Elektros instaliacijose atsparumas ugniai yra esminė saugos problema, ypač kai kalbama apie kabelius, kurie yra atsakingi už elektros srovių tiekimą tiek gyvenamojoje, tiek pramoninėje aplinkoje. Vienas iš dažniausiai naudojamų elektros kabelių tipų yra TPS kabeliai (Thermoplastic Sheathed cables). Šie kabeliai sukurti taip, kad užtikrintų efektyvų energijos perdavimą, kartu užtikrinant ilgaamžiškumą, lankstumą ir saugumą. Tačiau norint užtikrinti elektros sistemų saugumą ir ilgaamžiškumą, būtina suprasti TPS kabelių atsparumo ugniai savybes, ypač sudėtingoje aplinkoje.
Šiame straipsnyje gilinamasi į TPS kabelių atsparumą ugniai, paaiškinama jų konstrukcija, priešgaisrinei saugai įtakos turintys veiksniai ir TPS elektros kabeliams taikomi atsparumo ugniai standartai. Taip pat apžvelgsime specifines plokščių TPS kabelių savybes ir išsiaiškinsime, kaip šie kabeliai gali veikti kilus gaisrui.
1. Kas yra TPS kabelis?
Prieš tyrinėjant TPS kabelių atsparumo ugniai savybes, svarbu suprasti, kas yra šie kabeliai. TPS kabeliai yra elektros kabelių tipas, žinomas dėl savo termoplastinio apvalkalo, kuris užtikrina mechaninę kabelio vidinių komponentų, ypač laidininkų, apsaugą. Šie kabeliai dažnai naudojami elektros paskirstymui ir signalų perdavimui tiek gyvenamosiose, tiek pramoninėse patalpose.
Įprastas TPS kabelis sudarytas iš šių sluoksnių:
Dirigentai: Pagaminti iš vario arba aliuminio, jie teka elektros srovę. Šių medžiagų laidumas yra labai svarbus bendram kabelio veikimui.
Izoliacija: Šis sluoksnis apgaubia laidininkus, apsaugodamas nuo trumpojo jungimo ir apsaugodamas vartotoją nuo elektros smūgių. Izoliacija paprastai gaminama iš tokių medžiagų kaip PVC arba kitos termoplastinės medžiagos.
Apvalkalas: išorinis sluoksnis, užtikrinantis fizinę kabelio vidinių sluoksnių apsaugą. Paprastai jis pagamintas iš PVC, bet gali būti pagamintas ir iš kitų medžiagų, tokių kaip LSZH (Low Smoke Zero Halogen), atsižvelgiant į atsparumo ugniai reikalavimus.
Išorinis apvalkalas yra labai svarbus atsparumui ugniai, nes jis yra kliūtis, neleidžianti liepsnai plisti išilgai kabelio. Plokščių TPS kabelių profilis suprojektuotas taip, kad būtų plokščias, o tai padeda valdyti erdvę ir palengvina montavimą, ypač uždarose vietose.
2. TPS kabelių atsparumo ugniai savybės
TPS kabelių atsparumas ugniai priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant izoliacijai ir apvalkalui naudojamas medžiagas, apsauginių sluoksnių storį ir bendrą kabelio konstrukciją. Pagrindinės medžiagos, naudojamos TPS elektros kabeliuose, pvz., PVC, iš prigimties yra nedegios, tačiau atsparumas ugniai skiriasi priklausomai nuo konkrečios medžiagų sudėties ir kokybės.
2.1 Izoliacinės medžiagos ir jų vaidmuo atsparumui ugniai
Vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos TPS kabelių atsparumui ugniai, yra naudojama izoliacinė medžiaga. Dažniausiai TPS kabeliuose naudojama medžiaga yra PVC (polivinilchloridas), kuris pasižymi tam tikromis antipireno savybėmis. PVC paprastai laikomas antipirenu, o tai reiškia, kad jis yra sukurtas taip, kad būtų atsparus ugniai ir lengvai nepaskleis liepsnos išilgai kabelio. Tačiau gaisro atveju PVC vis tiek gali degti ir išskirti dūmus bei toksiškas dujas, kurios gali kelti pavojų žmonėms ir aplinkai.
Kad tai būtų sumažinta, TPS kabeliai, naudojami svarbesnėse srityse, dažnai naudoja LSZH (Low Smoke Zero Halogen) izoliaciją, kuri turi daug geresnes atsparumo ugniai savybes, palyginti su standartiniu PVC. LSZH kabeliai neišskiria kenksmingų halogenintų dujų, kai jie yra veikiami ugnies, todėl jie idealiai tinka aplinkoje, kur svarbiausia yra priešgaisrinė sauga ir aplinkosauga, pavyzdžiui, viešuosiuose pastatuose, ligoninėse ir mokyklose.
2.2 Išorinio apvalkalo antipirenas
Išorinis TPS kabelio apvalkalas, paprastai pagamintas iš PVC, atlieka esminį vaidmenį užkertant kelią liepsnos plitimui. Jis sukurtas taip, kad sudarytų kliūtį, kuri sulėtintų arba sustabdytų gaisro plitimą per kabelio ilgį. PVC apvalkalai suprojektuoti taip, kad būtų atsparūs ugniai, bet nebūtinai atsparūs ugniai. Tai reiškia, kad nors apvalkalas gali sulėtinti liepsnos plitimą, ekstremaliais atvejais jis negali visiškai užkirsti kelio ugniai plisti.
Tam tikroje didelės rizikos aplinkoje, ypač pramoninėse patalpose arba vietose, kuriose gali kilti gaisras, plokšti TPS kabeliai arba standartiniai TPS kabeliai gali būti gaminami su papildomu apsaugos sluoksniu. Tai gali būti šarvuotas sluoksnis arba ugniai atspari danga, kuri pagerina laido antipireno savybes. Dėl šių papildomų funkcijų TPS kabeliai labiau tinka naudoti pavojingomis sąlygomis, kai kabelis turi būti atsparus ne tik gaisro rizikai, bet ir apsaugoti aplinkinę infrastruktūrą nuo gaisro pavojų.
2.3 Atsparumas temperatūrai ir našumas aukštoje temperatūroje
Be kabelių konstrukcijoje naudojamų medžiagų, TPS kabelių atsparumas temperatūrai yra dar vienas reikšmingas veiksnys, lemiantis jų atsparumą ugniai. TPS kabeliai skirti veikti tam tikrame temperatūros diapazone. Standartinių TPS kabelių veikimo temperatūros diapazonas paprastai yra nuo -15 laipsnio iki 70 laipsnių, tačiau tai gali skirtis priklausomai nuo konkretaus gaminio ir gamintojo.
Gaisro atveju kabelio izoliacija ir apvalkalas yra suprojektuoti taip, kad ribotą laiką atlaikytų aukštą temperatūrą. Tačiau, jei temperatūra viršija vardinę kabelio slenkstį, izoliacija gali pradėti irti, o laidininkai gali įvykti trumpasis jungimas. Aplinkoje, kurioje tikimasi, kad temperatūra viršys standartinį diapazoną arba kur didelis šilumos poveikis kelia didelį susirūpinimą, reikėtų apsvarstyti ugniai atsparius kabelius, kurių atsparumas karščiui yra didesnis.
3. Priešgaisrinės saugos standartai TPS kabeliams
Kad TPS kabeliai būtų naudojami įvairiose srityse, jie turi atitikti konkrečius priešgaisrinės saugos standartus. Šie standartai užtikrina, kad laidai nekels gaisro plitimo ar pavojingų dujų išsiskyrimo pavojaus, kai juos veikia liepsna. Kai kurie pagrindiniai standartai, kurių reikia ieškoti TPS elektros kabeliuose, yra šie:
3.1 IEC 60332 – liepsnos slopinimas
Standartas IEC 60332 skirtas kabelių antipirenui, nurodant, kaip kabeliai atsparūs ugnies plitimui. Pagal IEC 60332, kabeliai turi būti išbandyti siekiant užtikrinti, kad ugnies metu liepsnos neišplistų per kabelio ilgį. TPS kabeliai, išbandyti pagal šį standartą, paprastai turi antipireną išorinį apvalkalą, neleidžiantį ugniai plisti išilgai kabelio.
3.2 IEC 60754 – Gaisro metu išsiskiriančių dujų toksiškumas
IEC 60754 standartas nurodo priimtinus toksiškumo lygius ir halogenų kiekį dujose, kurias kabeliai išskiria gaisro metu. Šį standartą atitinkantys TPS kabeliai ugnies metu neišskirs pavojingo lygio toksiškų dujų, tokių kaip chloras. Kabeliai su LSZH (Low Smoke Zero Halogen) izoliacija yra specialiai sukurti taip, kad atitiktų šį standartą.
3.3 BS 7671 – Priešgaisrinės saugos laidų taisyklės
JK standartas BS 7671 numato elektros instaliacijos taisykles, įskaitant priešgaisrinės saugos aspektus. Šis standartas padeda užtikrinti, kad elektros instaliacijose naudojami kabeliai atitiks būtinus atsparumo ugniai reikalavimus tiek dėl saugos, tiek dėl patikimumo. Aplinkose, kuriose atsparumas ugniai yra labai svarbus, dažnai nurodomi kabeliai, tokie kaip plokšti TPS kabeliai su papildoma apsauga arba LSZH izoliacija.
3.4 UL 94 – Degumo bandymas
Jungtinėse Amerikos Valstijose UL 94 tikrina kabelių medžiagų degumą. Įvertinimas svyruoja nuo V-0 (liepsna neplinta per 10 sekundžių) iki V-2 (liepsnos sklidimas iki 30 sekundžių). TPS kabeliai, kurių nominali vertė yra V-0 arba V-1, laikomi atsparesni ugniai ir saugesni naudoti didelės rizikos aplinkoje.
4. Ugniai atsparių TPS kabelių pritaikymas
Atsižvelgiant į jų atsparumo ugniai savybes, TPS kabeliai dažniausiai naudojami įvairiose srityse, kur gaisro pavojus kelia didelį susirūpinimą. Šios programos apima:
4.1 Gyvenamieji pastatai
Namuose ir gyvenamuosiuose pastatuose TPS elektros kabeliai paprastai naudojami standartinei elektros instaliacijai. Šie kabeliai paprastai yra suprojektuoti taip, kad būtų atsparūs ugniai ir užtikrintų tam tikrą apsaugą nuo elektros gaisrų. Gyvenamosiose patalpose, kuriose gali kilti gaisras, gali būti naudojami plokšti TPS kabeliai su LSZH izoliacija, siekiant sumažinti toksiškų dūmų ir ugnies plitimo riziką.
4.2 Komerciniai pastatai
Komercinėse patalpose, pvz., biuruose, ligoninėse ir mokyklose, TPS kabeliai su padidintu atsparumu ugniai yra būtini siekiant užtikrinti pastato gyventojų saugumą. LSZH TPS kabeliai ypač tinka tokioms aplinkoms, nes veikiami ugnies neišskiria kenksmingų dujų.
4.3 Pramoniniai pritaikymai
Pramoniniuose įrenginiuose TPS kabeliai gali būti veikiami ekstremaliomis sąlygomis, pvz., didelio karščio, drėgmės ir galimo gaisro pavojaus. Ugniai atsparūs kabeliai yra labai svarbūs gamyklose, elektrinėse ir sandėliuose, kur įrangos gedimai gali sukelti gaisrą. Papildomas ugniai atsparių TPS kabelių apsaugos sluoksnis užtikrina ugnies sutramdymą ir infrastruktūros saugumą.
4.4 Jūrų ir atviroje jūroje esantys įrenginiai
Jūrų ir atviroje jūroje įrengtuose įrenginiuose TPS kabeliai dažnai yra veikiami vandens, druskos ir aukštos temperatūros. Tokiose aplinkose ugniai atsparūs kabeliai yra būtini siekiant užtikrinti tiek elektros saugą, tiek bendrą priešgaisrinę apsaugą. Kabeliai paprastai yra sukurti taip, kad atlaikytų liepsnos, sūraus vandens ir didelio karščio poveikį, užtikrinant, kad jie veiktų efektyviai net ir sudėtingomis sąlygomis.