Огнестойкий кабель FRLS и FRHF: в чем разница?

Игорь Неплохов
к.т.н., технический директор ООО "Центр-СБ"

Статья опубликована в журнале "Системы безопасности" №1, 2012

Новые нормативные требования, разработанные в соответствии с ФЗ № 123 "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", определили необходимость выполнения линий связи огнестойким кабелем для обеспечения требуемого времени работоспособности систем при пожаре.

Рис. 1. Огнестойкий кабель нг(А)-FRHF

По п. 4.1 свода правил СП 6.13130.2009 "Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности": "кабельные линии систем противопожарной защиты должны выполняться огнестойкими кабелями с медными жилами, не распространяющими горение при групповой прокладке по категории А по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 с низким дымо- и газовыделением (нг-LSFR) или не содержащими галогенов (нг-HFFR)".

Преимущественные области применения кабельных изделий с учетом их типа исполнения определены в ГОСТ Р 53315-2009 и ГОСТ Р 53769-2010.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННАЯ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

При отсутствии дополнительной информации проектировщики нередко выбирают кабель нг(А)-FRLS, в то время как на большинстве объектов должен применяться кабель нг(А)-FRHF.

Индекс LS, который является сокращением от Low Smoke (с англ. "пониженное дымовыделение"), очевидно, более понятен по сравнению с индексом HF -- Halogen Free (с англ. "безгалогенный"). Возможно, это и является основной причиной более широкого применения кабеля с индексом LS по сравнению с кабелем с индексом HF.

По ГОСТ Р 53315--2009 с изменением № 1 "Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности" кабель с индексом LS используется "для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, во внутренних электроустановках, а также в зданиях, сооружениях и закрытых кабельных сооружениях", в то время как кабель с индексом HF -- "для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, во внутренних электроустановках, а также в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в многофункциональных высотных зданиях и зданиях-комплексах".

По ГОСТ Р 53769--2010 "Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия" преимущественные области применения кабеля с изоляцией из полимерных композиций, не содержащих галогенов и с наружной оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов: "для кабельных линий питания электрооборудования атомных станций (АЭС), электропроводок в офисных помещениях, оснащенных компьютерной техникой и микропроцессорной техникой, в детских садах, школах, больницах и для кабельных линий зрелищных комплексов и спортивных сооружений".

КЛАСС ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ КАБЕЛЯ

По ГОСТ Р 53315--2009 в обозначении класса пожарной опасности:

• первым показателем ставится предел распространения горения (О1 или О2 для кабельного изделия, испытанного одиночно, или П1--П4 для кабельного изделия, испытанного при групповой прокладке);
• вторым -- предел огнестойкости;
• третьим -- показатель коррозионной активности;
• четвертым -- показатель токсичности;
• пятым -- показатель дымообразования.

Кабель с огнестойкостью не менее 180 мин. типа нг(А)-FRLS имеет класс пожарной опасности П1б.1.2.2.2, а кабель типа нг(А)-FRHF -- класс пожарной опасности П1б.1.1.2.1. Соответственно использование кабеля нг(А)-FRHF обеспечивает не только минимум выделения коррозионных газов, но и значительно меньшее дымовыделение по сравнению с кабелем нг(А)-FRLS. Таким образом, для полной ясности кабель нг(А)-FRHF следует называть огнестойким безгалогенным и бездымным, не распространяющим горение при групповой прокладке.

ГАЛОГЕНЫ, КОРРОЗИЙНАЯ АКТИВНОСТЬ И ТОКСИЧНОСТЬ

Кабель с индексом LS при пожаре выделяет галогены, к которым относятся хлор и фтор -- ядовитые вещества и энергичные окислители, которые вызывают коррозию, что значительно сужает область применения данного кабеля. При пожаре выделяющийся высокотоксичный газообразный хлористый водород распространяется по объекту и при соединении с парами воды конденсируется на оборудовании в виде концентрированной соляной кислоты.

Допустимые по ГОСТ Р 53769--2010 значения показателей коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении материалов изоляции, оболочки и защитного шланга кабелей с индексом LS и индексом HF отличаются в 28 раз! Количество выделяемых газов галогенных кислот в пересчете на HCl для поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности кабелей исполнений "нг-LS" и "нг-FRLS" должно быть не более 140 мг/г, а для полимерной композиции, не содержащей галогенов кабелей исполнений нг-HF и нг-FRHF, -- не более 5 мг/г.

В ГОСТ Р 53315--2009 количественные ограничения на содержание газов галогенных кислот в требованиях на кабели с индексом LS вообще отсутствуют. Для безгалогенных кабелей с индексом HF в ГОСТ Р 53315--2009 с изменением № 1, кроме количества выделяемых газов -- в пересчете на HCl не более 5 мг/г, приведены требования по проводимости водного раствора с адсорбированными продуктами дымогазовыделения не более 10,0 мкСм/мм и показатель рН не менее 4,3. Эти же значения приведены в качестве рекомендованных при оценке результатов испытаний по ГОСТ Р МЭК 60754-2--99.

Причем зарубежные пожарные безгалогенные огнестойкие кабели обеспечивают значительно более низкие показатели коррозионной активности по сравнению с допустимыми. Например, у FireKab FRHF по результатам испытаний проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами была 4,8 мкСм/мм (допускается 10,0 мкСм/мм) и соответственно практически нейтральное кислотное число рН = 6,2 (допускается рН не менее 4,3).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ КИСЛОТНОСТИ ВЫДЕЛЯЕМЫХ ГАЗОВ

Степень кислотности газов, выделяемых при горении компаундов кабеля определяется по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99 "Испытания материалов конструкции кабелей при горении. Определение степени кислотности выделяемых газов измерением pH и удельной проводимости".

Образы материала общей массой (1000 ± 5) мг сжигают в герметичной трубчатой печи при температуре не менее 900 °С в течение 30 мин. при постоянной подаче воздуха -- образующаяся газовоздушная смесь проходит через один или два промывочных сосуда с дистиллированной водой общим объемом 1000 куб. см (рис. 2). Значение pH воды должно быть 5--7, а удельная проводимость -- не более 1,0 мкСм/мм. В нижнюю часть сосуда помещают магнитную мешалку для обеспечения турбулентного движения воды и лучшей абсорбции выделяемых газов. После окончания испытаний, перед определением значения pH и удельной проводимости объем жидкости доводят до 1000 см3. 

Рис. 2. 3D считыватель геометрии лица
1 -- баллон с искусственным воздухом; 2 -- редуктор; 3 -- ротаметр; 4 -- игольчатый вентиль; 5 -- термопара; 6 -- устройство для вода лодочки с образцом; 7 -- трубка из кварцевого стекла; 8 -- печь; 9 -- лодочка с образцом; 10 -- магнитная мешалка; 11 -- стержень магнитной мешалки; 12 -- промывочные сосуды

ВЫДЕЛЕНИЕ ДЫМА

В действительности кабель типа LS является довольно дымным -- при его горении в ГОСТ Р 53315-2009 допускается снижение светопроницаемости до 50%, что значительно ограничивает видимость.

Для кабеля типа HF в ГОСТ Р 53315-2009 допускалось снижение светопроницаемости на 25% максимум, а в изменении № 1 это значение было увеличено до 40%, что соответствует рекомендациям международного ГОСТ Р МЭК 61034-2А, по которому проводится измерение плотности дыма при горении кабелей.

Безгалогенный FRHF является практически бездымным. Например, кабель FireKab FRHF при испытаниях по аналогичным стандартам BS EN 61034-1-2/IEC61034-1-2 показал снижение светопроницаемости всего лишь на 4%. Для сравнения, при аналогичных испытаниях кабель типа нг-LS вызывает в 8 раз большее снижение светопроницаемости, примерно на 30%, что значительно ограничивает видимость, а кабель типа нг дает еще большее снижение светопроницаемости примерно до 85%, что означает полную потерю видимости.

ИСПЫТАНИЕ КАБЕЛЯ НА ДЫМООБРАЗОВАНИЕ

Измерение плотности дыма при горении кабелей проводится по методике, определенной ГОСТ Р МЭК 61034-2--2005 "Измерение плотности дыма при горении кабелей в заданных условиях. Часть 2. Метод испытания и требования к нему", а в первой части ГОСТ Р МЭК 61034-1--2005 определено испытательное оборудование.

Испытательная камера в виде куба с внутренними размерами сторон (3000 ± 30) мм, с черными матовыми стенками имеет два прозрачных герметичных окна на противоположных сторонах размером не менее 100х100 мм, центры которых должны располагаться на высоте (2150 ± 100) мм для обеспечения работы измерителя оптической плотности среды (рис. 3). В испытательной камере установлен поддон размером 240х140х80 мм с 1 л спирта, над которым располагаются отрезки кабеля. Вентилятор, размещенный на высоте 200--300 мм, обеспечивает равномерное распределение дыма по объему камеры, а воздушный экран исключает воздействие потока воздуха от вентилятора на очаг.

Рис. 3. Испытательная камера для измерения плотности дыма (вид сверху)
1 -- источник света; 2 -- воздушный экран 1000х1500 мм; 3 -- направление потока воздуха от вентилятора; 4 -- опора для кабеля; 5 -- поддон со спиртом; 6 -- высота оптической оси (2150 ± 100) мм; 7 -- вентилятор (расход воздуха 7--15 м3/мин); 8 -- фотоэлемент; 9 -- дверь

Для испытаний берется несколько отрезков кабеля, каждый длиной 1 м. Число отрезков кабеля зависит от наружного диаметра кабеля. Например:

• для кабеля с наружным диаметром D более 10 и до 20 мм включительно берется 3 отрезка;
• для кабеля с наружным диаметром D от 5 до 10 мм число отрезков определяется как целое число от деления 45/D;
• для кабеля с наружным диаметром D менее 5 мм, но не менее 1 мм, из отрезков кабеля формируют семь пучков -- число отрезков в каждом пучке должно быть равно целому от деления 45/3D (то есть 3 отрезка и более в каждом пучке).
• 
  

Рис. 4. Расположение отрезков кабеля относительно очага
а) вид сбоку; б) вид сверху
1 -- опора; 2 -- металлический поддон; 3 -- испытуемый образец; 4 -- задняя стенка; 5 -- пол 

Отрезки или пучки кабеля укладываются в горизонтальной плоскости в контакте друг с другом на высоте (150 ± 5) мм от дна поддона (рис. 4). После закрепления испытуемых образцов над поддоном включают вентилятор и поджигают спирт. В процессе испытаний фиксируют минимальное значение светопроницаемости (рис. 5). Испытание считают законченным, если нет уменьшения светопроницаемости в течение 5 мин. после того, как погас источник пламени или если продолжительность испытания достигла 40 мин.

 
Рис. 5. Изменение светопроницаемости в испытательной камере при испытаниях 

ПОЖАРОБЕЗОПАСНЫЙ ВЫБОР

При выборе между кабелем нг-FRLS и кабелем нг-FRHF необходимо учитывать, что безгалогенный кабель нг-FRHF не только обеспечивает минимальные значения показателей коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении изоляции, но и имеет в несколько раз меньший уровень дымообразования по сравнению с аналогичным кабелем нг-FRLS.

Такие преимущества кабеля нг-FRHF, не содержащего галогенов, и определяют необходимость его применения в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в многофункциональных зданиях-комплексах и в высотных зданиях, а также в офисных помещениях, оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой, в детских садах, школах, больницах, зрелищных комплексах и спортивных сооружениях.

Кабель с индексом LS может считаться с низким дымо- и газовыделением только по сравнению с кабелем исполнения нг, но он значительно хуже по этому параметру в сравнении с безгалогенным кабелем с индексом HF.

В заключение необходимо отметить, что в настоящее время в Европе кабель типа LS не производится из-за его высокой коррозионной активности и значительного дымовыделения при пожаре, а выпускается и применяется значительно менее пожароопасный безгалогенный бездымный огнестойкий кабель нг-FRHF.

---

Жалюзи типа день-ночь или рулонные шторы зебра