Кабели огнестойкие на напряжение 10 кВ: конструкция, стандарты, применение и выбор

Огнестойкие кабели на напряжение 10 кВ представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для обеспечения непрерывной подачи электроэнергии в условиях пожара в течение регламентированного времени. Их ключевая задача – сохранение работоспособности систем безопасности, аварийного освещения, противопожарного оборудования (насосов, систем дымоудаления, лифтов для пожарных команд), а также других критически важных потребителей. Применение таких кабелей регламентируется строгими нормативными документами и обусловлено требованиями к безопасности объектов.

Ключевые нормативные требования и классификация

Основополагающим стандартом, определяющим требования к огнестойким кабелям в РФ и странах Таможенного союза, является ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60331-21:1999) «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Он устанавливает классификацию по двум основным критериям: сохранению работоспособности при пожаре и распространению пламени.

Классификация по сохранению работоспособности (огнестойкости):

• П – кабели, не распространяющие горение при групповой прокладке.
• П1 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 180 минут.
• П2 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 150 минут.
• П3 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 120 минут.
• П4 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 90 минут.
• П5 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 60 минут.
• П6 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 45 минут.
• П7 – огнестойкие, сохраняющие работоспособность в условиях воздействия пламени в течение не менее 30 минут.

Для кабелей 10 кВ наиболее распространенными и востребованными являются классы П1 (180 мин) и П3 (120 мин), что связано с требуемым временем эвакуации и работы пожарных расчетов на ответственных объектах.

Классификация по распространению пламени при групповой прокладке:

• А – не распространяющие горение при прокладке в пучках категории А (самая строгая, испытание в 7-кратном пучке).
• В – не распространяющие горение при прокладке в пучках категории В (испытание в 3,5-кратном пучке).
• С – не распространяющие горение при прокладке в пучках категории С (испытание в 1,5-кратном пучке).

Полная маркировка, например, «П1А» означает: огнестойкость 180 минут, не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А.

Конструктивные особенности и материалы

Огнестойкость кабеля 10 кВ достигается не одним элементом, а комплексной конструкцией, где каждый слой выполняет свою функцию в условиях высоких температур (750-950 °C).

1. Токопроводящая жила

Как правило, используется медная жила (обозначение в марке «ож»), обладающая высокой электропроводностью и стойкостью к окислению. Жила может быть однопроволочной (для меньших сечений) или многопроволочной (гибкой).

2. Изоляция

Основная изоляция на напряжение 10 кВ выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) или, реже, этиленпропиленовой резины (EPR). Эти материалы сохраняют диэлектрические свойства при рабочих температурах 90°C. Для придания огнестойкости в состав изоляции вводятся специальные безгалогенные, нетоксичные антипирены.

3. Поясная изоляция

Экран из полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх изолированных жил, для выравнивания электрического поля.

4. Экранирование

Медные экраны в виде оплетки или ленты, наложенные поверх каждой жилы (для многожильных кабелей) и/или поверх скрученных жил. Обеспечивают симметрию электрического поля и защиту от внешних электромагнитных помех.

5. Огнестойкий барьер

Это ключевой элемент конструкции. В качестве барьера, сохраняющего целостность и изолирующие свойства при прямом воздействии огня, применяются:

• Слюдосодержащие ленты (миканитовые): Наиболее распространенное решение. Слюда – природный минерал, негорючий и способный выдерживать температуры свыше 1000°C, сохраняя диэлектрические свойства. Ленты на основе слюды наматываются поверх скрученных жил.
• Керамообразующие композиции: При нагреве до высоких температур такие материалы образуют твердый керамический каркас, изолирующий жилы друг от друга и от земли.
• Комбинация материалов: Часто используется комбинация из нескольких слоев: слюдосодержащая лента + стеклоткань, пропитанная огнестойким составом.

6. Оболочка

Внешняя оболочка изготавливается из полимерных композиций, не распространяющих горение и с пониженным дымовыделением и коррозионной активностью продуктов горения (газов). Чаще всего это безгалогенные композиции на основе полиолефинов (LSZH – Low Smoke Zero Halogen). Такая оболочка при горении не выделяет хлористый водород и другие коррозионные газы, а дым обладает низкой оптической плотностью.

Типовые марки кабелей огнестойких 10 кВ

В российской практике наиболее распространены следующие марки:

Марка кабеля	Расшифровка	Краткое описание
ПвПнг(А)-HF 1х95/25-10	Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, П – огнестойкий, нг(А) – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А, HF – безгалогенный (Halogen Free), 1х95/25 – сечение жилы 95 мм², сечение экрана 25 мм², 10 кВ.	Одножильный кабель с медной жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, огнестойким барьером, медным экраном и безгалогенной оболочкой. Класс огнестойкости, например, П1.
АПвПуг(А)-HF 3х120-10	А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, П – огнестойкий, уг(А) – не распространяющий горение по категории А, с медными экранами поверх каждой жилы, HF – безгалогенный, 3х120 – три жилы сечением 120 мм², 10 кВ.	Трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, индивидуальным экранированием каждой жилы, огнестойким барьером и безгалогенной оболочкой.
ПвПу(ож)-Пнг(А)-HF 3х70/35-10	Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Пу – усиленная защитная оболочка, (ож) – однопроволочная жила, П – огнестойкий, нг(А) – не распространяющий горение по категории А, HF – безгалогенный, 3х70/35 – три жилы сечением 70 мм² с экраном сечением 35 мм², 10 кВ.	Трехжильный кабель с медными однопроволочными жилами, усиленной оболочкой, общим экраном, огнестойким барьером. Предназначен для сложных условий прокладки.

Области применения

Огнестойкие кабели 10 кВ применяются на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности и надежности электроснабжения:

• Атомные и тепловые электростанции (системы управления и защиты, аварийное питание).
• Нефтегазовые и химические предприятия (взрыво- и пожароопасные зоны).
• Метрополитен, железнодорожные тоннели, аэропорты.
• Высотные здания (свыше 28 метров), бизнес-центры, торгово-развлекательные комплексы.
• Объекты здравоохранения (стационары, операционные).
• Учреждения с массовым пребыванием людей (стадионы, концертные залы).
• Системы противопожарной защиты и дымоудаления любых ответственных объектов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка огнестойких кабелей 10 кВ требует соблюдения общих правил для кабелей высокого напряжения с учетом специфики огнестойкой конструкции:

• Минимальный радиус изгиба: Указывается производителем и строго регламентируется (обычно не менее 15-20 наружных диаметров кабеля). Превышение радиуса может повредить огнестойкий барьер и экраны.
• Крепление: Кабель должен быть надежно закреплен несгораемыми хомутами и скобами, не повреждающими оболочку.
• Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных кабельных муфт и концевых заделок, рассчитанных на напряжение 10 кВ и, при необходимости, сохраняющих огнестойкость линии (специальные огнестойкие муфты или короба).
• Затяжка в трубы и короба: Допускается, но внутренний диаметр трубы должен обеспечивать свободную протяжку без повреждений. Предпочтительны металлические трубы или специальные огнестойкие короба.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением постоянного тока (например, 60 кВ в течение 10 минут) и измерение сопротивления изоляции для проверки целостности кабельной линии после установки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между «не распространяющим горение» (нг) и «огнестойким» (П)?

нг(А, В, С) – кабель не поддерживает горение и не распространяет пламя вдоль трассы при групповой прокладке после удаления источника огня. Однако его электрические характеристики при пожаре быстро теряются. Огнестойкий (П1-П7) – кабель не только не распространяет горение, но и продолжает выполнять свою основную функцию – проводить электрический ток – в условиях прямого воздействия пламени в течение заданного времени (от 30 до 180 минут). Все огнестойкие кабели по умолчанию имеют исполнение «нг».

Можно ли использовать огнестойкий кабель на 10 кВ в земле (в траншее)?

Да, но только при условии, что кабель имеет соответствующее конструктивное исполнение для прокладки в земле – броню из стальных оцинкованных лент (например, марки ПвПБбШпнг(А)-HF). Огнестойкий барьер при этом располагается под броней. Кабели в оболочке из LSZH без брони для прямой прокладки в земле не предназначены.

Что важнее при выборе: класс огнестойкости П1 или категория нераспространения горения А?

Параметры отвечают за разные свойства. Класс огнестойкости (П1-П7) – это время работы под нагрузкой в огне. Категория нераспространения горения (А, В, С) – это поведение кабеля в пучке при возгорании. Для наиболее ответственных объектов (АЭС, метро) обычно требуются кабели П1А – максимальное время работы и максимальная стойкость к распространению пламени при плотной групповой прокладке.

Требуется ли для огнестойких кабелей 10 кВ специальный способ заземления экрана?

Да, требования к заземлению экранов (металлических оболочек) такие же, как и для обычных силовых кабелей 6-10 кВ. Как правило, экран заземляется с двух сторон для обеспечения его нулевого потенциала и безопасности. На практике применяют системы заземления с применением концевых и соединительных муфт, где предусмотрены выводы для соединения экранов и их заземления.

Как проверить подлинность огнестойких свойств кабеля?

Необходимо требовать у производителя или поставщика протоколы испытаний от аккредитованной лаборатории, подтверждающие соответствие конкретной партии кабеля требованиям ГОСТ 31565-2012 по показателям огнестойкости (испытание по ГОСТ Р МЭК 60331-31) и нераспространения пламени (испытание по ГОСТ Р МЭК 60332-3). Сертификат соответствия системы ГОСТ Р или ТР ТС является обязательным.

Заключение

Выбор и применение огнестойких кабелей на 10 кВ – это комплексная инженерная задача, требующая учета нормативных требований, условий прокладки и эксплуатации, а также конкретных рисков объекта. Правильно подобранный кабель с соответствующим классом огнестойкости и категорией нераспространения горения, изготовленный в соответствии с ГОСТ, является критически важным элементом системы обеспечения безопасности людей и непрерывности технологических процессов на ответственных объектах. Монтаж должен выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением всех технических регламентов, а входной контроль документации – быть обязательным этапом поставки.