Статьи

К списку статей

Проблемы обеспечения пожарной безопасности кабельных потоков


Пожарная опасность кабельных потоков
Понятия "пожарная опасность" и "пожарная безопасность " кабельных линий и кабельных потоков на сегодняшний день не имеют четкого определения в нормативной литературе.
В общем случае пожарная опасность кабельных потоков, кроме уже упоминавшихся составляющих компонентов этой опасности (возможности возникновения и развития пожара), включает еще и самый важный результирующий аспект - возможность нанесения вреда здоровью человека (в том числе гибель людей) и материального ущерба состоянию объекта и имуществу.
Пожароопасность кабельных потоков необходимо рассматривать как сложную совокупность различных факторов, обусловленную характером источника зажигания, особенностями распространения горения, горючей "нагрузкой" (количеством горючих материалов), условиями вентиляции помещения, наличием и эффективностью систем пожаротушения и др.
Комплексное решение проблемы противопожарной защиты кабельных потоков конкретных объектов представляет собой сложную задачу, для решения которой требуется подробный анализ возможных пожароопасных ситуаций.
Она распространяется на электропроводки и кабельные потоки (линии). Основу методики составляет определение вероятности возникновения загорания и вероятности распространения огня по горючему материалу кабелей и проводов.
Вероятность возникновения загорания определяется на основе данных по эксплуатационной надежности электрооборудования, электрической защиты кабелей (проводов). Вероятность распространения огня по трассе оценивается в зависимости от теплоты сгорания кабелей и проводов, занимаемого ими объема и взаимного расположения. Кабельный поток считается удовлетворяющим требованиям пожарной безопасности, если значение вероятности возникновения и развития пожара в нем (с учетом надежности системы пожаротушения) в год не превышает 1х10 -6.
Вероятность возникновения пожара Q П определяется следующим выражением:
Q П = Q З . Q Р (1 - Q ТЗ ),
  • где Q Р - вероятность распространения огня;
  • Q З - вероятность загорания электросети;
  • Q ТЗ - вероятность тушения кабелей и проводов установкой автоматического пожаротушения.
Вероятность загорания электросети определяется путем определения вероятности появления источника зажигания (Q И) и вероятности возгорания горючего материала при попадании в него источника зажигания (Q В ):
Q З = Q И . Q В
Величина определяется выражением:
Q И = 1 - ∏(1 - Q нк ),
где Q нк - вероятность появления источника зажигания в групповой прокладке из n кабелей от к-го кабеля.
Вероятность Q В выбирается в зависимости от группы горючести материала или определяется экспериментально.
При определении Q нк учитывают вероятность возникновения пожароопасного аварийного режима в каждом кабеле (проводе), вероятность наличия пожароопасного диапазона для характерного пожароопасного фактора, вероятность попадания зажигающих частиц в горючую среду объекта, вероятность отказа электрической защиты и возможной неисправности потребителя (нагрузки кабелей) [1].
При расчете вероятностей распространения огня по групповой прокладке кабелей и проводов (Q Р) исходят из теплоты сгорания горючего материала W (для потока кабелей, заключенного в единице длины прокладки), которая определяется выражением:

  • где W i - теплота сгорания одного погонного метра кабеля i-го типоразмера,
  • n - общее количество кабелей в прокладке.
Кроме того, определяется численное значение объема V, занимаемого групповой прокладкой кабелей длиной, равной 1 м.
Возможность или отсутствие распространения горения определяется по удельной теплоте сгорания кабельной прокладки J, которая рассчитывается по формуле:

Полученное значение удельной теплоты сгорания J сравнивается с установленными экспериментально критическими значениями для соответствующего вида прокладки (вертикального или горизонтального) и количества кабелей (табл. 4).
Расчет теплоты, выделяемой при горении кабельных линий или кабельных потоков, производится по формуле:

  • где W - теплота сгорания (в килоджоулях) потока кабелей длиной 1 м (определяется по данным, приведенным в [1] или по справочной литературе. Целесообразно, чтобы эти данные приводились в ТУ на конкретные марки кабелей);
    m ср. - среднее количество кабелей на одной полке;
    В - расстояние между кабелями в ряду, м;
    N - количество рядов (полок);
    Н - расстояние между рядами (полками), м;
    L - длина кабельного потока, равная 1 м;
    d ср. - среднеарифметическое значение диаметров кабелей в прокладке, м. Более точные значения дают расчеты d ср. как средние диаметры кабелей, расположенных на каждой полке.
Таблица 4
Критические значения теплоты, выделяемой кабелями при горении, обеспечивающие распространение горения кабельных потоков

Тип кабелей в прокладке Вид прокладки Количество рядов, слоев кабелей или рядов пучков кабелей в прокладке, шт. Теплота сгорания кабельных прокладок длиной 1 м, распространяющих горение, кДж/см 3
J min x 10 -6 J max / 10 -6
Кабель общепромышленного исполнения Вертикальная 1 3,56 16,8
2 и более 0,46 16,8
Горизонтальная 2 и более 0,7 8,4
Кабель с индексом «нг» Вертикальная 2 и более 2 4,5
Горизонтальная 2 и более 2,5 4

Если выполняется неравенство J max > J > J min, то кабельный поток является распространяющим горение и для обеспечения его пожарной безопасности необходимы дополнительные пожарно-технические мероприятия (средства пассивной защиты) и/или системы пожаротушения.
Нормы пожарной безопасности
Во ВНИИПО МЧС России для оценки пожарной опасности кабельных изделий, кабельных линий и электропроводок, в том числе при сертификационных испытаниях, были разработаны нормативные документы, учитывающие и обобщающие требования отечественных и зарубежных стандартов (табл. 5).

Таблица 5
Нормы пожарной безопасности кабельных изделий, кабельных линий и электропроводок

Объект защиты и нормативного обеспечения Нормы пожарной безопасности (НПБ )
Кабели и провода НПБ 248-97. Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытаний.
Кабельные линии НПБ 242-97. Классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий.
Электропроводки НПБ не разрабатывались. Материалы включены в гл. 2.1 ПУЭ 7-го издания.
Кабельные проходки НПБ 237-97. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость кабельных проходок и герметичных кабельных вводов.
Электромонтажная арматура для прокладки проводов и кабелей НПБ 246-97. Арматура электромонтажная. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний.
Огнезащитные кабельные покрытия (ОКП) НПБ 238-97. Огнезащитные кабельные покрытия. Общие технические требования и методы испытаний.

В рамках данной статьи анализируются первые три НПБ из табл. 5. В НПБ 248-97 установлены следующие показатели пожарной опасности кабелей, соответствующие требованиям стандартов МЭК 60331, 60332, 60754, а также ГОСТ 12176 :
  • предел распространения горения одиночным кабелем (проводом);
  • предел распространения горения пучком кабелей (проводов) при групповой прокладке;
  • предел огнестойкости (пожаростойкости) кабеля (провода);
  • показатель коррозионной активности продуктов горения кабеля (провода);
  • показатель токсичности продуктов горения полимерных материалов кабеля (провода).
К сожалению, при разработке этих НПБ (это был 1997 год) в нормах не учитывался один из важнейших на сегодняшний день показателей - коэффициент дымообразования, оцениваемый по степени ослабления луча света в экспериментальной камере при ее задымлении горящими кабелями. Этот показатель, соответствующий стандарту МЭК 61034, будет введен в 2005 году, подготавливаемые в настоящее время изменения к НПБ 248, в которых также будут учтены отдельные уточнения, включены в рамки упомянутого стандарта МЭК.
В НПБ 248-97 дана также классификация кабелей и проводов в соответствии с показателями пожарной опасности и определены критерии их оценки.
Логичным продолжением этого документа явилась разработка НПБ 242-97, в которых предлагается классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий. В период подготовки этого документа понятие "кабельный поток" еще не использовалось, но НПБ 242-97 можно применять и для оценки пожарной опасности кабельных потоков. Поводом для разработки этих норм послужило то обстоятельство, что, как отмечалось в разделе 4, условия возникновения и развития пожара по кабельным потокам и линиям с наличием соединительных муфт, крепежных деталей и т.п., имеют другие качественные и количественные характеристики по сравнению с горением одиночного кабельного изделия. В этих нормах также предложена классификация кабельных линий по степени их пожарной опасности. При этом за основу приняты два показателя - предел распространения горения и огнестойкость (пожаростойкость) линии (потока). Под пределом распространения горения понимается максимальное расстояние в любую сторону от действия источника зажигания, на которое распространяется горение. В свою очередь, предел пожаростойкости - это минимальное время, в течение которого кабельная линия (поток) сохраняет работоспособность, то есть выполняет свои функции в условиях пожара.
Как уже отмечалось выше, указанные в табл. 5 нормативные документы в основном используются при сертификации кабельной продукции. Однако сертификат подтверждает стойкость кабелей к огневому воздействию лишь при стандартизованных условиях испытаний (определенный источник зажигания, строго регламентированные геометрические размеры, горючая нагрузка образца и т.д.). Очень часто эти условия далеки от реальных условий применения кабелей на конкретных объектах. Другими словами, сертификат не определяет области применения кабелей. Эту область определяют технические условия и стандарты на кабельную продукцию, ведомственные нормативы, учитывающие специфику объектов, СНиП 3.05.06-85 [4], и, конечно, главным образом правила устройства электроустановок ( ПУЭ ), по которым осуществляются проектирование, монтаж и приемка в эксплуатацию всех электроустановок, в том числе и кабельных линий (потоков).
В настоящее время главы 2.1. (" Электропроводки ") и 2.3. (" Кабельные линии ") ПУЭ 6-го издания [5] (1985-1986 годов выпуска) еще действуют, хотя и существенно устарели. Следует отметить, что за последние годы ОАО "ВНИИКП" выполнен большой объем НИР и ОКР по созданию пожаробезопасных кабельных изделий нового поколения, полностью отвечающих мировому уровню. Эти кабельные изделия освоены в промышленном производстве и выпускаются в двух модификациях: с изоляцией и оболочками из поливинилхлоридных пластикатов пониженной пожароопасности, характеризуемых низким дымовыделением и пониженным выделением HCl (индекс "нг-LS"), и их полимерных композиций, не содержащих галогенов, характеризуемых низкими самовыделением и коррозионной активностью продукта горения (индекс " нг-HF"), причем как те, так и другие отвечают требованиям по нераспространению горения и могут изготавливаться в огнестойком исполнении (индекс "нг-FRLS" и "нг-FRHF").
Естественно, что в указанных выше главах 2.1. и 2.3. ПУЭ 6-го издания [5] (1985-1986 годов выпуска) нет указаний о применении кабелей нового поколения. Такие требования в ограниченном объеме впервые появились в нормах 1999 года в 7-м издании главы 7.1 ПУЭ [6] (относительно кабелей с индексом "нг" и "нг-LS").
Но СП-31-110-2003 является вторичным документом по отношению к ПУЭ. В нем могут содержаться только материалы, которые не противоречат ПУЭ, поэтому все специалисты - и производители новых кабелей, и потребители, представители надзорный службы - с нетерпением ждут выхода двух новых глав ПУЭ 7-го издания: гл. 2.1 "Электропроводки" и гл. 2.3. "Кабельные линии".
Глава 2.3. подготовлена ОРГРЭС, согласована с Госэнергонадзором и Госпожнадзором и три года ждет своей публикации. Финансировало эту работу РАО ЕЭС, но книга так и не вышла в свет. Глава 2.1 подготовлена институтом "ВНИИПроектэлектромонтаж", согласована и около двух лет ждет публикации. Финансировал эту работу "РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ". Государственные структуры в финансировании не участвовали, поэтому ответственности за задержку публикации практически никто не несет.
Растущая потребность в пожаробезопасных кабелях нового поколения со стороны потребителей и уже имеющиеся реальные возможности их промышленного производства диктуют острую необходимость в кратчайшие сроки создать нормативную базу, определяющую преимущественные области применения различных их модификаций с учетом как технической целесообразности, так и экономической эффективности.

ЛИТЕРАТУРА
  • Определение вероятности пожара от кабелей и проводов электрических сетей / Методические рекомендации. М.,: ВНИИПО МВД СССР, 1990. 40 с.
  • ГОСТ 12.1.033-81 * ССБТ Пожарная безопасность. Термины и определения.
  • ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
  • СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства.
  • Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 640 с.
  • Правила устройства электроустановок/ Минтопэнерго РФ. 7-е изд., разд. 6 и 7. М.: Изд-во "НЦЭНАС", 1999. - 80 с.
  • СП 31-110-2003 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. Г.И. Смелков, д-р техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ;

    В.А. Пехотиков, канд. техн. наук;
    А.И. Рябиков, инженер, начальник сектора, ФГУ ВНИИПО МЧС России

  • Кабель и провод

    Внешний вид П-274 (500 м) Внешний вид П-274 (500 м)
    П-274 (500 м)
    5 463

    Производитель Разные производители
    Внешний вид КСПВ 4х0,5 (200м) Внешний вид КСПВ 4х0,5 (200м)
    КСПВ 4х0,5 (200м)
    5 544

    Производитель Паритет
    Внешний вид КПСнг(А)-FRLS 1х2х0,2 Внешний вид КПСнг(А)-FRLS 1х2х0,2
    КПСнг(А)-FRLS 1х2х0,2
    7 116

    Производитель СегментЭнергоКабель
    Внешний вид РК-75-2-11 Внешний вид РК-75-2-11
    РК-75-2-11
    8 050

    Производитель Разные производители
    Внешний вид ШВВП 2х0,75 (200м) Внешний вид ШВВП 2х0,75 (200м)
    ШВВП 2х0,75 (200м)
    9 200

    Производитель Паритет
    Внешний вид ПВС 2х1,5 Внешний вид ПВС 2х1,5
    ПВС 2х1,5
    15 755

    Производитель Разные производители
    Внешний вид КПСнг(А)-FRLS 1х2х1,0 Внешний вид КПСнг(А)-FRLS 1х2х1,0
    КПСнг(А)-FRLS 1х2х1,0
    19 079

    Производитель СегментЭнергоКабель
    Внешний вид КПСВВнг(А)-LS 2x2x0,5 Внешний вид КПСВВнг(А)-LS 2x2x0,5
    КПСВВнг(А)-LS 2x2x0,5
    19 522

    Производитель Разные производители
    Внешний вид КСПВГ 10х0,12 (200м) Внешний вид КСПВГ 10х0,12 (200м)
    КСПВГ 10х0,12 (200м)
    Доступно: 1300 м.
    5

    Производитель Паритет
    Внешний вид КСВВ 12х0,4 (200м)П Внешний вид КСВВ 12х0,4 (200м)П
    КСВВ 12х0,4 (200м)П
    Доступно: 400 м.
    6

    Производитель Разные производители
    Найдено товаров: 542
    1 2 3 4 5

    Возврат к списку

    Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
    Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
    Загрузка готовых планов и их масштабирование;
    Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
    Дружелюбный интерфейс;
    Индивидуальные настройки программы и оборудования.
    Техподдержка встроена непосредственно в программу.
    Регистрация занимает одну минуту.

    ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ