Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Instalacje elektryczne w strefach zagrożonych wybuchem; zagrożenia stwarzane przez palące się przewody i kable

Spalanie się wiązek kabli
Rys. 1. Przykład tabliczki znamionowej dla detektora gazu firmy Atest-Gaz A. M. Pachole Sp.j.
Rys. 1. Przykład tabliczki znamionowej dla detektora gazu firmy Atest-Gaz A. M. Pachole Sp.j.
Rys. W. Jaskółowski
Ciąg dalszy artykułu...

Spalanie się wiązek kabli

Spalanie się wiązek kabli zachodzi w zmiennych warunkach wymiany ciepła i masy w stosunku do pojedynczego kabla o tej samej budowie. Na zapalność i szybkość spalania się wiązek wpływa poza charakterystyką palności powłok i izolacji, sposób ich eksploatacji, tzn. liczba pojedynczych kabli w wiązce, sposób ich ułożenia (poziomo, pionowo), to, czy są zawieszone swobodnie, czy też prowadzone są w obudowanych ciągach kablowych oraz lokalizacja tych ciągów w stosunku do przegród budowlanych.

Analiza czasów do zapalenia i szybkości rozprzestrzeniania się płomienia dwuwarstwowych wiązek kabli PVC/PE najbardziej popularnych w Polsce i na świecie, o średnicy zewnętrznej kabla 11 mm, 1 mm powłoki /PVC/ i PE izolacji 100 żył miedzianych, umieszczonych w aluminiowej obudowie, powyżej 3,2 mm i izolowanych ze wszystkich stron wykazała, że w ekspozycjach cieplnych tworzących się w I fazie pożaru (40 kW/m2) wiązka kabli zapala się natychmiast, szybkość wydzielania ciepła osiąga ok. 5 kW, która po upływie kilku sekund maleje do 1 kW, w wyniku częściowego zwęglania się wiązki.

Szybkość rozprzestrzeniania się płomienia osiąga 5 cm/s. Wielkość ta wskazuje, że nawet dwuwarstwowa wiązka kabli, przy ułożeniu ścisłym jednej warstwy na drugiej, zmniejsza całkowitą szybkość pionowego rozprzestrzeniania się płomienia po zewnętrznej powierzchni wiązki, ze względu na efekty pirolizy części organicznych kabli tworzących wiązkę i brak wystarczającej do spalania ilości tlenu.

Obserwacja pożarów wiązek kabli w zamkniętych ciągach kablowych wskazuje, że np. w przypadku kabli z PVC po kilku sekundach spalania stężenie tlenu spada do ok. 10%, co powoduje przerwanie reakcji spalania.

Zużycie materiałów powłokowo-izolacyjnych w stacjonarnej fazie pożaru, tzn. materiałów kablowych, które spaliły się w pożarze, zależne jest od typu materiału.

Jeśli kabel ma powłokę i izolację z PVC, w pożarze średnio spala się ok. 3 kg/m2 PVC przy konstrukcji kabla z PVC/PE ok. 6 kg/m2, natomiast przy powłoce polietylenowej o izolacji z polipropylenu ok. 8 kg/m2. Spalanie materiałów powłokowych i izolacji z PVC generuje duże ilości dymu, a także sadzy, które stanowią bardzo duże zagrożenie dla ludzi.

Dobrym wskaźnikiem szybkości spalania zarówno pojedynczych kabli, jak i wiązek kabli w stacjonarnej fazie pożaru, jest stosunek rzeczywistego ciepła spalania kabla w pożarze (Qsp) do rzeczywistego ciepła gazyfikacji powłok czy izolacji (Lg).

Gdyby przykładowo przyjąć, że ciepło gazyfikacji materiałów powłokowo-izolacyjnych dla większości kabli wahają się od 0,8 MJ/kg do 6 MJ/kg i uwzględnić zróżnicowane ciepła spalania tych materiałów, to tzw. wskaźnik szybkości spalania powłoki z PE byłby kilkakrotnie wyższy w porównaniu z szybkością spalania powłok z PCW.

Ogólnie przyjmuje się, że jeśli szybkość wydzielania ciepła w czasie spalania kabla jest wyższa niż 100 kW, większość kabli z izolacjami (powłokami) termoplastycznymi lub gumowymi ulega uszkodzeniu w stopniu uniemożliwiającym ich dalsze funkcjonowanie.

Uwaga powyższa nie dotyczy światłowodów, które będąc bardzo cienkimi włóknami, wykonanymi ze specjalnych gatunków szkła kwarcowego (SiO2) nie spalają się. Podobnie kable w powłokach silikonowych. Wynika to z faktu, że mają one bardzo niskie ciepła spalania (4000–4500 kJ/kg), uniemożliwiające ich zapłon (samozapłon), podczas gdy tradycyjne powłoki i izolacje kablowe mają ponad dziesięciokrotnie wyższe Qsp (46000–48000 kJ/kg).

Na palność kabli wpływa również grubość pojedynczego kabla i grubość wiązki.

Jednoznacznie zbadano, że im grubszy kabel pojedynczy, tym tzw. wskaźnik rozprzestrzeniania pożaru – Fire Propagation Index jest niższy, tzn. kabel jest bardziej bezpieczny pożarowo.

Podczas spalania kabli w budynkach, możliwość przejścia lokalnego spalania kabli/I faza pożaru (w fazę rozgorzenia) zależy od wielu czynników odnoszących się nie tylko do cech pożarowych materiałów powłokowo-izolacyjnych, ale w równym stopniu od warunków budowlano-wentylacyjnych.

Krytyczna gęstość strumienia cieplnego, przy którym większość kabli zapala się, jest równa ok. 25 kW/m2. Poniżej 20 kW/m2 kable nie zapalają się.

Taka gęstość strumienia ciepła, odpowiada 1–2 min średniego czasu trwania pożaru według krzywej standardowej temperatura pożaru-–czas trwania pożaru.

Własności cieplne przegród budowlanych odgrywają istotną rolę w stratach ciepła, które powstają w wyniku przenikania ciepła ze środowiska pożarowego, powstałego w wyniku spalania się kabli do ścian stropów i innych powierzchni stykających się z kablami lub będących w sąsiedztwie.

Im niższa pojemność cieplna przegród (k, r, c) palnych, tym większe prawdopodobieństwo ich zapalenia się i rozprzestrzenienia pożaru na pomieszczenie (budynek).

W rozprzestrzenieniu się pożaru w wyniku spalania kabli również istotną rolę odgrywa wentylacja. W fazie rozwiniętego pożaru (II faza), podczas spalania kontrolowanego przez wentylację, zagrożenie pożarowe, powstałe w wyniku eksploatacji kabli, jest przede wszystkim funkcją dopływu i szybkości przepływu powietrza.

Przy słabej wentylacji (np. wentylowane tunele kablowe) może nastąpić taki przebieg pożaru, że destylujące z kabli produkty pirolizy powłok i izolacji (zapalają się nie w pobliżu kabli, ale w pewnej odległości od kabli, tworząc palącą się podsufitową objętość płomienia, przyśpieszającą powstanie flashover i rozprzestrzenianie się pożaru. W fazie tej, wiązki kabli zapalają się jedna od drugiej.

Badania palności siedmiu wiązek kabli, ułożonych poziomo i pionowo w ciągach kablowych, przeprowadzone w pomieszczeniach z betonu komórkowego o różnej objętości (30 m3, 48 m3 i 72 m3), pokazały, że przy tej samej mocy pożaru (500 kW/20 min) i przy wydajności 5 wymian powietrza w ciągach kablowych lub ciągach niewentylowanych pożar nie rozprzestrzenia się w ogóle. Natomiast przy ilości wymian powietrza 10–20, siedem wiązek uległo całkowitemu zniszczeniu, co spowodowało spalenie się od 240 do 335 kg powłoki.

Na podstawie przeprowadzonych badań literaturowych można stwierdzić, że na rozwój pożaru kabli w budynku mają wpływ:

  • wartość generowanego strumienia ciepła,
  • konstrukcja kabla, jego średnica i palność materiałów powłokowo-izolacyjnych,
  • konfiguracja kabli (pojedynczy kabel) oraz w przypadku wiązek, ich grubość, co wpływa na powstałe obciążenie ogniowe,
  • wentylacja,
  • bliskość i rodzaj przegród budowlanych, istniejących w sąsiedztwie kabli,
  • rozprzestrzenianie się dymu i gazów spalinowych jako głównych nośników ciepła w pożarze.

Czytaj też: Instalacje fotowoltaiczne - dobór falownika, przewodów oraz ich zabezpieczeń >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »

 


 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl