RU212335U1 - Кабель управления малоопасный по токсичности продуктов горения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к кабелям управления с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенным для фиксированного монтажа цепей управления и контроля, работающих при номинальном переменном напряжении до 380 В частоты до 50 Гц или постоянном напряжении до 500 В. Кабель содержит токопроводящую жилу 1, поверх которой последовательно наложены изоляция 3, наружная оболочка 8. Технический результат: повышение надежности кабеля управления, малоопасного по токсичности продуктов горения, не распространяющего горение при групповой прокладке, с низким дымовыделением при горении и тлении за счет применения материалов, обладающих низкими значениями удельной теплоты сгорания и низким общим дымообразованием и имеющих высокую стойкость к термическому старению.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей управления с пластмассовой изоляцией и оболочкой, предназначенных для фиксированного монтажа цепей управления и контроля, работающих при номинальном переменном напряжении до 380 В частоты до 50 Гц или постоянном напряжении до 500 В.

Уровень техники

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный кабель электрический малоопасный по токсичности продуктов горения, содержащий по крайней мере одну токопроводящую жилу, содержащую последовательно расположенные наложенные экструзией изоляцию и наружную оболочку, отличающийся тем, что изоляция и наружная оболочка выполнены из полимерных композиций с кислородным индексом не менее 28% и эквивалентным показателем токсичности продуктов горения полимерных материалов не менее 121 г/м³ (полезная модель РФ № 103658). При этом эквивалентный показатель токсичности продуктов горения полимерных материалов кабельного изделия Тх, г/м³, определяют согласно ГОСТ 31565 по формуле:

где m_i - масса i-го полимерного материала в единице длины кабельного изделия, г/м;

Тх_i - показатель токсичности i-го полимерного материала конструкции кабельного изделия, определенный по ГОСТ 12.1.044-89, г/м³;

n - число полимерных материалов в конструкции кабельного изделия, испытанных по ГОСТ 12.1.044-89.

Такие кабели не распространяют горение при испытании по ГОСТ IEC 60332-3-22, удовлетворяют требованиям ГОСТ 31565 по дымовыделению при испытании по ГОСТ IEC 61034-2, однако недостатком конструкции таких кабелей является то, что сами горение не распространяя, кабели могут при горении оказывать негативное влияние на проложенные поблизости другие, менее стойкие к огню, кабели и провода, а также на строительные конструкции и другие элементы кабельных коммуникаций, вследствие относительно высоких значений удельной теплоты сгорания. Чем больше эти значения, тем больше и темпы развития пожара. В этой связи для снижения пожарной нагрузки помещений предпочтительнее использовать в конструкциях кабелей материалы с низкой теплотой сгорания и низким дымообразованием. При этом, учитывая многообразие маркоразмеров кабелей, а также наличие сложных многофакторных условий горения кабелей в условиях реального пожара, предпочтительнее, чтобы не только кабель в целом обладал эквивалентным показателем токсичности продуктов горения полимерных материалов не менее 121 г/м³, но и материалы изоляции и наружной оболочки имели показатели токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³ каждый в отдельности.

Кроме этого, материалы, применяемые для изоляции и оболочки данных кабелей, обладают недостаточной стойкостью к термическому старению, одной из причин которой является высокая скорость десорбции пластификатора и которая характеризуется высокими значениями отклонений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после кратковременного старения при температуре 110ºС.

Сущность полезной модели

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в разработке кабеля управления, малоопасного по токсичности продуктов горения, изготовленного с применением для изоляции и наружной оболочки материалов, способных обеспечить нераспространение горения кабелей при групповой прокладке с объемом горючей массы 7 л/м, снижение светопроницаемости при горении и тлении согласно требованиям ГОСТ 31565, уменьшение удельной теплоты сгорания, и обладающих высокой стойкостью к термическому старению. При этом такой кабель в огнестойком исполнении сохраняет функционирование при воздействии пламени в течение не менее 180 мин.

Настоящая полезная модель обеспечивает достижение следующего технического результата: повышение надежности кабеля управления, малоопасного по токсичности продуктов горения, не распространяющего горение при групповой прокладке, с низким дымовыделением при горении и тлении за счет применения материалов, обладающих низкими значениями удельной теплоты сгорания и низким общим дымообразованием и имеющих высокую стойкость к термическому старению.

Технический результат достигается тем, что в кабеле управления, содержащем, по крайней мере, две токопроводящие жилы с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, скрученные в сердечник, поверх которого расположена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката, упомянутая изоляция выполнена из материала, имеющего показатель токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельную теплоту сгорания не более 15 МДж/кг и общее дымообразование не более 1300 м²/м², и имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25% и упомянутая наружная оболочка выполнена из материала, имеющего показатель токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельную теплоту сгорания не более 13 МДж/кг и общее дымообразование не более 950 м²/м² и имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25%.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх каждой токопроводящей жилы дополнительно наложена обмотка из, по меньшей мере, одной стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.

Указанный технический результат достигается также тем, что изоляция и наружная оболочка выполнены из поливинилхлоридных пластикатов, имеющих в своем составе термостабилизаторы, не содержащие соединений свинца.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх каждой изолированной жилы дополнительно наложен экран в виде оплетки из медных или медных луженых проволок.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх скрученных в сердечник изолированных жил или скрученных в сердечник экранированных жил дополнительно наложена обмотка из, по меньшей мере, одной органической или неорганической ленты.

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх скрученных в сердечник изолированных жил или скрученных в сердечник экранированных жил дополнительно наложена внутренняя оболочка из полимерной композиции с показателем токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельной теплотой сгорания не более 11 МДж/кг, общим дымообразованием не более 450 м²/м².

Указанный технический результат достигается также тем, что поверх обмотки или поверх внутренней оболочки дополнительно наложен экран в виде обмотки из металлической фольги или ленты.

Отличительной особенностью настоящей полезной модели является повышение надежности кабеля управления, малоопасного по токсичности продуктов горения, не распространяющего горение при групповой прокладке, с низким дымовыделением при горении и тлении за счет применения материалов, обладающих низкими значениями удельной теплоты сгорания и низким общим дымообразованием и имеющих высокую стойкость к термическому старению.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показан поперечный разрез кабеля.

Осуществление полезной модели

Современный комплекс требований пожарной безопасности, предъявляемый, в том числе, к кабелям управления, изложен в стандарте ГОСТ 31565. При этом для некоторых областей применения требуется применение кабельных изделий с низкой токсичностью продуктов горения, имеющих эквивалентный показатель токсичности продуктов горения более 120 г/м³.

Учитывая насыщенность кабельных коммуникаций кабелями различного функционального назначения, при горении отдельные кабели или группы кабелей могут оказывать негативное влияние на проложенные поблизости другие, менее стойкие к огню, кабели и провода, а также на строительные конструкции и другие элементы кабельных коммуникаций, вследствие относительно высоких значений удельной теплоты сгорания. Это приводит к необходимости принимать меры по снижению пожарной нагрузки, в том числе ограничению количества совместного проложенных кабелей, а также применению усиленных мер по обеспечению пожаротушения. В этой связи для снижения пожарной нагрузки помещений предпочтительнее использовать материалы для изготовления кабелей и кабельные изделия в целом с низкой теплотой сгорания и низким дымообразованием. При этом, учитывая многообразие маркоразмеров кабелей, а также наличие сложных многофакторных условий горения кабелей в условиях реального пожара, предпочтительнее, чтобы не только кабель в целом обладал эквивалентным показателем токсичности продуктов горения полимерных материалов не менее 121 г/м³, но и для основных конструктивных элементов кабеля применялись малоопасные по токсичности продуктов горения материалы.

Учитывая, что одним из основных требований для кабельных изделий является срок службы, предпочтительнее в качестве ПВХ пластиката для изоляции и наружной оболочки применять материалы, обладающие повышенной стойкостью к термическому старению, низкой скоростью десорбции пластификатора. Указанные свойства характеризуются небольшим изменением физико-механических характеристик после кратковременного старения при температуре 110ºС по сравнению с исходными значениями до старения.

Настоящая полезная модель основана на оптимальном сочетании ПВХ пластикатов для изоляции и наружной оболочки, каждый из которых не только относится к классу малоопасных по токсичности продуктов горения материалов, но и обладает сниженной удельной теплотой сгорания, пониженным дымообразованием и обеспечивает требуемый срок службы.

Важным показателем, характеризующим надежность, является повышенная стойкость материала конструкции кабеля к термическому старению, характеризующаяся в свою очередь незначительным изменением прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после кратковременного термического старения при температуре 110ºС по сравнению со значениями, полученными до старения, что достигается применением в составе материалов оптимальной системы пластификатора (или смеси пластификаторов) и термостабилизатора (или смеси термостабилизаторов), обеспечивающей пониженную скорость десорбции пластификатора.

На Фиг.1 показан один из вариантов исполнения кабеля.

Кабель содержит токопроводящую жилу 1, поверх которой наложена изоляция из поливинилхлоридного пластиката 3 с показателем токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, общим дымообразованием не более 1300 м²/м², которая имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25%, изолированные жилы скручены в сердечник, поверх которого наложена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката 8 с показателем токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельной теплотой сгорания не более 13 МДж/кг, общим дымообразованием не более 950 м²/м², которая имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25%.

Указанные значения показателей пожарной опасности определяют в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 5660-1 на образцах пластин материала толщиной 3 мм при воздействии теплового потока 35 кВт/м² с применением удерживающей проволочной сетки. При этом в рамках настоящей полезной модели под общим дымообразованием понимается определяемое по ISO 5660-1 общее (суммарное) дымообразование с единицы площади экспонируемой поверхности образца, а удельная теплота сгорания определяется на основе полученного в результате проведения испытания общего тепловыделения в течение всего испытания, приведенного к массе образце.

Определение показателя токсичности продуктов горения проводят в соответствии с ГОСТ 12.1.044.

Под отклонением значения относительного удлинения при разрыве понимается разность между средним (или медианным) значением, полученным после старения, и средним (или медианным) значением, полученным до старения, выраженная в процентах последнего.

Для обеспечения огнестойкости поверх каждой токопроводящей жилы может быть наложена обмотка 2 из, по меньшей мере, одной стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием, например, не менее 40%.

Для обеспечения требований Технического регламента по ограничению содержания опасных веществ изоляция и наружная оболочка могут быть выполнены из поливинилхлоридных пластикатов, имеющих в своем составе термостабилизаторы, не содержащие соединений свинца.

Поверх каждой изолированной жилы может быть наложен экран 4 в виде оплетки из медной или медной луженой проволок.

Кабель может дополнительно содержать поверх скрученных в сердечник изолированных жил или скрученных в сердечник экранированных жил обмотку 5 из, по меньшей мере, одной органической или неорганической ленты.

Для придания кабелю практически круглой формы и/или для повышения стойкости кабеля к распространению горения поверх скрученных в сердечник изолированных жил ли скрученных в сердечник экранированных жил может быть дополнительно наложена внутренняя оболочка 6 из полимерной композиции с показателем токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельной теплотой сгорания не более 11 МДж/кг, общим дымообразованием не более 450 м²/м², определенным по ISO 5660-1.

При необходимости применения экранированных кабелей поверх обмотки или поверх внутренней оболочки может быть расположен экран 7 из металлической фольги или ленты. Экран может быть выполнен как из медной или алюминиевой фольги или ленты, так и из фольгированного композиционного материала, содержащего полимерный слой. Под экраном может быть продольно наложена медная или медная луженая контактная проволока.

Для уменьшения коррозионной активности изоляция, внутренняя и наружная оболочки кабеля могут быть выполнены из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением, обладающего пониженным выделением хлористого водорода, определяемым при испытаниях по ГОСТ IEC 60754-1.

Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.

Токопроводящая жила 1, которая может быть как однопроволочной, так и многопроволочной, изготавливается из медной катанки или проволоки, традиционной для электрических кабелей.

Наложение стеклослюдосодержащих лент 2, проволок для экрана 4, лент для обмотки 5 и лент металлического экрана 7 производят на стандартном крутильном оборудовании.

Примененные для изготовления кабеля полимерные материалы для изоляции 3, внутренней оболочки 6 и наружной оболочки 8 выпускаются промышленно.

При изготовлении кабеля для наложения полимерных материалов используют традиционное экструзионное оборудование, применяемое в кабельной промышленности.

Claims (7)

1. Кабель управления, содержащий, по крайней мере, две токопроводящие жилы с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, скрученные в сердечник, поверх которого расположена наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката, при этом упомянутая изоляция имеет показатель токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельную теплоту сгорания не более 15 МДж/кг, общее дымообразование не более 1300 м²/м² и имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25% и упомянутая наружная оболочка имеет показатель токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельную теплоту сгорания не более 13 МДж/кг, общее дымообразование не более 950 м²/м² и имеет отклонения значений прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве после старения при температуре 110ºС в течение 168 ч не более ±25%.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверх токопроводящих жил обмотку из, по меньшей мере, одной стеклослюдосодержащей ленты, наложенной с перекрытием.

3. Кабель по п.1, отличающийся тем, что изоляция и наружная оболочка выполнены из поливинилхлоридных пластикатов, имеющих в своем составе термостабилизаторы, не содержащие соединений свинца.

4. Кабель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что поверх каждой изолированной жилы дополнительно наложен экран в виде оплетки из медных или медных луженых проволок.

5. Кабель по любому пп. 1, 2 или 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверх скрученных в сердечник изолированных жил или скрученных в сердечник экранированных жил обмотку из, по меньшей мере, одной органической или неорганической ленты.

6. Кабель по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверх скрученных в сердечник изолированных жил внутреннюю оболочку из полимерной композиции с показателем токсичности продуктов горения не менее 121 г/м³, удельной теплотой сгорания не более 11 МДж/кг, общим дымообразованием не более 450 м²/м².

7. Кабель по любому из пп. 5 или 6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверх обмотки или поверх внутренней оболочки экран в виде обмотки из металлической фольги или ленты.

Images