Кабели огнестойкие в оболочке из ПВХ-пластиката
Кабели огнестойкие в оболочке из ПВХ-пластиката: конструкция, стандарты, применение
Огнестойкие кабели в оболочке из ПВХ-пластиката представляют собой специализированный класс кабельно-проводниковой продукции, предназначенный для обеспечения непрерывной работы электрических цепей в условиях пожара в течение регламентированного времени. Их ключевая задача – сохранение функциональности систем безопасности, аварийного освещения, сигнализации и управления эвакуацией, что критически важно для спасения людей и минимизации материального ущерба. В отличие от кабелей, которые лишь не распространяют горение (например, с индексом «нг»), огнестойкие кабели (с индексом «FR» – Fire Resistance) должны гарантированно передавать электрическую энергию или сигналы при непосредственном воздействии пламени и высокой температуры.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция огнестойкого кабеля в ПВХ-оболочке является многослойной и инженерно сложной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Как правило, используется медная жила круглой формы, класса 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для гибких кабелей (например, КГВВНГ-FR) применяются жилы повышенной гибкости (класс 5 или 6). Сечение жил варьируется от 0.5 до 240 мм² и более, в зависимости от назначения кабеля.
- Изоляция жил: Выполняется из специального композиционного ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности. Данный материал, помимо диэлектрических свойств, содержит ингибиторы горения, минимизирует дымо- и газовыделение и обладает заданным уровнем огнестойкости. Цветовая маркировка изоляции жил соответствует стандартам для идентификации фаз, нуля и заземления.
- Поясная изоляция: В многожильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться обмотка или экструдированный слой из аналогичного огнестойкого материала, обеспечивающий дополнительную защиту и сохранение формы.
- Оболочка: Наружная оболочка экструдируется из ПВХ-пластиката, аналогичного по свойствам материалу изоляции, но с повышенными механическими и атмосферостойкими характеристиками. Она обеспечивает защиту от внешних воздействий (влаги, механических повреждений, агрессивных сред) и является последним барьером, сохраняющим целостность конструкции при пожаре. Цвет оболочки чаще всего оранжевый (сигнальный), что является общепринятой практикой для легкой идентификации трасс систем безопасности, но может быть и серым, белым или черным.
- ПВХ-пластикат, содержащий антипирены, при нагреве карбонизируется, образуя на поверхности изоляции и оболочки прочный коксовый слой (зольный остаток).
- Этот слой обладает высокими теплоизоляционными свойствами и препятствует прямому доступу кислорода и тепла к внутренним слоям и токопроводящим жилам.
- Образовавшийся каркас из кокса поддерживает физическую целостность и взаимное расположение жил, предотвращая их короткое замыкание между собой даже после полного выгорания органической основы пластиката.
- Специальные минеральные наполнители в составе пластиката (например, гидроксид алюминия или магния) при нагреве эндотермически разлагаются, поглощая значительное количество тепла и выделяя негорючий водяной пар, который разбавляет горючие газы.
- Системы противопожарной защиты: Питание насосов пожаротушения, систем дымоудаления и подпора воздуха, пожарной сигнализации и оповещения, автоматического пожаротушения.
- Системы безопасности и эвакуации: Аварийное и эвакуационное освещение, системы громкоговорящей связи и оповещения, лифты для пожарных команд.
- Промышленные объекты повышенной опасности: Атомные и тепловые электростанции, нефтеперерабатывающие и химические заводы, где необходим контроль и остановка технологических процессов в аварийной ситуации.
- Общественные и административные здания: Больницы, торгово-развлекательные центры, вокзалы, аэропорты, спортивные комплексы, высотные здания.
- Относительно низкая стоимость: По сравнению с безгалогенными огнестойкими кабелями (например, с оболочкой из сшитого полиэтилена или силикона) ПВХ-варианты более экономичны.
- Хорошие механические и эксплуатационные свойства: Высокая гибкость, устойчивость к истиранию, влагостойкость, простота монтажа и разделки.
- Широкая номенклатура: Доступность в различных сечениях, количестве жил и конструктивных исполнениях.
- Проверенная технология: Длительная история применения и отработанные производственные процессы.
- Наличие галогенов: При горении ПВХ выделяет хлористый водород (HCl), который в сочетании с влагой образует соляную кислоту. Это вызывает коррозию металлических конструкций и электронного оборудования, а также представляет опасность для органов дыхания людей.
- Высокая дымность: Несмотря на индекс «LS», ПВХ-кабели выделяют при горении больше дыма, чем безгалогенные аналоги, что может затруднить эвакуацию.
- Ограниченная стойкость к внешним воздействиям: По сравнению с некоторыми другими материалами, ПВХ может иметь ограничения по температурному диапазону эксплуатации (обычно от -50°C до +70°C) и стойкости к УФ-излучению (требуется защита при открытой прокладке).
Механизм обеспечения огнестойкости
Огнестойкость кабеля в ПВХ-оболочке обеспечивается не за счет одного компонента, а благодаря синергетическому эффекту всей конструкции и применяемых материалов. При воздействии пламени происходит следующее:
Ключевые стандарты, классификация и маркировка
Технические требования к огнестойким кабелям регламентируются национальными и международными стандартами. В РФ основополагающим документом является ГОСТ Р 53315-2009 (а также его актуализированная версия ГОСТ 53315-2022) «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Согласно ему, кабели классифицируются по следующим ключевым показателям:
| Критерий классификации | Индекс/Категория | Расшифровка и требования |
|---|---|---|
| По сохранению работоспособности в условиях пожара (огнестойкость) | П1, П2 | Проверка без воздействия ударных нагрузок и водяной струи. П1 – 180 мин, П2 – 150 мин. |
| П1а, П2а | Проверка с дополнительным механическим воздействием (удар). П1а – 180 мин, П2а – 150 мин. | |
| П1б, П2б | Проверка с воздействием водяной струи. П1б – 180 мин, П2б – 150 мин. | |
| По распространению горения при групповой прокладке | нг(A F/R), нг(B F/R) | Не распространяют горение при прокладке в пучках категорий A или B (соответственно, при большей или меньшей горючей нагрузке). |
| нг(А), нг(B), нг(C), нг(D) | Не распространяют горение при групповой прокладке (без обязательного требования по сохранению работоспособности). | |
| — | Без индекса – испытание на распространение горения не проводится. | |
| По коррозионной активности продуктов горения | LS | Low Smoke – пониженное дымо- и газовыделение. |
| По кислотности продуктов горения | HF | Halogen Free – безгалогенный (не относится к ПВХ-кабелям, указан для сравнения). ПВХ-кабели имеют индекс «HL» (с галогенами). |
Типовая маркировка кабеля: ПвВГнг(А)-FR LS 1х95ок 0.66 расшифровывается как: Огнестойкий кабель с изоляцией и оболочкой из ПВХ, не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А, с низким дымо- и газовыделением, с одной жилой сечением 95 мм², нулевой жилой в виде концентрической проволоки, на напряжение 0.66 кВ.
Области применения и требования нормативных документов
Огнестойкие кабели в ПВХ-оболочке применяются для электропитания и управления системами, которые должны функционировать в течение всего времени эвакуации и работы аварийных служб. Их монтаж является обязательным согласно сводам правил СП 6.13130.2020 и СП 485.1311500.2020, а также Федеральным законам № 123-ФЗ и № 384-ФЗ.
Преимущества и ограничения кабелей в ПВХ-оболочке
Преимущества:
Ограничения:
Таблица: Сравнение огнестойких кабелей в ПВХ-оболочке с основными аналогами
| Параметр | ПВХ-оболочка (нг(A)-FR LS) | Безгалогенная оболочка (ППГнг(А)-FR HF) | Минеральная изоляция (МИК, MICC) |
|---|---|---|---|
| Огнестойкость (IEC 60331) | До 180 мин | До 180 мин | Более 180 мин (не горит) |
| Дымообразование | Пониженное (LS) | Очень низкое | Отсутствует |
| Коррозионная активность | Высокая (галогены) | Очень низкая | Отсутствует |
| Гибкость и монтаж | Очень хорошие | Хорошие | Ограниченные, требуется специнструмент |
| Стойкость к УФ/погоде | Ограниченная | Хорошая | Высокая |
| Стоимость | Низкая | Средняя-высокая | Высокая |
| Типовое применение | Внутренние трассы систем безопасности в зданиях | Объекты с чувствительной электроникой, метро, самолеты | Критически важные цепи, АЭС, высокотемпературные среды |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелем «нг» и «FR»?
Кабель с индексом «нг» (не распространяющий горение) тестируется на способность не поддерживать горение при групповой прокладке после удаления источника пламени. Его работоспособность при пожаре не гарантируется. Кабель «FR» (огнестойкий) в обязательном порядке испытывается под напряжением в пламени горелки в течение заданного времени (например, 60, 90, 120, 180 минут) и должен сохранять целостность цепи. Кабель «FR» всегда имеет исполнение «нг», но не наоборот.
Можно ли прокладывать огнестойкий ПВХ-кабель на открытом воздухе?
Прямая прокладка под открытым небом не рекомендуется без дополнительной защиты (лотки с крышкой, гофротрубы, короба), так как УФ-излучение со временем приводит к деструкции и растрескиванию ПВХ-оболочки. Для открытых трасс следует выбирать кабели с обозначением «У» (устойчивые к УФ) или применять безгалогенные аналоги с соответствующей стойкостью.
Какой срок службы у огнестойкого ПВХ-кабеля?
Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации (температура, влажность, механические нагрузки) составляет не менее 30 лет. Однако гарантийный срок, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Важно проводить визуальный осмотр трасс в рамках планово-предупредительных ремонтов.
Обязательно ли использовать кабель оранжевого цвета для систем пожарной безопасности?
Требование о цветовой идентификации кабелей систем противопожарной защиты прямо прописано в СП 6.13130.2020 (пункт 5.4.4). Предпочтительным является красный или оранжевый цвет. Это требование направлено на облегчение идентификации и предотвращение несанкционированных изменений в этих критически важных цепях.
Что означает цифра в маркировке, например, FR-60 или E30, E90?
Цифра указывает на продолжительность огнестойкости в минутах по стандарту МЭК (IEC). FR-60 – сохранение работоспособности в течение 60 минут. В европейской маркировке используются индексы: E – integrity (целостность цепи), например, E30 (30 мин). В российской практике чаще указывается конкретное время в минутах (П1-180) или используется общий индекс FR.
Можно ли соединять и ответвлять огнестойкие кабели?
Да, но к соединениям предъявляются такие же требования по огнестойкости, как и к самому кабелю. Соединения должны выполняться в огнестойких коробках или с использованием специальных огнезащитных составов и материалов, сертифицированных для этих целей. Место соединения становится самым уязвимым элементом цепи.
Заключение
Огнестойкие кабели в оболочке из ПВХ-пластиката остаются востребованным техническим решением для обеспечения безопасности на объектах различного назначения. Их выбор должен основываться на тщательном анализе условий эксплуатации, требований нормативных документов и оценки всех рисков, включая коррозионную опасность продуктов горения. Для объектов с массовым пребыванием людей, чувствительным электронным оборудованием или особыми требованиями к экологичности следует рассматривать безгалогенные альтернативы. Правильный подбор, монтаж и обслуживание огнестойкой кабельной продукции являются неотъемлемой частью комплексной системы противопожарной защиты любого ответственного объекта.