки. При нагреве они многократно увеличиваются в объеме, образуя плотный вспененный коксовый слой с низкой теплопроводностью, который защищает токопроводящие жилы от перегрева.

Классификация и маркировка по международным и национальным стандартам

Требования к огнестойким кабелям управления регламентируются строгими стандартами. Ключевые критерии: время сохранения работоспособности при пожаре (E), целостность цепи (I), нераспространение горения, коррозионная активность дыма.

Стандарт МЭК 60331 (ГОСТ Р МЭК 60331, серия)

Определяет испытания на огнестойкость при температуре пламени не менее 750°C (Класс А), 830°C (Класс В) или 950°C (Класс С). Основные критерии:

• IEC 60331-21: Испытания для кабелей с номинальным напряжением до 0.6/1.0 кВ с сохранением целостности цепи.
• IEC 60331-23: Испытания для кабелей управления и связи.
• Маркировка: FE180/E90 (например) означает, что кабель сохраняет функциональность (Fire Integrity) в течение 180 минут при воздействии пламени и механических ударов (условно), а буква E указывает на испытание по критерию сохранения электрической цепи.

Стандарт МЭК 60332 (ГОСТ Р МЭК 60332, серия)

Испытания на нераспространение горения. Наиболее строгие категории для пучковой прокладки:

• IEC 60332-3 (Категория A/B/C): Испытание вертикального пучка кабелей. Категория А – наиболее жесткая (большая объемная горючая нагрузка).

Стандарт МЭК 60754 (ГОСТ Р МЭК 60754)

Определяет количество и кислотность галогенных газов, выделяемых при горении. Для объектов с людьми и электроникой обязательны кабели безгалогенные (Halogen Free) с маркировкой:

• IEC 60754-1: Количество выделяемых галогенов – не более 0.5%. Маркировка: H0.
• IEC 60754-2: Кислотность дыма (значение pH и проводимость). Безгалогенные кабели имеют pH > 4.3 и низкую проводимость, что означает малую коррозионную активность дыма.

Стандарт МЭК 61034 (ГОСТ Р МЭК 61034)

Измерение плотности дыма при горении. Маркировка s1, s1a, s1b, s2. Уровень s1 (и особенно s1a) означает минимальное дымовыделение.

Европейская классификация по EN 50575 (CPR)

Строительный регламент (Construction Products Regulation) обязывает маркировать кабели, прокладываемые стационарно в зданиях, единым классом пожарной опасности. Для огнестойких кабелей управления актуальны высокие классы:

Класс по CPR	Расшифровка (включая дополнительные классификаторы)	Типичное применение для кабелей управления
B2ca	Не распространяющие горение, с ограниченным дымовыделением (s1), не коррозионно-активные (a1). Высший класс для полимерных кабелей.	Ответственные системы на объектах с массовым пребыванием людей.
Cca	С умеренным распространением пламени, с ограниченным дымовыделением (s1), не коррозионно-активные (a1).	Большинство систем безопасности и управления.
Eca	Выдерживают испытание на одиночное горение. Базовый уровень нераспространения.	Применяется редко для огнестойких трасс.
А	Нераспространяющие горение (негорючие).	Кабели с минеральной изоляцией (МИК).

Обязательно указывается также класс огнестойкости (время сохранения функциональности) по EN 50200 или IEC 60331, например: PH 120 (стандартный тест) или PH 120/120 (расширенный тест с водяной струей).

Конструкция типового огнестойкого кабеля управления

Рассмотрим подробно конструкцию наиболее распространенного полимерного безгалогенного огнестойкого кабеля управления:

1. Токопроводящая жила: Медная, многопроволочная (класс гибкости 5 по ГОСТ 22483 или класса 2 по МЭК 60228), реже однопроволочная для стационарного монтажа.
2. Изоляция жилы: Безгалогенная сшитая полиэтиленовая композиция (XLPE) или безгалогенная термоэластопластичная композиция на основе EVA (этилен-винилацетат). Обеспечивает электроизоляционные свойства и стойкость к нагреву.
3. Скрутка изолированных жил: Жилы скручиваются в сердечник с заполнением промежутков для придания кабелю круглой формы.
4. Поясная изоляция (барьер огнестойкости): Критически важный элемент. Обмотка сердечника стеклослюдяной лентой (MICA) в несколько слоев. Альтернатива – наложение слоя вспучивающегося материала.
5. Экран: Оплетка из медных луженых проволок или комбинированный экран (фольга+оплетка). Обеспечивает защиту от электромагнитных помех и может служить проводником для цепей заземления/контроля.
6. Оболочка: Безгалогенная композиция (HFFR – Halogen Free Flame Retardant) на основе полиолефинов с гидроксидом алюминия или магния. Обеспечивает механическую защиту, стойкость к распространению горения и низкое дымовыделение. Цвет – обычно оранжевый (красный) или светло-серый.

Области применения и требования к прокладке

Огнестойкие кабели управления применяются в системах, отказ которых может привести к катастрофическим последствиям во время пожара:

• Системы пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения (шлейфы, линии связи с датчиками и приборами).
• Системы аварийного оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ).
• Цепи управления огнестойкими клапанами в системах противодымной вентиляции.
• Электропитание и управление аварийными насосами, вентиляторами подпора воздуха.
• Системы безопасности и управления на атомных электростанциях, нефтехимических заводах, метрополитенах.
• Цепи управления критическими процессами на промышленных предприятиях, где необходима их аварийная остановка.

Требования к прокладке: Прокладка должна осуществляться с учетом сохранения огнестойкости на всей трассе. Необходимо использовать огнестойкие кабельные конструкции (лотки, короба, системы) с соответствующим классом огнестойкости. Места проходов через стены и перекрытия должны быть заделаны огнестойкими материалами (мастики, герметики, уплотнители) для сохранения предела огнестойкости строительной конструкции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель «огнестойкий» (FR) от «не распространяющего горение» (LS, FR-LS, NH)?

Это принципиально разные характеристики. Кабель «не распространяющий горение» (по IEC 60332) самостоятельно гаснет после удаления источника пламени и не поддерживает горение на трассе. Однако его изоляция и оболочка быстро теряют свойства под прямым воздействием огня. Огнестойкий кабель не только не распространяет горение, но и продолжает выполнять свою электрическую функцию (передавать сигналы, напряжение) в течение заданного времени (30, 60, 90, 120, 180 минут) в условиях непосредственного контакта с пламенем.

Можно ли использовать огнестойкий кабель для силовых цепей?

Да, существуют отдельные классы огнестойких силовых кабелей (например, по IEC 60331-21). Они имеют другую конструкцию, рассчитанную на более высокое рабочее напряжение (0.6/1 кВ и выше) и токовую нагрузку. Кабели управления, как правило, рассчитаны на низкие напряжения (до 300/500 В) и предназначены для передачи сигналов, а не мощности.

Как выбрать время огнестойкости (PH30, PH60, PH120)?

Время выбирается на основе нормативных требований к конкретному объекту (СП 2.13130, СП 6.13130, ведомственные нормы). Для систем оповещения и эвакуации 3-го типа и выше, систем дымоудаления обычно требуется не менее PH90 (90 минут). На объектах АЭС, в метро требования могут достигать PH180. Необходимо руководствоваться техническим заданием и проектной документацией, разработанной в соответствии с действующими сводами правил.

Теряет ли кабель с минеральной изоляцией (МИК) преимущества перед полимерным огнестойким?

МИК-кабели обладают абсолютной негорючестью (класс А по CPR) и максимальной стойкостью к температуре (до 1000°C и более). Они незаменимы для прокладки в зонах с экстремально высокой температурой или прямым воздействием пламени. Однако они менее гибки, имеют ограничения по длине поставки, требуют специальной технологии монтажа и оконцевания, а также дороже полимерных аналогов. Полимерные огнестойкие кабели обеспечивают достаточный уровень защиты для большинства задач, более гибки и удобны в монтаже.

Что важнее при выборе: класс по CPR или маркировка по IEC?

Оба параметра критически важны, но они отвечают на разные вопросы. Класс по CPR (например, B2ca-s1a,d1,a1) – это обязательная для ЕС и РФ маркировка, характеризующая поведение кабеля как строительного изделия при пожаре: распространение пламени, дым, капли, кислотность. Маркировка по IEC 60331 (например, FE180/E90) – это прямое указание на его функциональную сохранность (огнестойкость) в минутах. Для ответственных систем требуется высокий класс по CPR (B2ca или Cca) и подтвержденная огнестойкость (PH120 и более).

Нужно ли применять огнестойкие кабели управления в обычных офисных зданиях?

Для рядовых офисных зданий (не высотных, не с массовым пребыванием) в общих системах автоматизации и диспетчеризации достаточно кабелей категории нераспространяющих горение с низким дымогазовыделением (LS). Однако все без исключения кабели, относящиеся к системам противопожарной защиты (пожарная сигнализация, СОУЭ, дымоудаление), согласно требованиям Федерального закона № 123-ФЗ (Технический регламент о требованиях пожарной безопасности) и сводов правил, должны быть огнестойкими. Это обязательное требование.

Заключение

Выбор и применение огнестойких кабелей управления является критически важным аспектом проектирования систем безопасности объектов. Правильный подбор кабеля требует понимания различий в принципах огнестойкости, знания актуальной стандартизации (CPR, IEC, ГОСТ) и четкого следования требованиям проектной документации. Использование сертифицированной продукции с подтвержденными характеристиками – это не только формальное соблюдение норм, но и реальное повышение уровня безопасности людей и сохранности имущества за счет гарантированного функционирования жизненно важных систем в экстремальных условиях пожара.