Огнезащита кабельных линий и каналов

Зачем нужна огнезащита?

Почему так необходимо заниматься нанесением слоя огнезащитного материала на кабель? Потому что это основное правило условий безопасной эксплуатации электрических линий. Перед тем как вводить в эксплуатацию одну линию, следует убедиться, что качество противопожарной защиты находится на принятом нормативами уровне.

Основные причины огнезащиты кабеля:

1. Прокладка линии в опасной близости от большого количества легковоспламеняющихся веществ.
2. Большая длительность кабельной трассы. При большом километраже линии, даже небольшой участок возгорания приводит к существенным затратам.
3. Наличие рядом с электрической сетью возможных источников возгорания.

Что даёт огнезащитная обработка кабельных линий:

• Уменьшает время, за которое сгорает отрезок провода или кабеля.
• Уменьшает вредные испарения от горючей оболочки кабеля, соответственно — пагубное воздействие на окружающих.
• Снижает температуру проводника даже при включении потребителей с высокой мощностью.

Согласно нормативной документации, противопожарную краску следует наносить в сложных электрических сетях с большими напряжениями и силой тока. Например, на производстве с одновременной работой нескольких станков.

Это интересно: Электрические изоляторы — виды, назначение и область применения

Зачем нужна огнезащита

Причиной возгорания кабеля могут быть внешние факторы или короткое замыкание, приводящее к оплавлению изоляционной оболочки. При коротком замыкании температура проводника повышается почти до 1000 °C. Понятно, что при таком сильном нагреве обычная изоляция не выдерживает и начинает плавиться. Прогреваются и соседние проводники, что приводит к распространению пожара.

Протяженность кабельных линий составляет сотни метров, поэтому распространение горения наносит непоправимый ущерб. Чтобы снизить риски возникновения пожара применяют огнезащитный состав для кабелей и специальные негорючие материалы.

Можно выделить несколько причин, по которым горение кабельных линий считается особо опасным:

• пожар становится неконтролируемым, поскольку доступ к кабельным проходам ограничен;
• в состав оболочки кабеля зачастую входят полимерные вещества, которые при горении становятся источником ядовитых испарений. Если в помещении находятся люди или животные, то это приводит к отравлению;
• при соединении вещества изоляции с водой может образовываться соляная кислота, разрушающая металлические конструкции. В итоге возрастает в разы.

Производство огнезащитного покрытия – сложный технологический процесс. Заниматься производством может только компания с лицензией. Для кабелей чаще всего применяют огнезащитную пасту или краску. Используют также специальные пропитки для кабельных проходов, мастики и лаки.

Прежде чем наносить краску или пасту, кабель осматривают, проверяют его целостность. Если обнаружены повреждения или загрязнения, то огнезащитное покрытие не наносят. Применять его можно только после устранения неисправностей.

На следующем этапе составляют протокол обработки, в котором указывают вид огнезащиты и условия его применения. После этого кабель покрывают защитным веществом, соблюдая технологические условия. Когда нанесение огнезащиты завершено, кабель повторно осматривают и принимают работу по акту.

Базовые нормативы и классификация систем электропроводки относительно них

Согласно указанным нормам пожарной безопасности, огнезащита кабеля и кабельных линий базируется на нескольких определениях. Это предельные значения огнестойкости и распространения горения. Последняя характеристика разделяется на два класса. К первому – ПРГ1, относятся линии, где горение локализовано в зоне зажигания, ко второму – ПРГ-2, когда огонь распространяется по всей длине кабеля.

Предел пожаростойкости (огнестойкости) определяется как время, на протяжении которого не происходит пробоя изоляции кабеля и он продолжает выполнять свое функциональное назначение. Данный параметр обладает большим числом категорий и определяется продолжительностью сопротивления воздействию пожара, выраженному в минутах:

• ПО1 – до 30;
• ПО2 – свыше получаса;
• ПО3 – более 60;
• ПО4 – от 90;
• ПО5 – не менее двух часов;
• ПО6 – 150 и выше;
• ПО7 – 3 часа и более.

Следует отметить, что в документе НПБ 248, предел распространения горения отдельно рассматривается для одиночного провода и их пучка, тогда как НПБ 242 дает только общее определение. Второй разночтение пожарных нормативов относится к пределу пожаростойкости, определяемому НПБ 242, согласно приведенной выше классификации. В НПБ 248 уровни предельной пожаростойкости (ППСТ) распределены в обратном порядке: классу соответствует продолжительность более 3 часов, тогда как ППСТ-7, характеризуется временем сопротивления менее получаса.

Проходки и кабель-каналы

В тех местах, где кабельные линии проходят через перекрытия и стены тоже нужна огнезащита. Чтобы ее обеспечить, делают проходки, помещая кабель в коробы или лотки. Такая конструкция мешает распространяться огню в смежные комнаты.

Специальный короб, в который помещают кабель при монтаже кабельных линий, называется кабель-каналом. Применение короба позволяет сделать кабельную линию более мобильной и улучшить ее противопожарные свойства. Если на канале отсутствует крышка, то он называется лотком.

Кабель-канал делают следующим образам. Вначале закрепляют основание с помощью клея или метизов (винтов, анкеров, саморезов и т. д.). Затем на основание укладывают кабеля и закрывают их крышкой. По своей конфигурации канал повторяет линию стены, его можно прокладывать как внутри, так и снаружи помещения.

Пожаробезопасность канала можно обеспечить с помощью отделки теплоизоляционным негорючим материалом. Материал наносят на оболочку кабеля и на поверхность проходки. В качестве материала может быть:

• огнестойкая монтажная пена;
• уплотнительная мастика или паста;
• краска;
• огнезащитные подушки;
• минераловатные панели;
• огнезащитный тканый материал.

Для увеличения огнестойкости применяется комбинация материалов. Все они не должны выделять токсичные вещества при нагревании и отрицательно влиять на работу и срок службы кабеля. Если перекрытия или стены деревянные, то для них можно использовать огнебиозащитные пропитки. Какой именно материал выбрать, зависит от условий эксплуатации кабельной линии, а также от класса пожарной опасности объекта.

Пасты и мастики

Если требуется более надёжная защита для кабельных сооружений, то предпочитают использовать огнезащитные пасты или мастики. Данный продукт представляет собой вязкую субстанцию, изготовленную на основе негорючих материалов. Паста и мастика для кабелей по своим свойствам ничем не отличается от изоляции электрического провода.

Противопожарная мастика высокого качества

Способ нанесения пасты такой же, как и с огнеупорной краской. Необходимо подготовить поверхность, обезжирив её, и нанести пасту или мастику, соблюдая небольшую толщину покрытия. После высыхания образуется небольшой защитный слой, который станет надёжным препятствием дыму и огню в случае возгорания.

Паста или мастика полностью не высыхает, структура материала остаётся упругой. Поэтому при необходимости удлинения кабеля, не приходится портить проходку.

Противопожарные подушки

Кабельные линии – это один из наиболее возможных источников огня. При коротком замыкании не только сгорает изоляция, огонь распространяется дальше, переходя на внешнюю оболочку пластиковых кабель-каналов или других легковоспламеняющихся изделий.

Чтобы быстро предотвратить распространение горения используют противопожарные подушки. Основное преимущество данного изделия – возможность быстрого демонтажа кабеля после его укладки.

Основные плюсы противопожарных подушек:

• Стойкость к воздействию высоких температур – до 1000

  С.

• Длительный эксплуатационный срок – до 30 лет, в зависимости от окружающей среды.
• Не пропускают огонь и дым в течение 1 часа 30 минут.
• Сдерживают горение практически всех разновидностей материалов оболочек кабелей.

В качестве наполнителя для противопожарных подушек обычно используют огнезащитные составы с порошкообразной структурой.

Требования к защите кабельных линий

Существуют определенные требования к защите кабельных линий, при этом особенное внимание уделяется КЛ, проложенным в земле. Рассмотрим подробнее основные моменты требований из СНиП 3.05.06–85, ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и ГОСТ Р 50571.5.52–2011.

ПУЭ (п. 2.3.15)

Кабельные линии должны выполняться так, чтобы в процессе монтажа и эксплуатации было исключено возникновение в них опасных механических напряжений и повреждений, для чего:

• кабели должны быть уложены с запасом по длине, достаточным для компенсации возможных смещений почвы и температурных деформаций самих кабелей и конструкций, по которым они проложены; укладывать запас кабеля в виде колец (витков) запрещается;
• кабели, проложенные горизонтально по конструкциям, стенам, перекрытиям и т. п., должны быть жестко закреплены в конечных точках, непосредственно у концевых заделок, с обеих сторон изгибов и у соединительных и стопорных муфт;
• кабели, проложенные вертикально по конструкциям и стенам, должны быть закреплены так, чтобы была предотвращена деформация оболочек и не нарушались соединения жил в муфтах под действием собственного веса кабелей;
• конструкции, на которые укладываются небронированные кабели, должны быть выполнены таким образом, чтобы была исключена возможность механического повреждения оболочек кабелей; в местах жесткого крепления оболочки этих кабелей должны быть предохранены от механических повреждений и коррозии при помощи эластичных прокладок;
• кабели (в том числе бронированные), расположенные в местах, где возможны механические повреждения (передвижение автотранспорта, механизмов и грузов, доступность для посторонних лиц), должны быть защищены по высоте на 2 м от уровня пола или земли и на 0,3 м в земле;
• при прокладке кабелей рядом с другими кабелями, находящимися в эксплуатации, должны быть приняты меры для предотвращения повреждения последних;
• кабели должны прокладываться на расстоянии от нагретых поверхностей, предотвращающем нагрев кабелей выше допустимого, при этом должна предусматриваться защита кабелей от прорыва горячих веществ в местах установки задвижек и фланцевых соединений.

СНиП 3.05.06–85 (п. 3.63)

Бронированные и небронированные кабели внутри помещений и снаружи в местах, где возможны механические повреждения (передвижение автотранспорта, грузов и механизмов, доступность для неквалифицированного персонала), должны быть защищены до безопасной высоты, но не менее 2 м от уровня земли или пола и на глубине 0,3 м в земле.

ГОСТ Р 50571.5.52–2011

В описании ГОСТ 50571 («Выбор и монтаж электрооборудования») указаны следующие требования к защите кабельных линий (обобщенно):

1. Монтаж кабельных линий нужно выполнять таким образом, чтобы минимизировать риск их повреждений из-за механических воздействий (ударов, сжатий, попадания инородных объектов и т. д.).
2. Дополнительная защита должна обеспечиваться за счет использования специальных труб, коробов, лотков и т. д.
3. Радиус изгиба изделия должен быть таким, чтобы в процессе затяжки кабелю не наносились повреждения.
4. Короба, трубы и кабели, прокладываемые в земле, должны обеспечиваться защитой от повреждений или должны прокладываться на такой глубине, где риск этих повреждений минимален.
5. Все короба и трубы, проложенные под землей, должны быть идентифицированы.

Расчет площади кабеля

Объем огнезащиты кабеля определяется на стадии проектирования электроустановок, оборудования защищаемых объектов исходя из данных кабельных журналов проектно-сметной документации, где указаны марки, сечение, наличие горючей изоляции; отдельная по видам и суммарная протяженность всей используемой соединительной кабельной продукции.

Вопрос: «Как посчитать площадь поверхности кабеля, уже уложенного на объекте» – это несколько сложнее, так точных документальных данных часто не представляется возможным, а проложенные в результате замены/ремонта новые кабельные линии, как и не демонтированные, пришедшие в непригодность участки кабелей не позволяют провести точный расчет.

В таких случаях специалисты энергослужбы предприятия совместно с инженерами специализированного предприятия, обладающего лицензионным разрешением на право производства огнезащитных работ, производят замеры протяженности, толщины/объема пучков кабельных трасс; после чего на основании простейших математических формул определяют суммарную площадь огнезащиты.

Учитывая неизбежные погрешности, заведомо больший расход материала, объемы работ по согласованию сторон принимают с некоторым запасом или по фактическому расходу огнезащитных красок, мастик или паст.

Чем пропитывать кабели для огнезащиты

Расчет огнезащитной обработки электрокабеля обязательно проводится перед началом выполнения работ. Необходимо подобрать наиболее оптимальный способ защиты. После нанесения противопожарная огнезащитная краска для кабеля не должна мешать следующему:

• Работам по замене электропроводки и кабельного канала.
• Увеличивать температуру нагрева. Раствор для обработки силовых электрокабелей в оптимально подобранной пропорции будет препятствовать чрезмерному нагреванию.
• Не должна снижать номинальные нагрузки в процессе эксплуатации.

Исходя из этих требований, для электрических кабелей подбирают не только необходимый ЛКМ, но и высчитывают толщину слоя. Требования СНИП ограничивают проведение защитных работ исключительно сотрудниками лицензированной компании.

Также потребуется подобрать противопожарное покрытие кабельных лотков огнезащитным составом, которое будет удовлетворять всем требованиям. Для этих целей используется:

1. Огнезащитная краска для кабелей – популярность обусловливается высоким уровнем защиты. Окраска кабеля применяется в помещениях с ограниченной возможностью доступа. Срок эксплуатации покрытия составляет около 10 лет. Популярна вспенивающая краска, при нагревании создающая теплоизоляционный слой, препятствующий дальнейшему распространению пламени. В зависимости от назначения принято разделять ЛКМ на те, применение которых ограничено закрытыми помещениями и атмосфероустойчивых. Расчет необходимого количества краски осуществляется исходя из фактических потребностей в защите с учетом интенсивности нагревания и токовой нагрузки.

2. Пасты, мастики – технология нанесения несколько отличается от обычных ЛКМ. Для покрытия кабелей мастичными составами и пастами используются валики и кисти. Работы проводятся вручную. Обработка огнеупорной мастикой позволяет добиться максимальной огнезащиты. Недостатком такого решения является медленные темпы проводимых работ. Обработка кабельной продукции пастами имеет схожие характеристики. Используется для промышленных целей. Обеспечивается максимальная защита кабелей в лотке, длительный срок эксплуатации.

Огнезащитные кабельные пасты, мастики, краски могут с одинаковой эффективностью использоваться как средства предотвращения нагрева, локализации пожара при возгорании, а также устранения последствий сгорания обмотки.

Правила покрытие и обработки

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.

Ответ: Точная информация по этому вопросу, согласно требованиям статьи 150 ФЗ-123, должна быть отражена в сертификате пожарной безопасности на каждый вид серийной огнезащитной продукции, включать следующие технические характеристики:

• Название, торговую марку средства огнезащиты.
• Параметры огнезащитной эффективности, установленные сертификационными испытаниями.
• Наименования, торговые марки, необходимую толщину слоя грунта, атмосферостойкого или декоративного финишного покрытия, используемых в комбинации с огнезащитными красками/лаками, мастиками/пастами.
• Требуемая толщина слоя/слоев огнезащитного покрытия, необходимые периоды для сушки между их нанесением.

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.

Где мы их используем

Проходку можно располагать вертикально либо горизонтально.

Вы можете применять их на взрывоопасных и пожароопасных объектах всех классов.

Такими объектами могут быть следующие строения.

• Промышленные предприятия, перерабатывающие заводы.
• Складские и логистические помещения.
• Офисные, административные здания.
• Сооружения газовой отрасли.
• Военные стратегические объекты.
• Атомные электростанции.
• Предприятия нефтегазовой промышленности.
• Транспортные цеха.

Во многих отраслях в качестве универсальной кабельной проходки используется модульная металлическая кассета определенного размера, вмонтированная, например, в бетонную стену.

Требования к противопожарной защите кабельных трасс

Технический регламент содержится в тексте ФЗ № 123, где в статье 82 перечислены требования пожарной безопасности в зданиях с электроустановками:

• в каналах, которые отходят от распределительных щитков на каждом этаже, не должно быть горючих материалов. Следует использовать арматуру, кабели и отдельные провода, которые соответствуют требованиям пожарной безопасности;
• в местах прокладки электрических кабелей требуется защита, препятствующая распространению огня в случае возгорания. Эта норма распространяется как на горизонтальные, так и на вертикальные каналы и короба;
• предел огнестойкости открытых кабелей и конструкций, через которые проложена проводка, должен соответствовать ГОСТ Р 53316-2009 и 53315-2009.

Требования к кабельным каналам также содержатся в госстандартах Р 52868.2007, Р 56555-2015, 31565-2012 и Р 50571.15.97. ГОСТ описывает факторы, влияющие на технические параметры электросетей, нормы безопасности, методы испытания коробов и лотков.

Пожарная безопасность кабельных линий включает три составляющие:

• проектирование каналов, туннелей, трубопроводов, шахт в соответствии с действующими нормативами;
• использование негорючих материалов при монтаже кабельных линий;
• установку пожарной сигнализации и автоматических систем тушения огня.

Для теплоизоляции используются негорючие материалы, в том числе огнестойкие герметики и краски, специальные защитные подушки, базальтовое волокно. Допускается их комбинирование.

В кабельных туннелях могут использоваться следующие конструкции:

• перфорированные короба, которые обеспечивают вентиляцию и охлаждение кабеля;
• прозрачные каналы для размещения светодиодных лент (используются в наружной рекламе);
• настенные, напольные и потолочные каналы со сплошным или перфорированным корпусом и отсеками для прокладки нескольких линий кабеля.

При нагревании их материал не должен выделять токсичных веществ

Кроме того, важно, чтобы они не вступали в химическую реакцию с изоляционной оболочкой кабелей и проводов

ОГРАКС – инновационные решения в отрасли отечественной огнезащиты

Наиболее известной и популярной маркой отечественных терморасширяющихся материалов являются покрытия ОГРАКС, созданные на основе полимеров и их соединений, окислов графита. Так, вододисперсионные пасты этой серии предназначены для защиты кабелей, расположенных в закрытых помещениях. В случае необходимости перемещения кабелей огнезащитная поверхность не разрушается. Высокие адгезивные свойства, эластичность и упругость, теплопроводность и водоотталкивающие свойства позволяют предотвратить возгорание кабелей.

Состав ОГРАКС-М предназначен для защиты кабелей, расположенных на открытом воздухе или при наличии значительной концентрации воды в воздухе. Простое нанесение составов кистью, валиком, распылением, эксплуатация кабелей в диапазоне температур от +50… до —50 С, минимальный расход – до 1,8 кг на 1 кв. м и тонкое покрытие – не более 0,8 мм – делают составы удобными в применении.

Кабельные проходки ОГРАКС предотвращают распространение пламени в помещениях. Их огнестойкость колеблется в диапазоне 45 – 90 минут, а применение проходок возможно в двух вариантах – горизонтальном и вертикальном. Применение защиты кабелей в концерне «РосЭнергоАтом», на электростанциях «МосЭнерго» показало высокую эффективность предотвращения пожара.

Принцип действия покрытия ОГРАКС таков, что при воздействии пламени или высокой температуры на кабель происходит вспучивание материала, в результате чего образуется пена с высокими термостойкими характеристиками. Пена при расширении заполняет все пустоты и производит локализацию огня даже при воздействии воды, дезактивирующих растворов и различных факторов окружающей среды. Испытания показали, что покрытие служит не менее 30 лет при воздействии температур в диапазоне +60… —50С.

Из данного материала делают также противопожарную муфту серии ОГРАКС-ПМ, представляющую собой стальной разъемный корпус, куда вставляют вкладыши из терморасширяющегося материала. Она предназначена для защиты пластиковых труб от распространения пожара между проемами. Срок огнестойкости муфты составляет более 3 часов, а упрощенный монтаж и высокие технико-эксплуатационные характеристики позволяют эффективно применять её в различных условиях.

Короба и проходки

Пожарная безопасность на объектах во многом определяется состоянием электрического хозяйства – установок, оборудования, соединительных силовых, осветительных, управляющих/контрольных проводов, кабелей.

Так как 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.

На эту тему ▼

Огнезащитная штукатурка

Виды, типы для конструкций и применение

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.

Профилактика или пассивные методы защиты

Высокое внимание к пожарной безопасности электропроводки, обусловлено тем фактом, что при возгорании инженерные сети – это потенциальные источники распространения огня. Наличие на токоведущих проводах горючей оболочки способствует возникновению новых очагов пожара

Более того, процесс горения изоляционных материалов на основе ПВХ дополнительно опасен выделением хлороводорода.

Таким образом, каждой инженерной электрической сети необходима противопожарная профилактика – своеобразная пассивная огнезащита кабелей. Это комплекс мер по снижению доли горючих материалов (или полного их исключения) на проводке, который предусматривает следующие действия:

• обработка токоведущих проводов терморасширяющимися или огнестойкими составами;
• обустройство огнеупорных каналов под электрические магистрали;
• создание герметичных кабельных проходок с использованием термоустойчивых материалов.

Особенно эффективно применение специальных терморасширяющихся паст, как способы и средства огнезащиты электрических кабелей, – материалов, способных при нагревании увеличиваться до десятков крат в объеме. Поглощение этими мастиками тепла сопровождается выделением инертных газов, снижающих доступ кислорода к очагу возгорания, и образованием вспененного расплава из негорючих веществ.

Специальная огнезащитная краска для кабелей