Целостность цепи относится к работоспособности электрических цепей во время пожара . Это форма рейтинга огнестойкости . Целостность цепи достигается с помощью средств пассивной противопожарной защиты , которые подлежат строгому списку, допуску к использованию и соответствию .
Противопожарная защита
Обеспечение противопожарной защиты кабелей, кабельных лотков или кабелепроводов предназначено для поддержания работоспособности кабелей в течение определенного времени и времени воздействия огня. Это можно сделать двумя способами:
- Покрытие кабеля обычно считается антипиреном , которое снижает распространение пламени и образование дыма по горючей оболочке кабеля. Некоторые системы покрытия кабелей способны обеспечить определенную степень целостности цепи, которая демонстрируется и количественно оценивается с помощью перечня и списков сертификации, а также использования и соответствия требованиям .
- Может быть предоставлен кожух для всего кабельного лотка / лестницы.
- Во всех случаях установленная конфигурация должна соответствовать сертификации и листингу протестированной системы. В качестве альтернативы можно использовать кабели, которые сами по себе достигают показателей огнестойкости, например, кабель с медной оболочкой с минеральной изоляцией или кабель с минеральной изоляцией . Кабели с слюдяной изоляцией также продемонстрировали меру целостности цепи для небольших кабелей.
- Для нефтехимической промышленности больше подходят кожухи для обертывания кабельных лотков, поскольку температура разрушения кабелей очень низкая, около 121 ° C, и более кабельный лоток может потерять структурную стабильность и целостность, поскольку природа возгорания углеводородная 1093 ° C.
Тестирование и сертификация
Для гражданского строительства в Канаде испытания проводятся в соответствии с ULC-S101, как того требуют местные строительные нормы и правила . К сожалению, S101 плохо приспособлен для реалистичного контроля целостности цепей, особенно для корпусов. Для кабелей целостности цепи можно просто использовать полномасштабное испытание стеновых панелей, прокладывать кабели через огонь, подавать питание на кабели и количественно определять допустимую нагрузку по току кабелей во время пожара.
Есть два способа добиться целостности цепи. Можно выбрать кабели с минеральной изоляцией или другие огнестойкие (протестированные для этой цели) кабели, или можно использовать корпус, который был протестирован для этой цели. Именно здесь «устаревшие» системы все еще находят признание в некоторых частях Северной Америки. Ярким примером этого является Канада , где код указывает, что 2 дюйма бетонного покрытия над электрическими цепями или вокруг них достаточно для получения неопределенной продолжительности целостности цепи. По данным Института исследований в США, документации по испытаниям для оценки этой меры не существует. Строительство, являющееся частью Национального исследовательского совета Канады . 2 дюйма бетона, независимо от конфигурации проводников, процентного заполнения и т. Д., Конечно же, являются предметом суждения.
Огнестойкие кабели могут быть протестированы в соответствии с UL 2196, Испытания огнестойких кабелей , тогда как корпуса для кабелей, которые по своей природе не являются огнестойкими, могут быть протестированы в соответствии с UL 1724 или USNRC Generic Letter 86-10, Дополнение 1 в Северной Америке или BS476 в Северной Америке. Соединенное Королевство или DIN4102 в Германии .
Для нефтехимической промышленности, шельфовых и наземных установок стандарты API 2218 называются руководящими принципами противопожарной защиты. API 2218 рассматривает случай углеводородного возгорания в отличие от целлюлозной кривой горения, используемой в стандартах испытаний DIN 4102 и BS 476 часть 20 для зданий.
API 2218 «Практика противопожарной защиты на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях» ссылается на метод испытаний ASTM E1725-95 и UL 2196 для испытаний на огнестойкость и требует, чтобы система была рассчитана на минимальное время от 15 до 30 минут. Испытание на огнестойкость должно проводиться с использованием кривой температуры / времени быстрого роста углеводородов, такой как ASTM 1529 или UL 1709 (оба считаются функционально эквивалентными). Кривая ASTM E1529 немного выше по температуре, чем UL 1709, и определяет тепловой поток, полученный при измерениях пожаров углеводородных бассейнов. Метод испытаний ASTM E1725-95 предъявляет строгие требования к характеристикам систем противопожарной изоляции кабельных лотков в отличие от требований к целостности цепи. оценивается в BS 476, часть 20, и DIN 4102, например, испытание проводится при положительном давлении, термопары закреплены в лотке, испытание предназначено для проведения без кабелей (худший случай), что дает одобрение для кабеля от 0% до 100% Нагрузка и отказ определяются, когда одна термопара достигает среднего повышения температуры на 250 ° F (121 ° C) или когда любая отдельная термопара достигает 325 ° F (163 ° C).
Продукты, не считая тестируемых, также должны быть сертифицированы сторонними сертифицирующими органами (FM / UL), поскольку отчеты об испытаниях могут или не могут быть репрезентативными для реальных стандартов, если не сертифицировано иное. Сертификация также обеспечивает гарантию качества, поскольку производитель продукции периодически проходит аудит.
Оценка эффективности систем противопожарной изоляции кабельных лотков с использованием температуры кабельного лотка в сравнении с целостностью цепи.
ASTM E1725 использует температуру кабельного лотка в качестве критерия отказа, поскольку было показано, что целостность цепи ненадежна как индикатор отказа кабеля при углеводородных пожарах. Это результат исследования, которое показало, что кабели, которые предположительно имеют одинаковый состав и номинал, имеют разные характеристики. температуры функционального отказа. Это означает, что нельзя предположить, что нарушение целостности цепи надежно произойдет в один и тот же момент времени при пожаре. Следовательно, более надежно установить максимальную температуру, при превышении которой любой кабель может считаться подверженным риску выхода из строя. Использование температуры кабеля в качестве критерия отказа гарантирует, что максимальная температура, при которой может поддерживаться функциональность любого кабеля, не будет превышена, даже если целостность цепи может поддерживаться образцом кабеля, использованным в испытании на огнестойкость. Кроме того, измерение температуры лотка, а не кабеля при пустом лотке позволяет использовать на практике любую кабельную нагрузку.
Важно отметить, что кабельный лоток проверяется на структурную стабильность, которая часто обнаруживается до нарушения целостности цепи в случаях возгорания углеводородов. Следовательно, кабельные корпуса обеспечивают тестирование кабельного лотка вместе с кабелями и рекомендуются как лучший вариант.
Прецедент механических воздуховодов
Другой устаревший подход - это системы стен из гипсокартона . Стены шахты из гипсокартона были испытаны как ровная стена, без углов, без поворотов. Этот подход в значительной степени отказался от использования вокруг воздуховодов (то есть для создания давления и смазочных каналов, которые должны иметь рейтинг огнестойкости) после принятия ULC, а также Underwriters Laboratories более подходящего режима испытаний ISO6944 , в соответствии с которым воздуховод подвешивается к полноразмерной плите перекрытия, а корпус строится вокруг канала (или огнестойкий канал аналогичным образом испытывается без корпуса, поскольку он уже содержит слой изоляции) для получения более реалистичной трехмерной конфигурации и экспозиции. Системы шахт из гипсокартона были полностью устаревшими для этого применения и перестали быть юридически репрезентативными для должной осмотрительности в тот момент, когда стала доступна правильно и специально протестированная система с добросовестными списками. То же самое и с кожухами для проверки целостности цепей.
Что касается механических воздуховодов, канадский предприниматель получил ISO6944, принятый Советом по стандартам ULC, а затем провел испытания. Это сделало все устаревшие системы юридически незащищенными.
Этого еще не произошло в Канаде для проверки целостности цепи, но это уже давно стандартная строительная работа в Европе, а также в США, благодаря работе, выполняемой UL и другими лабораториями. Поскольку UL аккредитован Советом по стандартам Канады в Канаде и его списки считаются общедоступными по всей Северной Америке, включая Канаду, не рекомендуется использовать устаревшие системы для обеспечения целостности цепей где-либо.
Важно отметить, что системы шахт из гипсокартона квалифицируются только как прямые стены в панельных печах, а не как трехмерные корпуса с углами.
Текущие методы испытаний
В Германии этот вид испытаний стандартизован в стандарте DIN4102 Часть 12 от января 1991 г. Огнестойкость строительных материалов и элементов, Огнестойкость электрических кабельных систем, Требования и испытания. Часть 12 охватывает как корпуса для кабелей и шинопроводов, так и кабели, изначально огнестойкие, такие как кабели с минеральной изоляцией. Ограждения для воздуховодов, а также электропроводка являются здесь неотъемлемой частью пассивной противопожарной защиты. Это также не так дорого, как подходы с квалификацией в Северной Америке. Обычно используются легкие минеральные плиты, такие как силикат кальция и вермикулит, связанный силикатом натрия .
В Северной Америке действует стандарт UL1724 для испытаний систем термобарьеров для компонентов электрических систем, а также его родственник - Стандарт UL2196 для испытаний огнестойких кабелей. UL1724 был основан на Приложении 1 к общему письму USNRC 86-10, выпущенном Комиссией по ядерному регулированию . «Дополнение 1» должно было отразить уроки, извлеченные из широко разрекламированного скандала с Thermo-lag 330-1, последовавшего за раскрытием информации информатором Джеральдом У. Брауном , что привело к слушаниям в Конгрессе и большому количеству исправительных работ.
Дополнение 1 - это особенно сложный и дорогостоящий тест . Никакое тестирование не проводится ни в чем другом, кроме полномасштабных огневых испытаний, легко вычисляемых с учетом 6-значных затрат на сжигание, умноженных на все приложения, которые нужно протестировать. Чтобы пройти проверку, необходимо протестировать как самое маленькое, так и самое большое приложение (кабельный лоток 12 и 36 дюймов, кабелепровод 1/2 и 6 дюймов). Соответственно, одобренные материалы являются дорогостоящими, так как производители должны окупить большие вложения в испытания.
По идее, просто разработать системы, которые выдержат испытание. Еще в 1970-х годах было очевидно, что когда кто-то использует достаточно высокотемпературную изоляцию, такую как керамическое волокно, он гарантированно получает рейтинг. Однако это происходит за счет значительного снижения допустимой нагрузки. Кроме того, представление о том, что чем больше противопожарная защита, тем лучше, было опровергнуто промышленными испытаниями Thermo-lag 330-1 (который не является волокнистой изоляцией). Независимо от того, что было сделано с этим материалом (использованным в целях защиты от огня над электрическими цепями при полномасштабных испытаниях на огнестойкость) различными владельцами атомных электростанций (лицензиатами USNRC), которые спонсировали обширные испытания, в ходе которых на старые субстрата, удовлетворительных результатов достигнуто не было. Чтобы лицензиаты пришли к соглашению, для решения проблемы использовались другие методы, замены, накладки и кабель MI. Кроме того, поскольку предшественником этого тестирования был USNRC, а его коммерческая версия (UL1724) претерпевала различные изменения, системы UL, перечисленные в каталоге строительных материалов UL, не обязательно соответствуют последней версии, соответствующей требованиям USNRC, или последней версии UL. . Но это не означает, что старые списки просто отбрасываются или что производители выполнили все новые тесты. Следовательно, пользователи должны внимательно просматривать версии тестов, которые считаются приемлемыми на объекте конечного пользователя.
Снижение номинальной емкости
Снижение номинальной емкости относится к снижению способности кабеля проводить электричество. Его можно проверить с помощью стандартной процедуры IEEE 848 для определения снижения номинальной емкости кабелей с противопожарной защитой . Чем больше изолируется проводник, тем меньший ток он может проводить без повреждения от перегрева. Результат упомянутого здесь теста выражается количественно в процентах. Если номинал кабеля снижен на 30%, он может пропускать только 70% тока, поэтому часто требуется кабель с большей площадью поперечного сечения, чтобы проводить заданное количество энергии. Использование вспучивающихся «окон», которые закрываются в случае пожара, может уменьшить или свести на нет эффект снижения допустимой емкости при условии внесения в список и утверждения использования и соответствия .
Применение целостности цепи
Обычно небольшие участки кабелей прокладываются индивидуально с кабелями, которые сами по себе имеют рейтинг огнестойкости. Более крупные пучки и лотки, заполненные проводкой, может быть дешевле обернуть или обернуть снаружи. Метод бетонного покрытия наиболее часто используется в канадском строительстве, поскольку это позволяют нормы и общепринятая практика, несмотря на отсутствие данных испытаний, дающих требуемый « карт-бланш » для всех кабелей и неопределенных номиналов.
Рекомендации по облицовке и упаковке
Добавленный вес оберточных систем необходимо учитывать в статических и сейсмических расчетах. Также необходимо учитывать огнестойкость подвесной системы. Необходимо учитывать регулярное техническое обслуживание, так как облицовка и покрытия не выдерживают нагрузки и могут быть повреждены во время нормальной эксплуатации здания или объекта. Снижение пропускной способности может быть уменьшено за счет использования специально разработанных вспучивающихся или механически / электронных «окон», которые позволяют отводить тепло. Как и все остальное в пассивной противопожарной защите, все такие методы подлежат строгому списку и одобрению использования и соответствия .
Рекомендации по клеммам и распределительной коробке
Точки подключения и распределительные коробки, то есть вся цепь, должны быть полностью защищены. Часто точки завершения не учитываются, что является слабым звеном. Поэтому некоторые корпуса необходимо использовать вместе с кабелями MI. Кабель MI можно пропустить в коробку в электрическом помещении. Однако только потому, что это помещение может быть «служебным помещением» и может быть разделено на отсеки (противопожарная защита) , это не означает, что больше не требуется номинальная коробка или обертка вокруг электрической розеточной или распределительной коробки, где заканчивается проводка. потому что этот ящик может быть отключен в результате пожара в комнате. Вероятность электрических пожаров является сильным мотивирующим фактором для начала металлизации отсеков. Таким образом, кабель может быть в рабочем состоянии, но цепь в целом может выйти из строя, потому что распределительная коробка не будет защищена. Подобные упущения не являются редкостью в этой области.
В нефтехимической промышленности для распределительной коробки или кабельных наконечников требуется, чтобы распределительная коробка имела такие же или более высокие характеристики, как и кабельный лоток. Следовательно, его можно защитить с помощью аналогичной системы ограждения, используемой в ограждении кабельного лотка, поскольку цель состоит в том, чтобы поддерживать температуру на электрических компонентах ниже критического температурного предела для их работоспособности.
Смотрите также
- Перечисление и одобрение, использование и соответствие
- Огневое испытание
- Джеральд В. Браун
- Пассивная противопожарная защита
- Вермикулит
- Противопожарная защита
- Кабель с минеральной изоляцией и медью
- Противопожарный
- Сертификационный листинг
Внешние ссылки
- DIN 4102 Огнестойкость строительных материалов и строительных компонентов - Часть 12: Обеспечение целостности электрических цепей кабельных систем; требования и тестирование
- Трактат NRC по мерам целостности цепи
- Типовое письмо USNRC 86-10, Дополнение 1 - КРИТЕРИИ ПРИЕМКИ ИСПЫТАНИЙ НА ПОЖАРУСТОЙЧИВОСТЬ ДЛЯ ПОЖАРНЫХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ БЕЗОПАСНЫХ ПОЕЗДОВ ДЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ В ОДНОЙ ПОЖАРНОЙ ЗОНЕ (ДОПОЛНЕНИЕ 1 К ОБЩЕМУ ПИСЬМЕ 86-10), "ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММЕ ПЕРЕДАЧИ ПОЖАРА"
- ASTM E1725 - 08 Стандартные методы испытаний на огнестойкость систем огнестойких барьеров для компонентов электрических систем
- UL1724 - ПОЖАРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
- Стандартная процедура IEEE 848 для определения снижения номинальной емкости противопожарных кабелей .
- UL 2196 Огнестойкие кабели и кабели для проверки целостности цепей