RU226565U1 - Огнезащитная оболочка для кабеля - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к защитным оболочкам для кабеля. Технический результат заключается в повышении стабильности работы кабельной линии длительное время в случае пожара, обеспечивая возможность осуществления замены кабеля, не меняя уровень пожарной защиты. Указанный технический результат достигается за счет того, что защитная оболочка для кабеля выполнена с таким внутренним диаметром, что кабель внутри нее проходит свободно, оболочка представляет собой трубку из негорючего материала, вокруг которой сформирован плотно обжимающий трубку огнестойкий наполнитель, трубка представляет собой металлический гофрорукав, а поверх огнестойкого наполнителя обернута негорючая ткань. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Полезная модель относится к защитной оболочке для кабеля, способной защищать кабель от воздействия открытого огня во время пожара.

Как описано в [https://fireman.club/statyi-polzovateley/ognezashhita-kabelya-i-kabelnyih-liniy/; с публ. в редакции: 28.10.2022] энергетическая насыщенность не только промышленных, но и жилых объектов с каждым годом не сокращается, а возрастает, то растет и количество пожаров, связанных с неправильным проектированием; неграмотным размещением, монтажом, эксплуатацией электрооборудования, в том числе одиночных кабелей и электрических трасс, кабельных линий, прокладываемых по строительным конструкциям на полках, в лотках, коробах; а также внутри кабельных сооружений – приямков, подвалов, тоннелей, шахт.

Как внутренние причины – короткие замыкания, переходное сопротивление, сильный нагрев в местах неплотных контактов, так и пиролиз, воспламенение сгораемой изоляции, защитной оболочки электрических кабелей от внешних воздействий – сильного нагрева открытого пламени от очага возгорания способствуют быстрому распространению огня; причем его тушение сильно затруднено тем, что все линии находятся под напряжением.

Конструктивная огнезащита кабеля нужна для ограничения распространения огня по кабельным линиям, имеющим сгораемую изоляцию; и для защиты электротрасс, проходящих через помещения с высокой категорией по взрывопожарной опасности.

Пассивная огнезащита кабелей – это покрытие поверхностей горючей изоляции токоведущих линий, коробов/лотков, в которых они уложены, огнестойкими материалами – огнезащитными красками, лаками, пастами, мастиками; установка противопожарных муфт, огнестойких проходок в местах прокладки кабельных трасс через противопожарные преграды.

Чтобы ограничить, исключить распространение огня по кабельным линиям, буквально пронизывающим по всему объему защищаемые объекты, в пределах помещения, пожарного отсека, секции используют огнезащитные короба, имеющие нормативный предел стойкости к огню, а также огнезащитные проходки в местах прокладки кабельных линий через противопожарные перегородки, перекрытия, стены зданий.

Для этого заполняют отверстия, проемы в них на всю толщину строительной конструкции различными негорючими материалами – огнезащитным базальтовым материалом, огнестойкой пеной, легкими видами огнезащитных штукатурок. Кроме того, в местах прохождения одиночных силовых кабелей с двух сторон строительной преграды огню устанавливают противопожарные муфты.

Законодательные требования к огнезащите как одиночно прокладываемых электрических кабелей, так и линий энергоснабжения зданий, сооружений установлены статьей 82 ФЗ-123:

Электрические провода, кабельные линии автоматической противопожарной защиты зданий, в том числе стационарных систем пожаротушения, сигнализации, СОУЭ; внутреннего противопожарного водоснабжения; пожарных лифтов обязаны сохранить работоспособность в течение периода, необходимого для эвакуации людей, выполнения технических функций. Для этого необходима огнезащита электрических кабелей, имеющих сгораемую изоляцию.

Кабельные линии от трансформаторных подстанций до вводных, распределительных устройств необходимо прокладывать в отдельных огнестойких каналах или использовать огнезащитные материалы для их покрытия.

Открыто проложенные кабели не должны распространять горение, для чего используют продукцию в негорючей изоляции или применяют огнезащитные покрытия и составы.

Огнезащита кабельных линий также удовлетворяет требованиям ПУЭ в части обеспечения условий предотвращения распространения горения по электрическим трассам.

Согласно ГОСТ Р 53316-2009 о методике испытания сохранения работоспособности кабельных трасс во время пожара ею называется способность продолжения выполнения заданных функций при воздействии высокой температуры, огневого воздействия в нормативный период.

Наиболее эффективным видом пассивной огнезащиты такой электротехнической продукции является краска для огнезащиты. По требованиям статьи 150 ФЗ-123 для подтверждения качества, эффективности огнезащитных красок, применяемых для покрытия кабельных линий, необходим сертификат пожарной безопасности на каждую партию продукции, независимо от ее объема.

Наиболее известными, сертифицированными в России, марками огнезащитных красок являются:

ОГРАКС. Под этой маркой группа компаний «УНИХИМТЕК» производит огнезащитные вспучивающиеся краски на водной основе – В1, ВВ; на органическом растворителе – М; на подложке из стеклоткани – Л1. Это позволяет выбрать оптимальный вариант состава краски «Огракс» для помещений с влажностью до 85%; на открытом воздухе; для частично/полностью погруженных в воду; сильнозагрязненных, бронированных и покрытых битумной мастикой кабелей.

FIRETEX – импортируемая из Великобритании одно/двухкомпонентная огнезащитная краска с пределом стойкости к огню, получившегося покрытия, до 150 мин.

МВПО – универсальное вспучивающееся покрытие/краска. Предназначена для огнезащиты металлических конструкций, древесины и листовой продукции на ее основе, любых видов соединительных электрических линий – силовых, осветительных, контрольно-управляющих кабелей с пределом стойкости к пламени до 150 мин. Особенностями и преимуществами этой краски/покрытия, по своим свойствам приближающейся к огнезащитным мастикам, является ее высокая эластичность; стойкость к атмосферным осадкам, конденсату, влаге; вплоть до затопления в кабельных тоннелях, коллекторах. Это позволяет покрывать МВПО кабельные линии как внутри зданий, так и при необходимости снаружи; а также в помещениях, защищаемых водяными, пенными установками пожаротушения, системами пожаротушения тонкораспыленной водой.

КЛ-1 – краска, специально предназначенная для покрытия кабельных линий. Как и МВПО – это продукция отечественных компаний.

ГОСТ Р 53311-2009, регламентирующий методики установления эффективности огнезащитных покрытий кабелей – мастик, паст, красок, лаков, определяет их, как слои огнестойких материалов, смесей, составов, полученных в результате нанесения на поверхность горючей изоляции кабелей; обладающие нормативной огнезащитной эффективностью.

Паста для огнезащиты, как и мастика для огнезащиты несущих металлических, деревянных строительных конструкций, транзитных воздуховодов систем вентиляции, проходящих через пожароопасные помещения; кабельных электротрасс на протяженных участках в зданиях, внутри различных кабельных сооружений появилась намного раньше современных огнезащитных красок.

Однако изобретение инновационных вспучивающихся составов, которыми в основном являются такие краски, не стало окончательным приговором для мастик и паст.

Хотя они намного гуще красок и процесс их нанесения кистями и валиками более трудоемок, чем распыление вспучивающихся составов, а их расход больше; но они намного дешевле; пластичны, что является преимуществом при эксплуатации, текущем ремонте, замене участков кабельных линий.

Огнезащитные пасты и мастики большинства распространенных составов/рецептур – это вязкие, не засыхающие полностью смеси на основе искусственного каучука, некоторых полимеров с различными минеральными наполнителями, обеспечивающими требуемый предел стойкости к огню.

Такие огнестойкие покрытия, нанесенные на кабельные линии или одиночные кабели, надежно удерживают огонь в месте возникновения очага возгорания, не давая ему распространяться; а также за счет толщины огнезащитного покрытия эффективно препятствуют быстрому прогреву, пиролизу, воспламенению горючей изоляции кабельной продукции.

Нанесение огнезащитных красок, обработка огнестойкими пастами, мастиками производится уже на полностью смонтированные кабельные линии, уложенные на металлические полки, в лотки или короба.

Окраска чаще всего производится напылением термически активных огнезащитных составов с помощью промышленных строительных краскопультов, станций безвоздушного распыления; а нанесение, обработка поверхности изоляции кабелей, уложенных в пучки, пастами, мастиками – вручную кистями или валиками, что занимает больше времени со значительными трудозатратами; но образовавшийся слой защиты от воздействия пламени как снаружи, так и изнутри массива электрических кабелей является надежным и долговечным.

При покрытии кабеля огнезащитным составом у проектировщиков, заказчиков часто возникает вопрос – какова должна быть минимально допустимая, оптимальная толщина огнезащитного покрытия как вспучивающимися термически активными красками, так и огнезащитными пастами/мастиками.

Общим правилом обработки/покрытия кабельных линий огнезащитными составами является необходимость покрывать всю доступную площадь внешней поверхности одиночных кабелей, а также уложенных многослойно в пучки линий токоведущей продукции.

Правила применения огнезащитных покрытий изложены в РД 153-34.0-20.262-2002 для объектов энергетики, что вполне обоснованно, так как именно там максимальная концентрация соединительной кабельной продукции, значительно превышающая аналогичные параметры систем электроснабжения промышленных предприятий, общественных, жилых зданий.

Кроме того, классификация, требования ПБ, методики огневых испытаний изложены в нескольких официальных документах, действительных для любых видов кабельной продукции, огнезащитных средств – НПБ 242-97, НПБ 248-97, НПБ 238-97; ГОСТ Р 53316-2009, ГОСТ Р 53311-2009, ГОСТ IEC 60332-1-1-2011.

Защита противопожарными подушками.

Такие огнезащитные изделия используют для изоляции рядов кабелей между собой, для заполнения кабельных коробов, лотков; проходок сквозь строительные преграды огню.

Противопожарные подушки представляют собой чехлы из стекловолоконной ткани с гидроизоляционными вкладышами, заполненные негорючим наполнителем. Стекловолокно как препятствует развитию процесса горения изоляции кабельной продукции, так и сдерживает выделение дымовых токсичных продуктов.

Различают два вида таких огнезащитных средств:

ППУ. В них чехлы заполняют волокнистыми минеральными материалами, что создает температурный предел сопротивления огню до 1000°С.

ППВ – с наполнением порошковыми смесями, часто аналогичными огнетушащим порошкам, с диапазоном спекания/вспучивания, устойчивости к открытому пламени от 150 до 900°С.

Таким образом, в технике на сегодня известны решения, связанные с изготовлением кабеля с оболочкой, имеющей либо негорючие свойства, либо пожаротушащий состав оплетки. Также известны решения по укладке обычного кабеля в защитный рукав или короб, имеющие противопожарные подушки.

Например, в японской патентной заявке JP 2000/106041 описан гибкий негалогенный огнестойкий электрический кабель. Указанный кабель содержит две жилы из поливинилхлорида или изолированных полиолефином проводников или множество жил из этих изолированных проводников с расстоянием между скрученными жилами и вспененные негалогенные огнестойкие оболочки, которые образуются путем смешивания в смоле на основе олефинов по меньшей мере одного огнестойкого агента, такого как гидроксид магния, гидроксид кальция, гидроксид бария, гидроксид алюминия, в количестве 50-200 мас. частей на 100 мас. частей смолы, и органического вспенивающего агента, такие как азодикарбонамид, п-толуолсульфонилгидразид или 4,4'-оксибис (бензолсульфонилгидразид), в количестве 0,2-5 мас. частей на 100 мас. частей смолы, возможно добавление других вспомогательных веществ для обработки или антиоксиданта и получение скорости вспенивания от 5% до 20%. Как утверждается, вышеупомянутые огнестойкие оболочки имеют предписанную нагрузку на разрыв и предписанную нагрузку на изгиб, что улучшает характеристики разрыва, удобство обращения и технологичность и обеспечивает стандартную огнестойкость. Процесс, используемый для изготовления указанных вспененных огнезащитных оболочек, не упоминается. Из европейской заявки ЕР860465 раскрывается способ получения вспененного термопластичного изделия, включающий нагревание и смешивание, возможно, с помощью статического смесителя, термопластичного эластомера, выбранного из группы, включающей термопластичные эластомеры на основе стирола и термопластичные полиолефиновые эластомеры, с эффективным количеством водосодержащего соединения, предпочтительно тригидрата алюминия или гидроксида магния, до температуры, при которой соединение выделяет воду, что является температурой, более высокой, чем температура плавления эластомера, с последующим выпуском полученной нагретой смеси в атмосферные условия. Утверждается, что вышеупомянутый процесс позволяет получать вспененные изделия с тонкой и однородной ячеистой структурой.

Известно решение по патенту US 2007262483, опубл. 15.11.2007, в котором описан способ изготовления самозатухающего кабеля, содержащего по меньшей мере один пропускающий элемент и по меньшей мере одно огнестойкое покрытие в положении, радиально внешнем от указанного по меньшей мере одного пропускающего элемента, в котором указанное по меньшей мере одно покрытие включает:

(i) получение вспененного огнестойкого полимерного материала, содержащего:

(a) по меньшей мере один вспенивающийся полимер;

(b) по меньшей мере один расширяющий агент;

(c) по меньшей мере один огнестойкий неорганический наполнитель в количестве от 100 до 250 весовых частей по отношению к 100 весовым частям полимера;

(ii) подача огнестойкого полимерного материала в экструдирующее устройство, в котором он плавится и перемешивается;

(iii) пропускание огнестойкого полимерного материала, полученного на этапе (ii), по меньшей мере через один статический смеситель;

и (iv) нанесение путем экструзии огнестойкого полимерного материала, полученного на этапе (iii), на указанный по меньшей мере один передающий элемент, подаваемый в указанное экструдирующее устройство.

Известен патент RU 96693 U, публикация: 10.08.2010, на огнестойкий кабель монтажный контрольный и силовой для взрывоопасных зон на плавучих буровых установках и морских стационарных платформах, состоящий из сердечника, включающего не менее одной изолированной токопроводящей жилы, скрученной из нескольких медных проволок, или не менее одной группы, скрученной из нескольких названных изолированных токопроводящих жил, причем все воздушные полости в сердечнике, в том числе и в пределах групп, заполнены полимерным заполнителем не менее чем одного экрана и полимерной влагозащитной оболочки, наложенной под давлением, отличающийся тем, что изоляция токопроводящих жил выполнена комбинированной, состоящей не менее чем из двух слоев, первый слой выполнен огнестойким, а второй слой выполнен концентрическим, экструдированным из полимерного материала, экран выполнен в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, причем плотность оплетки выбрана такой, чтобы масса оплетки была не меньше 90% массы медной трубки с тем же внутренним диаметром и толщиной стенки, равной диаметру проволоки оплетки, а названная влагозащитная оболочка выполнена из нефтемаслобензостойкого, стойкого к морской воде и морскому туману полимера, не поддерживающего самостоятельного горения.

Технической проблемой вышеописанных решений является потребность в изготовлении кабеля с защитной от огня оболочкой, чтобы его можно было бы разместить в заданном месте кабельной трассы. Стоимость такого кабеля существенно выше обычного и после пожара кабель все равно требуется менять после повреждений оплетки.

Не смотря на то, что такие кабеля не распространяют горение, они часто не решают основную задачу огнезащиты кабельной трассы - обеспечить в случае пожара стабильную работы кабельной линии длительное время. При длительном воздействии на огнезащитный кабель открытого огня рано или поздно оболочка кабеля расплавляется и повреждается, что ведет к замыканию кабельной линии.

Более эффективными являются решения по укладке обычного кабеля в защитный рукав или короб.

Защитный короб - самый надежный в плане защиты кабелей от любого типа огневого воздействия, но имеет недостатком то, что он занимает большое место полезной площади помещения, с учетом толщины изоляционной защиты, и конструктивно сложен в установке, сам по себе имеет большой вес и требует специальных анкерных подвесов и креплений. Во время пожара эти крепления ослабляются и анкера выпадают из стены, короб падает или ломается. В месте излома короба проникает открытое пламя и повреждает кабельные линии.

Кроме того, технической проблемой защитного короба является невозможность его применения в помещениях, где мало места под его выделение. А больше проблем возникает в ситуациях, где уже установлены кабельные линии в таких местах, где защитный короб нельзя возвести вокруг них.

Защитные рукава имеют меньшие габариты и более просты в размещении. Известен патент RU 2140309, публикация 27.10.1999, на способ защиты кабельных трасс от пожара, при котором на кабель и элементы крепления кабеля кабельной трассы наносят образующее изолирующий слой вещество, вспенивающееся при нагреве, отличающийся тем, что образующее изолирующий слой вещество наносят на подложку, улучшающую адгезию вспененного вещества, при этом материалом, служащим подложкой, осуществляют обматывание или покрытие кабеля по меньшей мере в области крепления кабеля.

Известен патент RU 2168341, публикация 10.06.2001, в котором описано устройство противопожарной защиты однослойно или многослойно проложенных кабелей, содержащее огнестойкое покрытие, расположенное вокруг кабелей с плотным охватом их по всей длине, отличающееся тем, что плотно охватывающее кабели огнестойкое покрытие выполнено в виде обернутых вокруг кабелей множества гибких накладок из огнестойкой и непроницаемой для расплава полиэтилена ткани, продольные края каждой из которых соединены внахлест и скреплены между собой, при этом накладки размещены на кабелях последовательно и соединены между собой, образуя рукав.

Технической проблемой данных решений является укладка сразу нескольких кабелей в один защитный рукав или защитный короб. Во время пожара открытый огонь рано или поздно проникает через рукав или короб, прожигая оболочку или повреждая ее настолько, что она нуждается в замене. В итоге, из-за повреждения оболочки потребуется замена всех кабелей в рукаве, даже если ни один из них не будет поврежден.

Кроме того, при повреждении открытым огнем оплетки одного или нескольких кабелей возможно замыкание всей кабельной трассы и выведение ее из строя.

Основным назначением огнезащиты кабельной трассы является задача обеспечить в случае пожара стабильную работу кабельной линии длительное время. Защитные рукава не всегда справляются с такой задачей.

Таким образом, на сегодня существуют нерешенные проблемы:

обеспечить в случае пожара стабильную работу кабельной линии длительное время;

в случае повреждения кабеля с целью оперативного восстановления электропитания или связи надо быстро осуществить его замену или ремонт, причем на обычный доступный кабель.

Из уровня техники RU 2658650, H01B 7/29, опубл. 22.06.2018, известна защитная оболочка для кабеля, содержащая покрытие, поверх которого обернута ткань; при этом оболочкой обертывают изоляцию, оболочку размещают вокруг изоляции.

Данное техническое решение не позволяет в случае повреждения кабеля с целью оперативного восстановления электропитания или связи быстро осуществить его временную замену, причем на обычный доступный кабель.

В случае повреждения кабеля именно по причине пожара, осуществить быструю временную замену поврежденного кабеля на обычный доступный кабель не будет возможности, поскольку в месте прогорания оболочки и кабеля, последний будет сплавлен с самой оболочкой. При этом поврежденный кусок оболочки отрезать вместе с кабелем и вставить "заплатку" на такую защитную оболочку невозможно.

Кроме того, сформированное вокруг трубки огнестойкое покрытие не достаточно эффективно обеспечивает в случае пожара стабильную работу кабельной линии длительное время, поскольку оболочку размещают вокруг изоляции и защиту от пожара несет только огнестойкое покрытие, а сама оболочка кабеля подвержена быстрому повреждению огнем и после утраты от огня защитного покрытия и изоляционной ткани, кабель уже ничто не защищает от огня.

Наиболее близким аналогом является (CN 103401203 A, H02G 9/02, опубл. 20.11.2013) защитная оболочка для кабеля, представляющая собой трубку из негорючего пластика, вокруг которой сформировано огнестойкое покрытие.

Данное решение позволяет в случае механического повреждения кабеля быстро осуществить его временную замену, причем на обычный доступный кабель.

Однако, сформированное вокруг трубки огнестойкое покрытие не достаточно эффективно обеспечивает в случае пожара стабильную работы кабельной линии длительное время, поскольку защиту от пожара несет только огнестойкое покрытие, а все остальные элементы устройства подвержены быстрому повреждению огнем.

Но в случае повреждения кабеля именно по причине пожара, в виду того, что защиту от пожара несет только огнестойкое покрытие, а все остальные элементы защитной оболочки кабеля подвержены быстрому повреждению огнем, осуществить быструю временную замену поврежденного кабеля на обычный доступный кабель не будет возможности, поскольку в месте прогорания оболочки и кабеля, последний будет сплавлен с самой оболочкой. При этом поврежденный кусок оболочки отрезать вместе с кабелем и вставить "заплатку" на такую защитную оболочку невозможно.

Техническим результатом полезной модели является такое техническое решение по защите кабеля, которое позволяет:

обеспечить в случае пожара более стабильную работу кабельной линии длительное время;

в случае повреждения кабеля по причине пожара с целью оперативного восстановления электропитания или связи быстро осуществить его замену, причем на обычный доступный кабель, не меняя уровень пожарной защиты.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена защитная оболочка для кабеля, выполненная с таким внутренним диаметром, что кабель внутри нее проходит свободно, где оболочка представляет собой трубку из негорючего материала, вокруг которой сформировано плотно обжимающий трубку огнестойкий наполнитель, отличающаяся тем, что трубка представляет собой металлический гофрорукав, а поверх огнестойкого наполнителя обернута негорючая ткань.

Предпочтительно, между металлическим гофрорукавом и огнестойким наполнителем размещен слой фольги.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 изображено устройство защитной оболочки в виде рукава при соединении накладок между собой внахлест для многослойно укладываемых кабелей, вид сбоку и сечение в разрезе.

На Фиг.2 показаны этапы ремонта поврежденного участка защитной оболочки из однородной массы.

На Фиг.3 показано устройство заявленной полезной модели (вид в объеме с вырезом содержимого до защитной оболочки).

На Фиг.4 показаны подготовленные для испытаний три образца - 2 образца согласно заявленной полезной модели (где один из них со слоем фольги, а другой - без) и 1 образец контрольный, в котором кабель был вокруг трубки обернут чехлом, а между чехлом и трубкой насыпано огнестойкое покрытие той же толщины, как и в опытных образцах, чтобы исключить влияние толщины насыпной массы на результаты испытаний и представить контрольный образец как аналогичный решению CN 103401203.

На Фиг.5 показана зона температурного воздействия в момент окончания испытаний.

На Фиг.6 показаны лампы контроля целостности контакта по всем 6 концам 3 образцов в начале испытаний.

На Фиг.7 показаны лампы контроля целостности контакта по всем 6 концам 3 образцов после испытания.

На Фиг.8 показан раскрошенный контрольный образец после испытаний.

На чертежах: 1 - кабель, 2 - металлический гофрорукав, 2.1 - вставка поврежденного участка трубки металлического гофрорукава, 2.2, 2.3 - концы трубки, 3 - слой фольги, 4 - хомут, 5, 5.1 - защитная оболочка в виде огнестойкого наполнителя, 6 - припайка, 7 - негорючая ткань.

Осуществление полезной модели

Устройство используется для укладки внутрь него одиночных или многослойно проложенных кабелей 1 (см. Фиг.1) или одного кабеля (см. Фиг.3). Заявленный полезной моделью результат достигается за счет использования защитной оболочки для кабеля, выполненной с таким внутренним диаметром, чтобы кабель внутри нее проходит свободно, где оболочка представляет собой трубку из негорючего материала, вокруг которой сформировано плотно обжимающий трубку огнестойкий наполнитель. Новым является то, что трубка представляет собой металлический гофрорукав, а поверх огнестойкого наполнителя обернута негорючая ткань.

Такое техническое решение по защите кабеля позволяет обеспечить в случае пожара более стабильную работу кабельной линии длительное время, поскольку, например, в отличии от прототипа CN 103401203 или аналога RU 2658650, в заявленном устройстве присутствует дополнительная защитная оболочка 7, а сама трубка также защищена лучше от температурного воздействия, чем в известных решениях, поскольку представляет собой металлический гофрорукав. В сравнении с прототипом CN 103401203 этой дополнительной защитой является негорючая ткань, а в сравнении с аналогом RU 2658650 - сама трубка в виде металлического гофрорукава.

А в случае повреждения кабеля по причине пожара с целью оперативного восстановления электропитания или связи удается быстро осуществить его замену, причем на обычный доступный кабель.

Достигается это как за счет того, что кабель или кабеля 1 внутри трубки 2 проходят свободно без плотного охвата, что позволяет использовать заявленное решение таким образом, что в случае повреждения кабеля с целью оперативного восстановления электропитания или связи надо можно быстро осуществить его замену, причем на обычный доступный кабель.

Для чего поврежденный кабель 1 вытаскивают из трубки 2, вставляют новый.

Огнестойкое покрытие в виде однородной массы может быть получено разными способами, например, таким как описано в решении по патенту RU 2237078, публикация 27.09.2004.

Например, огнестойкое покрытие в виде огнестойкого наполнителя в соответствии с настоящим решением может быть получено путем смешивания полимерной основы, огнезащитного наполнителя, дегидратирующего агента и других добавок, которые могут присутствовать в соответствии с методиками, известными в данной области, например с использованием внутреннего смесителя типа, содержащего тангенциальные роторы (Бэнбери) или заторможенные роторы, или в непрерывных смесителях типа мешалки (Buss) или двухшнекового типа с вращением в одну и ту же сторону или в противоположные стороны.

Предпочтительно, дегидратирующий агент вводится после первой стадии обработки композиции, во время которой, из-за тепла, производимого в процессе приготовления смеси, огнезащитный наполнитель теряет определенное количество поглощенной влаги. Таким путем, устраняется преждевременное ухудшение способности дегидратирующего наполнителя к поглощению воды, этот наполнитель должен быть активным, в основном, во время следующей затем стадии экструдирования. Температура композиции на этой первой стадии приготовления смеси составляет, по меньшей мере, 100°С, предпочтительно, по меньшей мере, 150°С, и стадия осуществляется в течение, по меньшей мере, 5 мин.

Альтернативно, вместо добавления дегидратирующего агента во время стадии приготовления огнезащитной композиции, он может быть добавлен во время стадии экструдирования, например, через лоток экструдера.

В обоих случаях, дегидратирующий агент может быть добавлен к огнезащитной композиции в разделенной форме (гранулы, порошок), необязательно покрытый диспергирующими и защитными агентами, такими как микровоски, жирные кислоты. Альтернативно, в порядке улучшения их диспергирования в полимерной основе дегидратирующий агент может быть использован с предварительным диспергированием в полимерном материале (например, в полукристаллическом этилен/пропиленовом каучуке).

При необходимости разные виды огнестойкого наполнителя смешивают или укладывают слоями для лучшего защитного эффекта.

Металлический гофрорукав 2 (см. Фиг.3) покрывается огнестойким наполнителем из однородной или смешанной массы во время стадии экструдирования последней.

Когда присутствуют два слоя, экструдирование может иметь место как две отдельные стадии, при этом внутренний слой экструдируется на трубку в первом проходе, а второй слой экструдируется на внутренний слой во втором проходе. Преимущественно, процесс покрытия может иметь место за один проход, например, посредством "тандемной" методики, в которой используются два отдельных экструдера, расположенных последовательно, или, альтернативно, путем совместного экструдирования с помощью одной головки экструдера.

Температура, при которой экструдируется огнезащитная композиция, может изменяться в широких пределах, и определяется как функция скорости экструдирования, которую необходимо получить. Скорость экструдирования на самом деле зависит от вязкости композиции в расплавленном состоянии и, таким образом, от ее температуры. В свою очередь вязкость зависит в основном от типа полимерной основы и от типа и количества огнезащитного наполнителя. Минимальная температура экструдирования для композиции, как правило, превосходит температуру пластификации полимерной основы, в то время как максимальная температура экструдирования задается таким образом, чтобы предотвратить деградацию или разложение полимерной основы и/или огнезащитного наполнителя. Таким образом, на основе указанных выше критериев в случае огнезащитных композиций на основе смеси полипропилена и сополимеров этилена/α-олефина, как описано выше, в которых гидроксид магния используется в качестве огнезащитного наполнителя, температура, при которой экструдируется огнезащитная композиция, находится, как правило, в пределах между 160 и 320°С, предпочтительно между 200 и 280°С.

Полезная модель (см. Фиг.1) включает сам металлический гофрорукав 2 и слой или слои огнестойкого наполнителя 5, который функционирует в качестве защитной оболочки с огнезащитными свойствами.

Самогасящаяся оболочка из огнестойкого наполнителя 5 может состоять из сплошной однородной массы, непосредственно покрывающей трубку без прокладки из других изолирующих слоев. Таким путем, огнезащитное покрытие функционирует также и в качестве электрического изолятора, если защитная оболочка используется для укладки только одного кабеля 1, поскольку при такой укладке даже в случае пожара и повреждения защитной оболочки огнестойкого наполнителя 5 и металлический гофрорукав 2 кабельной линии, замыкание с другими кабельными линиями не произойдет, а сама кабельная линия продолжит функционирование в стабильном режиме.

Для усиления защиты от огня и температурного воздействия открытого пламени между трубкой 2 и огнестойким покрытием из огнестойкого наполнителя 5 может быть размещен слой фольги 3. Для чего металлический гофрорукав 2 перед эструдированием оборачивают фольгой 3.

Слой фольги 3 позволяет обеспечить в случае пожара еще более стабильную работу кабельной линии длительное время, так как экранирует тепло от огня и снижает прямое воздействие огня на сам кабель.

А поверх огнестойкого наполнителя 5 обернута негорючая ткань 7, которая дает большую защиту от огня, а также лучше скользит через отверстия в стенах и перекрытиях, и обеспечивает защиту от истирания защитной оболочки наполнителя 5. В качестве стяжки негорючей ткани на концах для предотвращения ее раскручивания можно использовать хомуты 4 или, например, обычную проволоку.

Если имело место после пожара повреждение металлического гофрорукава 2 и защитной оболочки, то трубку с участком поврежденной оболочки перед укладкой нового кабеля разрезают в месте повреждения (см. Фиг.2(А)), удаляя поврежденный участок, и стыкуют концы трубок 2.2, 2.3 металлического гофрорукава между собой через специальную вставку 2.1, которая представляет собой такую же трубку металлического гофрорукава с защитной оболочкой.

Концы трубок 2.2., 2.3 и концы трубки вставки 2.1 металлического гофрорукава освобождают от части оболочки (см. Фиг.2(Б)), стыкуют между собой припайкой 6, а оголенные участки оболочки герметизируют негорючим защитным составом, который используется при изготовлении оболочки из огнестойкого наполнителя 5 (см. Фиг.2(В)).

Огнезащитные композиции огнестойкого наполнителя 5 получают по аналогии с тем, как описано в решении по патенту RU2237078:

В закрытом смесителе Бэнбери (объем камеры смешивания: 1200 см³), заполненном до уровня 95% по объему. Смешивание осуществляют в две стадии. На первой стадии, компоненты соединения, за исключением дегидратирующего агента, перемешиваются вместе до достижения температуры около 200°С для того, чтобы обеспечить хорошее диспергирование компонентов и для уменьшения количества влаги, присутствующей в наполнителе. Затем добавляют дегидратирующий агент, при этом поддерживая температуру смешивания примерно 200°С.

Примеры материалов, из которых может быть изготовлена защитная оболочка из огнестойкого наполнителя 5:

Engage®8003 - сополимер этилена/1-октена, полученный с помощью металлоценового катализа: массовое отношение этилен/1-октен=82/18 (5,5 мол.% 1-октена); d=0,885 г/см³; MFI=1,0 г/10 мин; GDI>70%; ΔH2f=55,6 Дж/г;

Moplen®EP1X35HF - статистический кристаллический сополимер пропилена/этилена: d=0,900 г/см³; MFI=9,0 г/10 мин; T2f=154°С; ΔH2f=90,6 Дж/г;

Hydrofy®G 1.5 - природный гидроксид магния, полученный путем измельчения брусита, без поверхностной обработки (SIMA Company), с удельной площадью поверхности 10,4 м²/г;

Hydrofy®G 1.5S - природный гидроксид магния, полученный путем измельчения брусита, поверхностно обработанный с помощью стеариновой кислоты (SIMA Company), с удельной площадью поверхности 10,4 м²/г;

Silquest®А-172 - связующий агент: винилтрис(2-метоксиэтокси)силан (VTMOEO);

Peroximon®DC40 - пероксидный инициатор: дикумилпероксид;

Irganox®1010 - антиоксидант:

пентаэритрилтетракис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] (Ciba-Geigy);

Irganox®MD1024 - пассиватор металла: 1,2-бис(3, 5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамоил)гидразин (Ciba-Geigy);

Kezadol®GR - оксид кальция, предварительно диспергированный в полукристаллическом EPR каучуке (80 мас.% СаО), в форме гранул со средним диаметром 6-7 мкм (Kettlitz Company).

Устройство используют следующим образом.

После укладки кабеля или кабелей 1 внутри заявленного устройства (внутри металлического гофрорукава 2 по всей ее длине), кабельную трассу крепят в нужном месте помещения. А в местах, где кабель 1 проходит через стены выполняют заранее отверстия необходимого диаметра, через которые пропускают кабельную трассу. После укладки кабельной трассы и ее фиксации к опорам, места прохода через стены герметизируют огнезащитным составом. После чего кабельная трасса готова к работе.

В случае пожара кабельная линия может подвергаться воздействию открытого пламени, но за счет того, что сами кабели уложены внутри металлического гофрорукава 2, даже при повреждении огнезащитной оболочки сначала на себя воздействие огня примет металлический гофрорукав, трубка которого лишь оплавится, но не повредит оболочки кабелей. Если же пламя будет воздействовать на участок повреждения длительное время, то все равно заявленное решение обеспечит в случае пожара более стабильную работы кабельной линии длительное время, чем в прототипе, так как в прототипе после повреждения защитного рукава огонь начнет сразу воздействовать на огнестойкий наполнитель, тогда как в заявленном решении воздействие сначала на себя негорючая ткань 7.

Полезная модель была апробирована на практике. Были изготовлены опытные образцы (см. Фиг.4) защитной оболочки для кабеля.

Из трех образцов - два образца были выполнены согласно заявленной полезной модели (где один из них со слоем фольги, а другой - без) и один образец - контрольный, в котором кабель был вокруг трубки обернут чехлом, а между чехлом и трубкой металлического гофрорукава насыпано огнестойкое покрытие той же толщины, как и в опытных образцах, чтобы исключить влияние толщины насыпной массы на результаты испытаний и представить контрольный образец как аналогичный решению CN 103401203.

Во всех опытных образцах успешно и без труда пропустили кабеля, а затем закрепили на опорах (см. Фиг.5). В местах прохода через стену, отделяющую контрольную зону от зоны испытаний, заранее выполняли отверстия необходимого диаметра, через которые пропускали концы кабельных трасс всех 3 образцов (см. Фиг.6).

После укладки кабельных трасс и ее фиксации к опорам, места прохода через стены герметизировали огнезащитным составом. После чего кабельные трассы опытных образцов были готовы к испытаниям.

Опытные образцы согласно заявленного решения испытывали в течение 1 часа открытым огнем с помощью газовой горелки. За стеной через панель контроля наблюдали за контрольными лампами (см. Фиг.6), которые для всех 6 концов всех 3 образцов показывали активность контактов.

Испытания показали, что в опытных образцах Фиг.4 (два слева) и Фиг.6, Фиг.7 (два верхних) негорючая ткань 7 не смотря на то, что была подвержена плавлению (см. Фиг.5, Фиг.8), защита внешней оболочки из огнестойкого наполнителя 5 и металлического гофрорукава 2 обеспечила защиту кабельной линии (см. Фиг.7 (2 и 3 лампы каждого ряда)). При этом кабель 1, уложенный внутри трубок металлического гофрорукава 2 обоих опытных образцов, стабильно функционировал на всем протяжении воздействия огнем (см. Фиг.7).

При этом кабель в контрольном образце (Фиг.4 (справа)) под огневым воздействием без металлического гофрорукава 2 (из негорючего пластика) и негорючей ткани 7 расплавился (см. Фиг.5 (нижний) и Фиг.7 (слева две погасшие лампы контроля).

Таким образом, испытания показали более значимое влияние на усиление защиты кабеля при огневом воздействии наличие негорючей ткани 7 и металлического гофрорукава 2, вокруг которой сформирован плотно обжимающий ее слой или слои огнестойкого наполнителя 5.

Claims (2)

1. Защитная оболочка для кабеля, выполненная с таким внутренним диаметром, что кабель внутри нее проходит свободно, где оболочка представляет собой трубку из негорючего материала, вокруг которой сформирован плотно обжимающий трубку огнестойкий наполнитель, отличающаяся тем, что трубка представляет собой металлический гофрорукав, а поверх огнестойкого наполнителя обернута негорючая ткань.

2. Защитная оболочка для кабеля по п.1, отличающаяся тем, что между металлическим гофрорукавом и огнестойким наполнителем размещен слой фольги.