Oorwegings en Aanbevelings vir Vlamvertragende Keuse van Hoogspanningskabels

1. Brandstofvertragende Kabelklasifikasiestandaarde

Die brandstofvertragende standaardsisteem is in twee hoofkategorieë verdeel. Die eerste kategorie volg die "Klassifikasie van Brandgedrag vir Elektriese en Optiese Vaserkable" GB 31247. Kable wat aan hierdie standaardsisteem voldoen, word wyd gebruik in dichtbevolkte areas soos hoedraanspore en metrorail. Hierdie standaard stel streng vereistes oor parameters soos rookdigtheid, hittevrylating en totale rookproduksie, en kable gebruik tipies laerrok, halogeenvrye materiaal.

Die tweede kategorie is die "Algemene Regels vir Brandstofvertragende of Vuurbestendige Elektriese Drade, Kable, of Optiese Kable" GB/T 19666. Voordat GB 31247 bekendgestel is, is hierdie standaard wyd toegepas op alle tipes fasiliteite in China. Die GB/T 19666-sisteem spesifiseer ook waardes vir parameters soos rookdigtheid, en tydens inskep word addisionele voorvoegsels dikwels gespesifiseer, soos WD (laerrok, halogeenvry). Die ooreenkomstige toetsstandaarde vir brandstofvertragende kabelrangskikkings word in die tabel hieronder gewys:

Klasifikasiestandaard vir Item 1: Die standaard "Algemene Regels vir Brandstofvertragende of Vuurbestendige Elektriese Drade, Kable, of Optiese Kable" GB/T 19666 gebruik die bekende ZA, ZB, ZC-klassifikasies wat deur kragontwerpinstellings bekend is. Echter, sy verwysde toetsmetode, "Toets op vertikale brandverspreiding van bundelde drade of kable onder brandtoestande – Deel 3: Toetsmetodes vir bundelde drade of kable" GB 18380.3-2001, is ingetrok. Hierdie toetsstandaard was gebaseer op IEC 60332-3-25:2000, "Toetse op elektriese en optiese vaserkable onder brandtoestande – Deel 3-25: Toets vir vertikale brandverspreiding van vertikaal geïnstalleerde bundelde kable – Kategorie D."

Klasifikasiestandaard vir Item 2: Die standaard "Brandstofvertragende en Vuurbestendige Kable – Deel 1: Brandstofvertragende Kable" GA 306.1-2007, klassifiseer kable volgens die opgedateerde toetsmetodes GB 18380.31~36-2008, wat GB 18380.3-2001 vervang het. Sy hoofonderskeid is die insluiting van addisionele kriteria soos rooktoksieë (GB 20285), ligdeurdrukbaarheid, en korrusiebestendigheid, wat die A, B, en C-klasse verdere in vyf onderskeie graadse verdeel.

Klasifikasiestandaard vir Item 3: Die "Klassifikasie van Brandgedrag vir Elektriese en Optiese Vaserkable" GB 31247 is die mees onlangse standaard. Sy ooreenkomstige toetsmetode is "Brandverspreiding, hittevrylating en rookproduksiekenmerke van kable of optiese vaserkable onder brandtoestande" GB 31248, wat verwys na EN 50399:2011, "Gemeenskaplike toetsmetodes vir kable onder brandtoestande – Metingprosedures van hittevrylating en rookproduksie vir die toets van vertikale brandverspreiding van bundelde drade en kable – Apparatuur, prosedure en algemene resultate." Die kardinale verskil is dat dit brandverspreiding, totale hittevrylating, piekhittevrylatingtempo, en totale rookproduksie evalueer. Die kriteria tussen hierdie twee klasifikasiesisteme verskil beduidend. Die GB 31247-sisteem (B1-klas) benadruk laer-halogeen en laerrokkenmerke, wat beteken die klassifikasies is nie direk ekwivalent nie. Selfs die "B"-klas binne die ZA/ZB/ZC-sisteem voldoen nie aan die vereistes van die B1-klas nie.

2. Redes Waarom B1-Klas nie Beskikbaar is vir Hoogspanningskable nie

2.1 Gebrek aan Laerrok, Korrusiebestendige Materiaal

Laerrokprestasie behaal word tipies deur die gebruik van asfaltpens. Echter, asfaltpens voldoen nie aan korrusiebestendigheidsevereistes nie, en sy gebruik word ook verbied deur Europese standaarde. Daarom kan die laerrokprestasiekriterium nie bereik word nie. Hoogspanningskragskable gebruik 'n metalliese alumiinium omhulsel met 'n asfalt anti-korrusiestruktuur, wat groot hoeveelhede rook tydens verbranding genereer. Terwyl buite land asfaltpens of warmsmelt hechtmiddel algemeen gebruik word, is hierdie struktuur nêrens deur enige binnelandse vervaardiger vervaardig of in enige ingenieursprojek gebruik. Gevolglik beperk die materiaalveld vir hoogspanningskragskabelomhulsels die vermoë om die laerrokprestasie vereis vir die B1-klas te bereik.

2.2 Vermindering van Isolasievermoë in Laer-halogeen Kable

'n Beduidende verskil tussen hoogspannings- en middelspanningskragskable lê in die keuse van omhulselmateriaal. As gevolg van hoë stroomvermoë, hoë oorspanning, en die enkelkernontwerp van hoogspanningskable, moet die omhulsel uitmuntende isolasie-eienskappe hê vir operasionele veiligheid. Daarom word die omhulsel van hoogspanningskable spesifiseer as "isolasiegraad," terwyl middelspanningskable "omhulselgraad" materiaal gebruik.

Echter, laerrok, halogeenvrye omhulselmengsels bevat groot hoeveelhede anorganiese brandstofvertragende middels, wat relatief swak isolasievermoë vir die omhulsel lei. Huidige omhulselmateriaalisolasieprestasie volg die volgorde: PE ≥ Brandstofvertragende PE ≥ PVC ≥ Laerrok, halogeenvrye reeks. Omdat hiervan, huidige hoogspanningskabelstandaarde soos GB/T 11017 en GB/T 18890 het nog nie laerrok, halogeenvrye omhulselmengsels in hul standaardsisteem ingesluit nie. Inteendeel, vir middelspanningskable, waar die vereistes vir omhulselisolasieprestasie minder streng is, is laerrok, halogeenvrye omhulselmengsels reeds in die standaardsisteem ingesluit.

Kragnetmaatskappye het meerdere kabelindustrie-konferensies georganiseer, hoofsaaklik as gevolg van die swak prestasie van twee sleutelindikatore: die waterabsorpsiekoers van omhulsels onder verzadigde waterabsorpsietoestande en die isolasieweerstand onder verzadigde waterabsorpsietoestande.

Die brandweer situasie in hoogspanningskragskabeltunnels is ernstig. Tans word hoogspanningskable hoofsaaklik in brandstofvertragende modelle aangekoop. Soos die naam suggereer, is brandstofvertragende materiale konvensionele omhulselmateriale met bygevoegde formules soos brandstofvertragende middels, wat die materiale brandstofvertragende eienskappe gee. Die brandstofvertragende prestasie van algemene omhulsels word in Tabel 3 getoon.

As 'n voorbeeld van 'n PE-omhulsel, is brandstofvertragende PE standaard PE-omhulselmateriaal met bygevoegde brandstofvertragende middels. Brandstofvertragende middels is verdeel in anorganiese en organiese tipes. Tans gebruik die meeste produkte op die mark hoofsaaklik anorganiese brandstofvertragende middels, met algemene tipes insluitend magnesiumoxide en aluminiumoxide. Hierdie materiale absorbeer maklik vocht en ondergaan hydrasiereaksies onder normale toestande. Daarom word omhulselmateriaal tipies onmiddellik na aankoop in produksie gelaat; andersins kan vochtabsorpsie maklik plaasvind, wat lei tot tekortkominge soos holtes tydens persing. Slegs nadat die brandstofvertragende deeltjies gemikroniseer, oppervlakmodifiseer, en hul materiaalverenigbaarheid verhoog is, kan brandstofvertragende omhulselmengsels goeie verwerkbaarheid bereik.

Waterdichte kable verwys gewoonlik na kable met 'n volledige, geslote metalliese omhulsel. As 'n plastiek omhulsel as die waterdichte laag gebruik word, kan vocht deur die plastiek in die kabel indring. Vochtindringing is 'n relatief langsaam proses. Tydens werklike kabelbedryf kan die omhulselfoppertemperature so hoog as 60°C bereik, wat vochtindringing bespoedig. Daarom voldoen die isolasieweerstand van nuut gekommissioneerde kabelomhulsels algemeen aan vereistes. Echter, na 'n tydperk van bedryf daal die omhulselfilmisolasieweerstand van baie lyne skerp, en hierdie probleem word tipies binne 'n maand tot 'n jaar ontdek. Een die omhulselfilmisolasieweerstand tot 'n sekere vlak daal, stabiliseer en vertraag die tempo van afname.

2.4 Swak Barstbestendigheid van Laer-halogeen Kable

In Tabel 5 verwys ST2 na PVC, ST7 na PE, en ST8 na halogeenvry, laerrok materiaal. Vanuit die perspektief van omhulselmechaniese eienskappe, is die treksterkte en uitrekking by breuk van halogeenvry, laerrok materiaal beduidend swakker. Die installasie van halogeenvry, laerrok kable het streng vereistes, veral in buitelugareas in noordelike streke, omdat hierdie omhulsels geneig is om by lae temperature te barste en kan selfs tydens bedryf barste ontwikkel. Talryke soortgelyke gehaltevoorvalle het reeds met middel- en laespanningskable in China plaasgevind. Sommige konstruksieprojekte gebruik halogeenvry, laerrok kable tydens die winter, deels omdat die werk binnehuise gedoen word waar temperature hoër is.

Halogeenvry, laerrok kable word hoofsaaklik binnehuise in geboue en dichtbevolkte areas soos stasies, metrorail, en openbare geboue gebruik. Die kragafdeling van 'n nutsdiens tunnel behoort nie tot 'n dichtbevolkte area nie.

3. Gevolgtrekking

Op grond van die bo-uitsplitsing, presteer halogeenvry, laerrok materiale swakker as die huidige isolasiegraad brandstofvertragende omhulselmateriaal en is meer geneig om probleme te ondervind. Om hierdie rede het huidige hoogspanningskabelstandaarde soos GB/T 11017 en GB/T 18890 nog nie halogeenvry, laerrok omhulselmateriaal in hul standaardsisteem ingesluit nie.

Die "Klassifikasie van Brandgedrag vir Elektriese en Optiese Vaserkable" GB 31247 versterk brandgedragsbeheer. Dit is geskik vir dichtbevolkte areas soos metrorail en hoedraansporwegstasies, waar daar baie brandbare materiale is, weens veiligheidsbeskouings vir lewe en eiendom. Die meeste kable wat in hierdie areas gebruik word, is middel- of laespanningskable, waar die elektriese prestasievereistes nie so streng is as vir hoogspanningskable nie.

Het is veral belangrik om te let op dat die Klasse B-rangskikking in "Algemene Regels vir Brandstofvertragende of Vuurbestendige Elektriese Drade, Kable, of Optiese Kable" GB/T 19666 nie ekwivalent is aan die B1-rangskikking in "Klassifikasie van Brandgedrag vir Elektriese en Optiese Vaserkable" GB 31247 nie. Die twee standaarde het volledig verskillende brandprestasiekriteria en beoogde toepassingsareas. Hulle moet nie wisselbaar gebruik word nie. Dit word aanbeveel om hoogspanningskable te gebruik wat aan GB/T 19666 Klasse B voldoen, en nie om hoogspanningskable te gebruik wat aan GB 31247 B1 of B2-rangskikking voldoen nie. Alhoewel beide "B" gelabel is, behoort hulle tot verskillende standaardsisteme, wat tot volledig verskillende prestasie-uitslae lei. Die gebruik van hoogspanningskable wat aan GB 31247 B1 of B2-rangskikking voldoen, sou enorme druk op konstruksie- en bedryf- & instandhoudingafdelings plaas.

Gegewe die streng brandweervereistes in kragtunnels, na die opgradering van die brandstofvertragende rangskikking na Klasse B:

• Voor leidinge of direkte begrawing-installasies waar brandstofvertragendheid nie vereis word nie, kan PE-omhulsels (sonder brandstofvertragende addities, wat stabiele isolasieweerstand bied) gekies word.

• Voor hoogspanningskable geïnstalleer in tunnels, word PVC-omhulsels aanbeveel (die nadeel is die vrylating van giftige gasse tydens verbranding; die voordeel is dat formulering waterbestendigheid kan verhoog, en die isolasieweerstand is vergelyk met Klasse B brandstofvertragende PE-kable meer stabiel).

Verder word dit aanbeveel om spoedig saamgewerk navorsing op omhulselmateriaal en -strukture te begin om die konflik tussen isolasieweerstand en brandstofvertragendheid fundamenteel op te los.