ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”

Кабели исполнения «нг-LS».Проблемы. Перспективы развития

Каменский М.К.

Отделение кабелей и проводов энергетического назначения

1

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Этапы развития пожаробезопасных кабелей исполения «нг-LS» в России

(историческая справка)

Годы Тип кабелейНормативная база

пожарной безопасности

с 1984 г. 1. Кабели с пластмассовой изоляцией с оболочкой из ПВХ пониженной горючести (исполнение нг)

2. Кабели с ПБИ с защитным шлангом из ПВХ пониженной горючести (исполнение нг)

МЭК 60332-3, категория А или В

Не распространяющие горение кабели при групповой прокладке

с 2001 г. 1. Кабели с изоляцией и оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением (исполнение нг-LS)

ГОСТ Р МЭК 60332-3-22ГОСТ Р МЭК 60754-1ГОСТ Р МЭК 61034-2

с 2005 г. 1. Кабели огнестойкие с изоляцией и оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением (исполнение нг-FRLS)

ГОСТ Р МЭК 60332-3-22ГОСТ Р МЭК 60754-1ГОСТ Р МЭК 61034-2 ГОСТ Р МЭК 60331-21 (23)

2

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Состояние производства ПВХ пластикатов

и кабелей исполнения нг-LS

1. Основные изготовители ПВХ пластикатов1. ООО «Проминвест пластик»2. ОАО «ВХЗ»3. ООО «Башпласт»4. ЗАО «Биохимпласт»5. ООО «Вестпласт»6. ООО «Каустик»

2. Экспертная оценка суммарного объема производства ПВХ пластикатов в 2011 г : 30,0 тыс. тонн

3. Число производителей кабелей исполнения «нг-LS» по лицензионным договорам – 45

4. Основные потребители кабелей:- АЭС (номенклатура кабелей для АЭС);- метро (номенклатура кабелей для метрополитена);- жилищное и промышленное строительство;- нефтегазовый комплекс

производители ПВХ цифровых марок

не сертифицированное производство ПВХ типа ПП

3

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Изменение показателей пожарной опасности ПВХ

пластикатов

Характеристики

ПВХ пониженной горючести

ПВХ пониженной пожарной опасности

изоляция оболочка изоляция оболочка изоляция оболочка изоляция оболочка

И40-13А НГП 40-32 ППИ 30-30 ППО 30-35 ППВ 28 1110 2110 3110

1. Кислородный индекс (КИ) 23 32 30 35 28 32 35 35

2. Дымообразование при горениипри тлении

560380

410320

280200

200200

150120

150150

120150

100120

3. Массовая доля HCl, выделяющегося при горении, мг/г

360 230 130 140 50 120 100 50

4. Теплота сгорания, МДж/кг 25,8 19,7 17,3 16,4 10,0

18,0 (16)*

16,0 (14)*

10 (9)*

5. Индекс токсичности (HCl50), г/м3

36 35 80 101> 130

(МО)80 100 (МО)

* данные получены по методу конкалориметрии4

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”К оценке дымообразования по ГОСТ Р МЭК 61034-2

Количество образцов (N) Наружный диаметр кабеля (D), мм

N = 45/D от 5 до 10 вкл. 5 < D ≤ 10

3 от 10 до 20 вкл. 10 < D ≤ 20

2 от 20 до 40 вкл. 20 < D ≤ 40

1 свыше 40 D > 40

N

Dк, мм

Отклонение Dк от расчетного значения: ± 5 %

N

3

2

1

5

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Дымообразование при горении и тлении кабелей

Марка кабеля Марка ПВХ для

изоляции, оболочки и заполнения

Изготовитель пластиката

Снижение светопроницаемости, %

фактическое нормируемое

1. ВВГнг(А)-LS 4х10-1 ВВГнг(А)-LS 4х1,5-1

VP FM 30-32VP FI 30-30VP FB 30-30

Вестпласт 7462

≤ 50

2. ВВГнг(А)-LS 4х10-1 ВВГнг(А)-LS 4х1,5-1

Сайвит ПИ 30-30Сайвит ПО 30-35

Сайвит ПЗ 28 Биохимпласт

8883

≤ 50

3. ВВГнг(А)-LS 4х70-1 ВВГнг(А)-LS 3х10-1 ВВГнг(А)-LS 4х1,5-1

Лоусгран 1110Лоусгран 2110Лоусгран 3110

Проминвест-Пластик

354346

≤ 50

4. ВВГнг-LS 4х35-1 ВВГнг-LS 4х1,5-1

Башгран 1110Башгран 2110Башгран 3110

ООО “Башпласт” 3446

≤ 50

5. ВВГнг(А)-LS 4х70-1 ВВГнг(А)-LS 4х1,5-1

Элигран 1110Элигран 2110Элигран 3110

ВХЗ 3943

≤ 50

6

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Дымообразование при горении и тлении кабелей марки ВВГнг-LS,

изготовленных из ПВХ цифровых марок фирмы Башпласт

It/I0, %

Время, с

7

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Оценка минимального срока службы кабелей, изготовленных

из не сертифицированных ПВХ пластикатов типа ПП

Марка кабеля, изготовитель ПВХ

пластикатов

Спл, %и тип

пластификатора

Е,кДж/моль

k200°C,мин-1

Прогнозируемоезначение срока

службы,годы

ВВГнг(А)-LS 4х1,5(Вестпласт)

22,0ДОФ+ДИНФ

82,3 0,00364 13

ВВГнг(А)-LS 4х10(Вестпласт)

22,0ДОФ+ДИНФ

82,5 0,00349 15

ВВГнг(А)-LS 4х1,5(Биохимпласт)

28,3ДОФ

78,7 0,00448 9

ВВГнг(А)-LS 4х10(Биохимпласт)

28,3ДОФ

80,2 0,00445 12

ВВГнг(А)-LS 5х35(Томсккабель)

17,1ДОФ

85,7 0,00447 20

ВВГнг(А)-LS 5х2,5(Томсккабель)

16,7ДОФ

85,4 0,00468 8

8

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”

700.72°C

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Про

изв.

Вес

(%

/°C

)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Вес

(%

)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Температура (°C)

НГП 30-32––––––– НГП 30-32 стандартный–––––––

Universal V4.5A TA Instruments

700.72°C

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Про

изв.

Вес

(%

/°C

)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Вес

(%

)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Температура (°C)

НГП 30-32––––––– НГП 30-32 стандартный–––––––

Universal V4.5A TA Instruments

Гравиметрические кривые (ТГА) ПВХ пластикатов марки НГП 30-32

9

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”

5

2

3

1

4

Т10 Т50

∆m10

∆m50

Т3Т4

Тнд

Рис. 1. Определение характерных температур при заданных значениях потери массы (T10 и T50) и температур начала и

окончания термоаналитических эффектов (T3 и T4)

1 – кривая потери массы (ТГ); 2 – производная от кривой потери массы (ДТГ); 3 – температура (T3) начала процесса по кривой 2;

4 – температура (T4) окончания процесса по кривой 2;

5 – максимум скорости потери массы по кривой 2.

Определение характерных температур при заданных значениях потери массы и температур начала окисления

10

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Определение коксового и зольного остатков по

термогравиметрической кривой

2

1

1 – зольный остаток при температуре 900 °С, %2 – коксовый остаток при температуре 750 °С, %.

в азотев воздухе

11

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Зависимость тепловыделения

при горении и тлении ПВХ пластикатов

12

Время, с

1

2

1 – Элигран 2110; 2 – Лоусгран 2110

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Характеристики для идентификации ПВХ пластикатов

1. Температуры (Т10 и Т50) достижения значений потери массы 10% и 50% от массы

образца;

2. Температура начала потери массы (Тно);

3. Температура начала дегидрохлорирования (Тнд) полимерной основы ПВХ пластиката;

4. Коксовый остаток после окончания процесса пиролиза в процентах от массы образца;

5. Интервал температур между началом и окончанием термоаналитического эффекта по кривой ДТГ

6. Время 10 и 50 достижения назначенных значений потери массы образца ∆m10 и ∆m50;

7. Время мд достижения максимального значения дымовыделения при горении;

8. Пиковое значение тепловыделения (Qм) при горении образца.

13

ОА

О “

ВН

ИИ

КП

”Мероприятия, реализуемые ОАО «ВНИИКП» по контролю за

качеством продукции исполнения «нг-LS»

1. Переход полностью на применение «цифровых» марок ПВХ пластикатов при

производстве лицензированных видов кабелей исполнения «нг-LS».

2. Идентификация ПВХ композиций для производства кабелей. Внесение в НД на ПВХ

композиции характеристик идентификации, полученных методами термоанализа и

конкалориметрии.

3. Внесение в НД на кабели требований по отличительной маркировке кабелей

исполнения «нг-LS», изготавливаемых по лицензионной документации.

4. Усиление контроля за производством кабелей на предприятиях, изготавливаемых

кабели по лицензионным договорам. Публикация в СМИ информации о продукции, не

соответствующей требованиям базовой НД. Прекращение действия лицензий на выпуск

кабелей для предприятий, нарушающих условия лицензионного договора.

5. Унификация технических требований на ПВХ пластикаты цифровых марок в ТУ трех

предприятий-изготовителей.

6. Создание новых типов ПВХ пластикатов для пожаробезопасных кабелей, обладающих

устойчивостью к комплексу факторов внешней среды, необходимых для организации

производства кабелей «нг-LS» для нужд Министерства обороны.

14