Кабели оптические FRHF

Кабели оптические FRHF: конструкция, стандарты и применение

Оптические кабели с маркировкой FRHF (Fire-Resistant Halogen-Free) представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для прокладки в зонах с повышенными требованиями к пожарной безопасности, взрывобезопасности и экологии. Аббревиатура расшифровывается как огнестойкий (Fire-Resistant) и безгалогенный (Halogen-Free). Данные кабели обеспечивают сохранение работоспособности оптических волокон в условиях пожара в течение регламентированного времени, а при горении и тлении не выделяют коррозионно-активных галогенсодержащих газов и дыма в опасных концентрациях.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция оптического кабеля FRHF является многослойной и включает элементы, каждый из которых выполняет специфические функции по механической защите, обеспечению огнестойкости и безгалогенности.

Центральный силовой элемент (ЦСЭ)

Выполняется из диэлектрических материалов, таких как стеклопластиковые прутки или арамидные нити. В кабелях FRHF не используются металлические ЦСЭ, что исключает риск коррозии и обеспечивает полную диэлектричность конструкции.

Оптический модуль

Содержит одно или несколько оптических волокон. Волокна могут быть одномодовыми (G.652.D, G.657.A1/A2) или многомодовыми (OM1-OM5). В конструкции FRHF часто применяется свободный буфер (loose tube), где волокно помещено в герметизированную трубку, заполненную гидрофобным гелем, либо сухой компактный буфер (tight buffer), более устойчивый к микроизгибам.

Силовые армирующие элементы

Для повышения стойкости к растягивающим нагрузкам используются пучки арамидных (кевларовых) нитей или стеклопластиковые стержни, навитые вокруг оптического модуля или расположенные продольно.

Внутренняя защитная оболочка

Изготавливается из безгалогенных полимерных композиций, чаще всего на основе полипропилена или полиэтилена, не содержащих хлора, фтора, брома. Эта оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений и удерживает конструкцию.

Барьер огнестойкости

Ключевой элемент кабеля FRHF. Представляет собой слой огнестойкого материала, накладываемый поверх внутренней оболочки или непосредственно на скрутку модулей. В качестве барьера применяются:

Слюдосодержащие ленты (миканитовые). Слюда является негорючим материалом с высокими теплоизоляционными свойствами, которая при пожаре спекается, образуя керамический защитный слой вокруг оптических волокон.
Огнестойкие лаки и покрытия.
Керамообразующие композиции на основе кремнийорганических эластомеров.

Внешняя оболочка

Выполняется из безгалогенных, трудносгораемых полимерных композиций, обычно на основе полиолефинов с добавлением гидроксида алюминия или магния (ATH/MDH). При нагреве эти добавки эндотермически разлагаются, поглощая тепло и выделяя водяной пар, что замедляет горение и подавляет дымообразование. Цвет оболочки, как правило, оранжевый или красный, что указывает на его огнестойкое исполнение.

Ключевые стандарты и классификация

Кабели FRHF соответствуют ряду международных и национальных стандартов, которые определяют методы испытаний и классификацию по ключевым параметрам.

Огнестойкость (Fire Resistance)

Способность кабеля продолжать функционировать в условиях прямого воздействия пламени. Испытания проводятся по стандартам МЭК 60331 (аналоги ГОСТ Р 53315, ГОСТ Р МЭК 60331). Классификация включает время сохранения работоспособности при заданной температуре (например, 750°C или 950°C): 30, 60, 90 или 120 минут. Для кабелей FRHF типичными являются классы PH30, PH60, PH90.

Безгалогенность и низкая дымность (Halogen Free, Low Smoke)

Определяется стандартами МЭК 60754 и МЭК 61034 (аналоги ГОСТ Р МЭК 60754, ГОСТ Р МЭК 61034).

МЭК 60754-1 (кислотность газов): Определяет количество и кислотность газов, выделяемых при горении. Кабели FRHF относятся к категории, где pH ≥ 4.3 и электропроводность ≤ 10 μS/mm, что указывает на отсутствие значимых количеств галогеноводородных кислот.
МЭК 61034 (дымообразование): Измеряет минимальную светопропускаемость в дымовой камере. Для безгалогенных кабелей светопропускаемость обычно превышает 60%, что классифицируется как Low Smoke (LS).

Огнераспространение (Flame Propagation)

Испытание на нераспространение горения при групповой прокладке проводится по МЭК 60332-3 (категория A, B, C, D) или при одиночной прокладке по МЭК 60332-1,2. Кабели FRHF, как правило, соответствуют высшей категории по нераспространению пламени.

**Сводная таблица стандартов и характеристик для кабелей FRHF**
Характеристика	Стандарт испытаний	Типичные значения/классы для FRHF	Примечание
Огнестойкость	МЭК 60331 / ГОСТ Р 53315	PH30, PH60, PH90, PH120	Время сохранения целостности цепи при температуре 750-950°C.
Кислотность газов	МЭК 60754-1 / ГОСТ Р МЭК 60754-1	pH ≥ 4.3; проводимость ≤ 10 μS/mm	Категория «безгалогенный» (Halogen Free).
Дымообразование	МЭК 61034 / ГОСТ Р МЭК 61034	Светопропускаемость > 60%	Категория «низкое дымообразование» (Low Smoke).
Нераспространение пламени (групп. прокладка)	МЭК 60332-3 Cat.A / ГОСТ Р МЭК 60332-3-22	Категория A F/R	Наибольшая пожарная нагрузка (литраж горючего материала на метр).
Ударная стойкость при пожаре	МЭК 60331-25 / ГОСТ Р 53313	Проходит испытание	Способность функционировать при механическом ударе во время огневого испытания.

Области применения

Кабели FRHF применяются на объектах, где отказ систем связи и управления в условиях пожара может привести к катастрофическим последствиям, а также где присутствие людей требует минимизации токсичных и коррозионных продуктов горения.

Атомные электростанции (АЭС): Системы управления, контроля и аварийной сигнализации. Требования к кабелям регламентируются отраслевыми стандартами, превосходящими общие.
Тепловые электростанции и подстанции: Прокладка в кабельных тоннелях, коллекторах, блоках, помещениях щитов управления, где сосредоточено большое количество кабелей.
Метрополитен, железнодорожные тоннели и вокзалы: Системы связи, диспетчеризации, видеонаблюдения, противопожарной автоматики.
Нефтегазовая и химическая промышленность: Взрывопожароопасные зоны, открытые установки, где критично отсутствие коррозионных газов при возможном возгорании.
Высотные здания, торговые центры, больницы: Магистральные линии связи, системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), сети передачи данных.
Объекты транспортной инфраструктуры: Аэропорты, порты, автомобильные тоннели.

Особенности монтажа и эксплуатации

При работе с оптическими кабелями FRHF необходимо учитывать их специфику.

Минимальный радиус изгиба: Определяется конструкцией и обычно составляет не менее 15-20 наружных диаметров кабеля при статической нагрузке и 10-15 при динамической (в процессе монтажа).
Допустимое растягивающее усилие (ДРУ): Зависит от количества и типа армирующих элементов. Значение ДРУ указывается производителем и строго регламентируется. Превышение нагрузки может привести к необратимому увеличению затухания в волокне.
Температурный диапазон: Шире, чем у обычных кабелей. Эксплуатация возможна, как правило, в диапазоне от -40°C до +70°C. Монтаж рекомендуется проводить при температурах не ниже -10°C – -15°C во избежание растрескивания оболочек.
Сращивание и оконцевание: При монтаже муфт и кроссов необходимо тщательно удалять все безгалогенные материалы оболочки и барьеров. Огнестойкий барьер (слюдяная лента) требует аккуратной разделки специальным инструментом.
Идентификация: Маркировка на оболочке содержит полную информацию о типе кабеля, стандартах, количестве волокон, длине, дате изготовления. Это критически важно для сертификации и приемо-сдаточных испытаний на ответственных объектах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля FRHF от обычного огнестойкого кабеля (например, с маркировкой FR)?

Обычный огнестойкий кабель (FR) может сохранять работоспособность при пожаре, но его полимерные материалы (оболочка, изоляция) часто содержат галогены (хлор в ПВХ). При горении такой кабель выделяет плотный дым и коррозионно-активные галогеноводородные кислоты, опасные для людей и оборудования. Кабель FRHF сочетает два свойства: огнестойкость (FR) и отсутствие галогенов в материалах (HF), что минимизирует вторичные опасные факторы пожара.

Можно ли прокладывать кабель FRHF на открытом воздухе?

Да, но с учетом конкретного исполнения. Существуют кабели FRHF с наружной оболочкой из полиэтилена, устойчивой к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Для прокладки в грунте необходима дополнительная защита в виде брони из гофрированной стальной ленты (обозначается индексом «2» или «23» по ГОСТ), которая также выполняется из нержавеющей стали или с защитным безгалогенным покрытием для сохранения общих свойств.

Как проверить соответствие кабеля FRHF заявленным стандартам?

Основным документом является сертификат соответствия, выданный аккредитованной лабораторией, с указанием протоколов испытаний по конкретным стандартам (МЭК 60331, 60754, 61034 и др.). На ответственных объектах заказчик вправе требовать предоставления этих протоколов. Также соответствие может подтверждаться маркировкой на бухте и самой оболочке кабеля.

Каковы основные критерии выбора между кабелем в конструкции loose tube и tight buffer для применения FRHF?

Выбор зависит от условий эксплуатации и монтажа:

Loose tube: Лучше защищает волокна от продольного проникновения влаги и механических напряжений. Предпочтителен для наружной прокладки, в грунте, на большие расстояния. Имеет лучшие параметры затухания.
Tight buffer: Более гибкий, устойчивый к многократным изгибам и вибрациям. Лече разделывается. Чаще применяется внутри зданий, в условиях частых перекладок, для изготовления патч-кордов (в специализированном исполнении). Может иметь несколько больший диаметр.

В огнестойких исполнениях обе конструкции используются, при этом барьер огнестойкости эффективно защищает как модульную, так и буферную конструкцию.

Теряет ли кабель FRHF свойство огнестойкости после монтажа в муфту или кросс?

Свойство огнестойкости является неотъемлемой характеристикой самого кабеля. Однако в точке ввода в активное или пассивное оборудование (муфту, кросс) целостность огнестойкого барьера нарушается. Поэтому на объектах с высочайшими требованиями (АЭС, тоннели) места ввода должны быть дополнительно защищены огнестойкими герметиками, обмазками или коробами с соответствующим классом огнестойкости, чтобы предотвратить распространение пламени и высокотемпературных газов по тракту.

Заключение

Оптические кабели FRHF представляют собой высокотехнологичный продукт, инженерные решения в котором направлены на обеспечение максимальной надежности и безопасности критически важных систем связи и управления в экстремальных условиях. Их применение диктуется не только нормативными требованиями, но и принципами ответственного проектирования объектов энергетики, транспорта и инфраструктуры. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация таких кабелей, с учетом их специфических конструктивных особенностей и регламентированных стандартов, являются обязательным условием для создания устойчивых к внештатным ситуациям телекоммуникационных систем.