케이블 및 전선의 내열성 및 내화성, 불연성 단열재

유선 및 케이블 통신 없이는 현대 세계를 상상할 수 없으며 그 양은 지속적으로 증가하고 있습니다. 케이블 절연에 항상 이상적인 조건은 아니지만 다양한 전기 케이블의 고밀도는 화재 위험을 증가시킵니다. 예를 들어, 매년 미국에서는 케이블 화재로 인한 화재로 인해 주 경제가 약 60억 달러의 손실을 입습니다. 따라서 연소를 확산시키지 않는 신뢰할 수 있는 내화성 케이블 및 전선을 만드는 문제가 점점 더 시급해지고 있습니다.

따라서 케이블의 화재 안전은 다음 다섯 가지 지표에 의해 결정됩니다.

비 전파 연소

연소의 비전파는 화염이 멈춘 직후에 케이블이 스스로 꺼지는 능력으로 이해됩니다. 이 표시기는 화염이 끝난 후 화재로 손상된 케이블의 길이를 따라 정량화할 수 있습니다.

연기 광학 밀도

실험 케이블 샘플이 연소되는 동안 공간에서 매체의 최대 특정 광학 밀도는 이러한 유형의 케이블이 연소되는 동안 연기 특성의 수준을 나타냅니다. 이 매개변수는 해당 케이블이 켜져 있는 경우 화재의 영향을 받은 방에서 연기가 얼마나 빨리 확산되는지를 반영합니다. 이는 화재 진압 조건을 결정하는 데 중요합니다.

가스 방출 제품의 부식 활동

가스 방출 제품의 부식성이 높을수록 화재 피해가 커집니다. 가스 방출 제품의 높은 부식성으로 화재로 덮인 방의 전기 장비가 파괴됩니다. 정량적으로 이 매개변수는 염화수소, 브롬화수소, 이산화황 등의 방출에 의해 결정됩니다. - 그러한 활성 제품의 수량에서.

가스 독성

일반적으로 가스 배출의 독성은 사고 및 화재 사고로 이어집니다. 이러한 독성 제품은 주로 암모니아, 일산화탄소, 시안화수소, 황화수소, 이산화황 등입니다.

내연성

내화성 케이블은 화염의 영향을 받아 특성을 유지하며, 이 표시기는 내화성 케이블이 계속 작동할 수 있는 시간(15분에서 3시간)에 따라 계산됩니다.

케이블 절연 및 내화성

케이블의 화재 안전은 주로 절연 및 보호 코팅의 재질과 케이블의 설계에 따라 결정됩니다. 단열재 생산에 사용되는 폴리머 재료는 다음과 같은 화재 안전 매개변수가 특징입니다.

• 가연성;

• 산소지수;

• 연기 발생 계수;

• 가스 방출 제품의 부식 활동;

• 연소 생성물의 독성.

가연성

GOST 12.1.044-89에 따르면 재료의 가연성, 즉 연소 능력이 특징입니다. 재료는 다릅니다 : 불연성, 연소하기 어렵고 가연성입니다.

불연성 물질은 일반적으로 공기 중에서 타지 않습니다. 불연성 물질은 공기 중에 발화할 수 있지만 일단 화염원이 제거되면 자체적으로 계속 연소할 수 없습니다.

가연성 물질은 자체 발화할 수 있으며 화염원을 제거한 후에도 계속 연소할 수 있습니다.여기서 중요한 것은 가연성의 정량적 지표가 케이블의 화재 안전성을 완전히 나타내지 못하는 경우가 많다는 것입니다.

산소 지수

시험 중 재료의 가연성을 보다 정확하게 평가하기 위해 주어진 재료가 안정적으로 연소될 수 있는 질소-산소 혼합물의 최소 산소량과 동일한 "산소 지수"가 사용됩니다. 장소. 21 미만의 산소 지수는 재료의 가연성을 나타냅니다. 즉, 이러한 재료는 발화원을 제거한 후에도 공기 중에서 탈 수 있습니다.

연기 생산 계수

위에서 언급한 바와 같이, 연기 계수는 테스트 챔버 또는 실내에서 물질이 연소되는 동안 연기의 광학 밀도를 반영합니다. 이 매개변수는 연기로 가득 찬 공간을 통과하는 빛으로 인한 조명의 감쇠를 측광적으로 기록하여 결정됩니다. 예를 들어, 미국 국립 표준국(National Bureau of Standards)은 두 가지 연기 비율을 정의합니다: 그을음과 화염. 최대 연기 광학 밀도는 다양한 재료에 대해 결정됩니다.

가스 방출 제품의 부식 활동

염화수소, 브롬화수소, 황산화물 및 불화수소의 함량에 따라 IEC 권장 사항에 따라 가스 방출 제품의 부식성을 평가합니다. 이를 위해 샘플이 연소실에서 800 ° C의 온도로 20 분 동안 가열 될 때 알려진 분석 방법이 사용됩니다.

연소 생성물의 독성

일산화탄소, 이산화탄소, 염화수소, 불화수소, 브롬화수소, 황산화물, 질소산화물 및 시안화수소와 같은 연소 중에 방출되는 독성 가스의 양을 통해 연소 생성물의 독성 정도는 테스트할 때 평가됩니다. 800 ° C의 온도로 가열되는 재료 잘 알려진 사실 : 주로 케이블 산업에서 PVC 절연, 고무 및 폴리에틸렌이 절연에 사용됩니다.

PVC 화합물은 분자 내에 이중 결합이 없고 염소 원자가 있는 화학 구조로 인해 인화성이 가장 낮은 물질입니다.

화재 발생 시 PVC는 분해되어 염화수소를 방출하여 화재 확산을 방지합니다. 그러나 물이나 증기와 상호 작용하면 염화수소는 부식성이 강한 염산으로 변합니다. 또한 염화수소는 인체에 ​​위험하므로 내화 및 내화 케이블용 절연체 생산에 PVC 사용이 제한적이다.

내화성 및 내열성 증가

PVC에 억제제를 추가하면 내화성을 높일 수 있습니다. 따라서 인산염 가소제, 난연제, 충전제의 도입은 PVC 화합물의 가연성을 감소시킵니다. 동시에 억제제가 염화수소를 결합하여 불연성 방의 형태로 침전시키기 때문에 화재 발생 시 가스 배출도 감소합니다.

폴리에틸렌은 가연성이 높으며 폴리에틸렌 단열재를 불연성으로 만들기 위해 난연제가 첨가되어 수정 된 구성을 기반으로 한 폴리에틸렌 단열재의 자기 소화에 기여합니다. 가장 일반적인 해결책은 삼산화 안티몬과 염소화 파라핀의 혼합물로, PVC에 비해 가스 배출 감소, 독성 감소 및 사람에 대한 위험 감소라는 이점이 있습니다.

고무 단열재의 경우 고무가 가장 가연성이 낮습니다. 폴리클로로프렌 고무, 케이블 피복 재료로 널리 사용되었습니다. 내화성이 가장 높은 고무는 실리콘 고무, 클로로술폰화 또는 염소화 폴리에틸렌("하이팔론") 및 기타 고무와 유사한 중합체입니다.

테트라플루오로에틸렌과 같은 플루오르폴리머 기반의 폴리머는 매우 높은 산소 지수와 낮은 증발로 인해 내염성이 높지만 케이블 외피 온도가 300°C 이상인 경우 이러한 물질은 독성이 있고 인체에 위험하며 전기 장비를 부식시킵니다.

함침 종이 절연 및 알루미늄 외장 ​​케이블은 최초의 내화 전원 케이블이었습니다.

번들로 묶인 TsAABnlG 및 AABnlG 브랜드의 고전압 케이블은 연소를 확산시키지 않으며 외피의 노출된 화염에 20분 동안 견딜 수 있습니다. 즉, 이러한 케이블의 내화성은 테스트에서 확인되었습니다.

보호 커버는 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 한 쌍의 아연 도금 강판과 범퍼 아래의 유리 섬유 쿠션입니다. 또한 플라스틱 단열재로도 케이블의 품질과 내화성을 향상시키는 데 도움이되는 쉘, 갑옷 및 금속 스크린의 존재로 내화성이 제공됩니다.

케이블에 난연성이 필요한 경우 섹터 또는 원형의 구리 또는 알루미늄 도체로 PVC 절연 처리된 외장 케이블이 사용됩니다. 충전물과 함께 꼬인 코어에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 스트립의 코일이 추가되며 간격이 있습니다.

스트립을 적용한 후 자체 소화성 폴리에틸렌 벨트 절연이 압출에 의해 만들어집니다. 다음으로 간격이 있는 반도체 케이블 종이 조각을 적용한 다음 0.3~0.5mm 두께의 강철 조각 한 쌍을 갑옷을 형성합니다. 상부 벨트는 하부 벨트의 간격을 덮습니다. 본체는 2.2-2.4mm 두께의 저인화성 PVC 혼합물로 만들어졌습니다.

결과적으로 테이프와 결합된 피복은 일반 PVC 피복에도 불구하고 번들로 배치될 때 AVBVng 및 VBVng 케이블에 대한 난연성 요구 사항을 완전히 충족합니다.

내화 케이블에 대한 몇 가지 유용한 솔루션은 코어 위의 유리 운모 스트립입니다. 이러한 내화 장벽은 PVC 화합물과 함께 화염 작용에 대한 케이블 외피의 장기적인 저항성을 보장합니다. 최대 6kV의 전압용 케이블에 사용됩니다.

난연제 및 광물 충전제가 포함된 가교 폴리에틸렌과 같이 연소 시 할로겐화수소를 방출하지 않는 제제는 케이블의 화재 보호에 가장 적합합니다.

또한 때때로 불연성 구성 요소가 포함된 수성 에멀전 페인트 및 잉크를 스프레이 또는 브러싱으로 케이블 피복에 적용하여 케이블을 추가로 보호합니다. 레이어는 약 1.5mm의 두께로 적용되는 반면 케이블의 전류 용량은 5%만 감소합니다.

KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S 등과 같이 미네랄 절연 및 강철 외피 내열 케이블이 널리 사용됩니다. 여기에서 전선은 합금 또는 스테인리스강으로 된 외피로 둘러싸여 있습니다. 코어와 쉘 사이의 절연은 산화 마그네슘 또는 페리클라스로 만들어집니다.