К вопросу создания усовершенствованных огнестойких кабелей среднего напряжения и методов их испытаний
Ключевые слова:
огнестойкость, среднее напряжение, электрическая прочность, кривая жизни, термическое старение, математическая модель
Аннотация
Рассмотрены проблемы, возникающие при конструировании огнестойких силовых кабелей среднего напряжения, которые должны надёжно эксплуатироваться в течение 30–40 лет при воздействии сравнительно сильного электрического поля и нагрева до 90 оС длительно и 130 оС кратковременно. При этом кабели должны сохранять работоспособность в течение ограниченного времени при воздействии пламени с температурой (830±40) оС. Представлены основные электрические характеристики данных изделий (уровень электрической прочности, тангенс угла диэлектрических потерь в состоянии поставки и пр.), достигнутые к настоящему времени, методика испытаний на стойкость к термическому старению, результаты исследований длительной электрической прочности («кривых жизни») макетов огнестойких кабелей и собственно огнестойкости. Предложена математическая модель процессов, происходящих при испытании кабелей среднего напряжения на огнестойкость. Результаты моделирования качественно согласуются с опытными данными.
Литература
1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 № 123-ФЗ.
2. Нормы пожарной безопасности НПБ 248-97. Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытаний. М., 2006, 22 с.
3. IEC 60502-2-2014. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) – Part 2: Cables for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV).
4. ГОСТ Р 55025-2012. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия. М: Стандартинформ, 2014, 35 с.
5. Kamenskiy M.K., et al. Development and testing of XLPE-insulated medium-voltage cables with sector-shaped conductors in Russia. ‒ 10th International conference on insulated power cables, France, 2019, F6-6.
6. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979, 224 с.
7. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия, 1986, 224 с.
8. Булычёв Д.А. и др. Исследования электрической прочности макетов огнестойких кабелей. Первые результаты. – Кабели и провода, 2020, № 2 (382), с. 3‒10.
9. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1994, 496 с.
10. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and breakdown in polymers. London: Peter Peregrinus Ltd, 1992, 620 p.
11. ISO 11358-1:2014. Plastics – Thermogravimetry (TG) of polymers – Part 1: General principles. – Geneve 20: International Organization for Standardization, 2014, 9 p.
12. ISO 11357-1:2009. Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 1: General principles. - Geneve 20: International Organization for Standardization, 2009, 10 p.
13. ISO 5660-1-2015 (Third edition 2015-03-15 AMENDMENT 1 2019-08) Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement).
14. Булычев Д.А. и др. Применение математического моделирования для сравнительного анализа горения (пиролиза) безгалогенных полимерных композиций в условиях кон-калориметрического эксперимента. ‒ Кабели и провода, 2015, № 2 (351), с. 7‒15.
15. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979, 512 с.
#
1. Federal’nyy zakon «Теhnicheskiy reglament o trebovaniyah pozharnoy bezopasnosti» (Federal Low “Technical Regulations on Fire Safety Requirements”) от 22.07.2008 No. 123-ФЗ.
2. Normy pozharnoy bezopasnosti NPB 248-97. Kabeli i provoda elyektricheskiye. Pokazateli pozharnoy opasnosti. Metody ispytaniy (Fire Safety Norms NPB 248-97. Cables and wires electrical. Indexes of fire hazard. Test procedures). М., 2006, 22 p.
3. IEC 60502-2-2014. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV
(Um = 36 kV) – Part 2: Cables for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV).
4. GОSТ R 55025-2012. Каbyeli silovyye s plastmassovoy izolyatsiyey nа nominal’noye napryazheniye оt 6 dо 35 кВ vklyuchitel’nо. Оbschiye tehnicheskiye usloviya (Power cables with plastic insulation for rated voltages from 6 up to and including 35 kV. General specifications. M: Standartinform), 2014, 35 p.
5. Kamenskiy M.K., et al. Development and testing of XLPE-insulated medium-voltage cables with sector-shaped conductors in Russia. ‒ 10th International conference on insulated power cables, France, 2019, F6-6.
6. Kuchinskiy G.S. Chastichnyye razryady v vysokovol’tnyh konstruktsiyah (Partial Discharges in High Voltage Equipment). L.: Enyergiya, 1979, 224 p.
7. Elyektricheskiye svoystva polimyerov (Electric Properties of Polymers) / Ed. by B.I. Sazhin. L.: Himiya, 1986, 224 p.
8. Bulychev D.A., et al. Kabyeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2020, No. 2 (382), pp. 3‒10.
9. Ushakov V.Ya. Izolyatsiya ustanovok vysokogo napryazheniya (Insulation of High Voltage Equipment). М.: Energoatomizdat, 1994, 496 p.
10. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and breakdown in polymers. London: Peter Peregrinus Ltd, 1992, 620 p.
11. ISO 11358-1:2014. Plastics – Thermogravimetry (TG) of poly-mers – Part 1: General principles. – Geneve 20: International Organization for Standardization, 2014, 9 p.
12. ISO 11357-1:2009. Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 1: General principles. - Geneve 20: International Organization for Standardization, 2009, 10 p.
13. ISO 5660-1-2015 (Third edition 2015-03-15 AMENDMENT 1 2019-08) Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement).
14. Bulychev D.А., et al. Kabyeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2015, No. 2 (351), pp. 7‒15.
15. Nikolis G., Prigogine I. Samoorganizatsiya v neravnovesnyh sistemah. Ot dissipativnyh struktur k uporyadochennosti cherez fluktuatsii (Self-Organization in Nonequilibrium Systems. From Dissipative Structures to Order through Fluctuations). М.: Мir, 1979, 512 p.
2. Нормы пожарной безопасности НПБ 248-97. Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытаний. М., 2006, 22 с.
3. IEC 60502-2-2014. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) – Part 2: Cables for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV).
4. ГОСТ Р 55025-2012. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия. М: Стандартинформ, 2014, 35 с.
5. Kamenskiy M.K., et al. Development and testing of XLPE-insulated medium-voltage cables with sector-shaped conductors in Russia. ‒ 10th International conference on insulated power cables, France, 2019, F6-6.
6. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979, 224 с.
7. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия, 1986, 224 с.
8. Булычёв Д.А. и др. Исследования электрической прочности макетов огнестойких кабелей. Первые результаты. – Кабели и провода, 2020, № 2 (382), с. 3‒10.
9. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1994, 496 с.
10. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and breakdown in polymers. London: Peter Peregrinus Ltd, 1992, 620 p.
11. ISO 11358-1:2014. Plastics – Thermogravimetry (TG) of polymers – Part 1: General principles. – Geneve 20: International Organization for Standardization, 2014, 9 p.
12. ISO 11357-1:2009. Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 1: General principles. - Geneve 20: International Organization for Standardization, 2009, 10 p.
13. ISO 5660-1-2015 (Third edition 2015-03-15 AMENDMENT 1 2019-08) Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement).
14. Булычев Д.А. и др. Применение математического моделирования для сравнительного анализа горения (пиролиза) безгалогенных полимерных композиций в условиях кон-калориметрического эксперимента. ‒ Кабели и провода, 2015, № 2 (351), с. 7‒15.
15. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979, 512 с.
#
1. Federal’nyy zakon «Теhnicheskiy reglament o trebovaniyah pozharnoy bezopasnosti» (Federal Low “Technical Regulations on Fire Safety Requirements”) от 22.07.2008 No. 123-ФЗ.
2. Normy pozharnoy bezopasnosti NPB 248-97. Kabeli i provoda elyektricheskiye. Pokazateli pozharnoy opasnosti. Metody ispytaniy (Fire Safety Norms NPB 248-97. Cables and wires electrical. Indexes of fire hazard. Test procedures). М., 2006, 22 p.
3. IEC 60502-2-2014. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV
(Um = 36 kV) – Part 2: Cables for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV).
4. GОSТ R 55025-2012. Каbyeli silovyye s plastmassovoy izolyatsiyey nа nominal’noye napryazheniye оt 6 dо 35 кВ vklyuchitel’nо. Оbschiye tehnicheskiye usloviya (Power cables with plastic insulation for rated voltages from 6 up to and including 35 kV. General specifications. M: Standartinform), 2014, 35 p.
5. Kamenskiy M.K., et al. Development and testing of XLPE-insulated medium-voltage cables with sector-shaped conductors in Russia. ‒ 10th International conference on insulated power cables, France, 2019, F6-6.
6. Kuchinskiy G.S. Chastichnyye razryady v vysokovol’tnyh konstruktsiyah (Partial Discharges in High Voltage Equipment). L.: Enyergiya, 1979, 224 p.
7. Elyektricheskiye svoystva polimyerov (Electric Properties of Polymers) / Ed. by B.I. Sazhin. L.: Himiya, 1986, 224 p.
8. Bulychev D.A., et al. Kabyeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2020, No. 2 (382), pp. 3‒10.
9. Ushakov V.Ya. Izolyatsiya ustanovok vysokogo napryazheniya (Insulation of High Voltage Equipment). М.: Energoatomizdat, 1994, 496 p.
10. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and breakdown in polymers. London: Peter Peregrinus Ltd, 1992, 620 p.
11. ISO 11358-1:2014. Plastics – Thermogravimetry (TG) of poly-mers – Part 1: General principles. – Geneve 20: International Organization for Standardization, 2014, 9 p.
12. ISO 11357-1:2009. Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 1: General principles. - Geneve 20: International Organization for Standardization, 2009, 10 p.
13. ISO 5660-1-2015 (Third edition 2015-03-15 AMENDMENT 1 2019-08) Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke production rate (dynamic measurement).
14. Bulychev D.А., et al. Kabyeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2015, No. 2 (351), pp. 7‒15.
15. Nikolis G., Prigogine I. Samoorganizatsiya v neravnovesnyh sistemah. Ot dissipativnyh struktur k uporyadochennosti cherez fluktuatsii (Self-Organization in Nonequilibrium Systems. From Dissipative Structures to Order through Fluctuations). М.: Мir, 1979, 512 p.
