Παρατηρήσεις και Συστάσεις για την Επιλογή Πυραντοχών Καλωδίων Υψηλής Τάσης
1. Κατηγορίες Πρότυπων Αντιφλογερών Καλωδιών
Το σύστημα προτύπων αντιφλογερών καλωδίων χωρίζεται σε δύο κύριες κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία ακολουθεί το «Διάχωρισμα Συμπεριφοράς Καύσης για Ηλεκτρικά και Διαφωτικά Καλώδια» GB 31247. Τα καλώδια που συμμορφώνονται με αυτό το σύστημα προτύπων είναι ευρέως χρησιμοποιούμενα σε πυκνοκατοικημένες περιοχές όπως τα ταχύτροχα και τα μετρό. Αυτό το πρότυπο επιβάλλει αυστηρές απαιτήσεις σε παραμέτρους όπως την πυκνότητα της καπνού, την εκλεύκτρωση θερμότητας και τη συνολική παραγωγή καπνού, και τα καλώδια συνήθως χρησιμοποιούν υλικά με χαμηλή παραγωγή καπνού και χωρίς αλόγονα.
Η δεύτερη κατηγορία είναι το «Γενικά Κανόνες για Αντιφλογερά ή Πυροστεντόρες Ηλεκτρικά, Καλώδια ή Διαφωτικά Καλώδια» GB/T 19666. Πριν από την εισαγωγή του GB 31247, αυτό το πρότυπο εφαρμόζονταν ευρέως σε όλους τους τύπους εγκαταστάσεων στην Κίνα. Το σύστημα GB/T 19666 καθορίζει επίσης τιμές για παραμέτρους όπως την πυκνότητα του καπνού, και κατά την προσφορά, συχνά καθορίζονται επιπλέον προθέγγειες, όπως WD (χαμηλή παραγωγή καπνού, χωρίς αλόγονα). Τα αντίστοιχα πρότυπα δοκιμών για την κατηγορία αντιφλογερών καλωδίων είναι δείχνονται στο παρακάτω πίνακα:
Κατηγορία Προτύπων για Σημείο 1: Το πρότυπο «Γενικά Κανόνες για Αντιφλογερά ή Πυροστεντόρες Ηλεκτρικά, Καλώδια ή Διαφωτικά Καλώδια» GB/T 19666 χρησιμοποιεί τις γνωστές κατηγορίες ZA, ZB, ZC σε ιδρύματα ενεργειακού σχεδιασμού. Ωστόσο, η αναφερόμενη μέθοδος δοκιμής, «Δοκιμή οριζόντιας διάδοσης φλάκας σε ομάδα καλωδίων ή διαφωτικών καλωδίων υπό συνθήκες πυρκαγιάς – Μέρος 3: Μέθοδοι δοκιμής για ομάδα καλωδίων ή διαφωτικών καλωδίων» GB 18380.3-2001, έχει αποσυρθεί. Αυτό το πρότυπο δοκιμής βασίζεται στο IEC 60332-3-25:2000, «Δοκιμές ηλεκτρικών και διαφωτικών καλωδίων υπό συνθήκες πυρκαγιάς – Μέρος 3-25: Δοκιμή οριζόντιας διάδοσης φλάκας σε κατακόρυφα εγκατασταθέντα καλώδια – Κατηγορία D».
Κατηγορία Προτύπων για Σημείο 2: Το πρότυπο «Αντιφλογερά και Πυροστεντόρες Καλώδια – Μέρος 1: Αντιφλογερά Καλώδια» GA 306.1-2007, κατηγορίζει τα καλώδια με βάση τις ενημερωμένες μεθόδους δοκιμής GB 18380.31~36-2008, οι οποίες αντικατέστησαν το GB 18380.3-2001. Η κύρια διάκριση είναι η προσθήκη πρόσθετων κριτηρίων, όπως τοξικότητα του καπνού (GB 20285), διαφανής μεταφορά φωτός και αντοχή στην οξείδωση, διαιρώντας τις κλάσεις A, B και C σε πέντε διαφορετικές κατηγορίες.
Κατηγορία Προτύπων για Σημείο 3: Το «Διάχωρισμα Συμπεριφοράς Καύσης για Ηλεκτρικά και Διαφωτικά Καλώδια» GB 31247 είναι το πιο πρόσφατο πρότυπο. Η αντίστοιχη μέθοδος δοκιμής είναι «Χαρακτηριστικά διάδοσης φλάκας, εκλεύκτρωσης θερμότητας και παραγωγής καπνού σε καλώδια ή διαφωτικά καλώδια υπό συνθήκες πυρκαγιάς» GB 31248, η οποία αναφέρεται στο EN 50399:2011, «Κοινές μεθόδοι δοκιμής για καλώδια υπό συνθήκες πυρκαγιάς – Εξαγωγή δεδομένων για την εκλεύκτρωση θερμότητας και παραγωγή καπνού για τη δοκιμή οριζόντιας διάδοσης φλάκας σε ομάδα καλωδίων και διαφωτικών καλωδίων – Συσκευή, διαδικασία και γενικά αποτελέσματα». Η κύρια διαφορά είναι ότι αξιολογεί τη διάδοση φλάκας, τη συνολική εκλεύκτρωση θερμότητας, το κορύφωμα της εκλεύκτρωσης θερμότητας και τη συνολική παραγωγή καπνού. Τα κριτήρια μεταξύ αυτών των δύο συστημάτων κατηγοριοποίησης διαφέρουν σημαντικά. Το σύστημα GB 31247 (κλάση B1) επικεντρώνεται στα χαρακτηριστικά χαμηλών αλόγονων και χαμηλής παραγωγής καπνού, οπότε οι κατηγορίες δεν είναι άμεσα ισοδύναμες. Ακόμη και η κλάση «B» στο σύστημα ZA/ZB/ZC δεν εκπληρώνει τις απαιτήσεις της κλάσης B1.
2. Λόγοι για τους οποίους η Κλάση B1 δεν είναι διαθέσιμη για Υψηλής Τάσης Καλώδια
2.1 Έλλειψη Υλικών Χαμηλής Παραγωγής Καπνού και Αντοχής στην Οξείδωση
Η επίτευξη χαμηλής παραγωγής καπνού συνήθως απαιτεί τη χρήση βιτρίνης. Ωστόσο, η βιτρίνη δεν εκπληρώνει τις απαιτήσεις αντοχής στην οξείδωση, και η χρήση της απαγορεύεται από τα ευρωπαϊκά πρότυπα. Συνεπώς, το κριτήριο της χαμηλής παραγωγής καπνού δεν μπορεί να εκπληρωθεί. Τα ηλεκτρικά καλώδια υψηλής τάσης χρησιμοποιούν μεταλλική αλουμινίου λεπίδα με δομή αντιοξειδωτικής βιτρίνης, η οποία παράγει σημαντικό καπνό κατά την καύση. Εντούτοις, στο εξωτερικό, η βιτρίνη ή η ζεστή σύνθεση είναι συνήθως χρησιμοποιούνται, αυτή η δομή δεν έχει κατασκευαστεί από κανένα εγχώριο κατασκευαστή, ούτε χρησιμοποιείται σε κανένα μηχανικό έργο. Συνεπώς, το πεδίο υλικών για την εξωτερική λεπίδα των καλωδίων υψηλής τάσης περιορίζει την ικανότητα επίτευξης της χαμηλής παραγωγής καπνού που απαιτείται για την κλάση B1.
2.2 Μείωση της Αντίστασης Ισολήψεως σε Καλώδια Χαμηλών Αλόγονων
Μια σημαντική διαφορά μεταξύ καλωδίων υψηλής και μεσαίας τάσης είναι η επιλογή του υλικού της εξωτερικής λεπίδας. Λόγω της υψηλής ικανότητας ρεύματος, της υψηλής υπερτάσης και της μονοκύκλιας σχεδίασης των καλωδίων υψηλής τάσης, η εξωτερική λεπίδα πρέπει να έχει εξαιρετικές ιδιότητες ισολήψεως για λόγους λειτουργικής ασφάλειας. Συνεπώς, η εξωτερική λεπίδα των καλωδίων υψηλής τάσης καθορίζεται ως «ισοληπτική κλάση», ενώ τα καλώδια μεσαίας τάσης χρησιμοποιούν «λεπίδα κλάσης».
Ωστόσο, τα υλικά λεπίδας χαμηλής παραγωγής καπνού και χωρίς αλόγονα περιέχουν μεγάλες ποσότητες ανόργανων αντιφλογερών, που αποτελεί σε σχετικά χαμηλή αντίσταση ισολήψεως. Η τρέχουσα αντίσταση ισολήψεως των υλικών λεπίδας ακολουθεί τη σειρά: PE ≥ Αντιφλογερή PE ≥ PVC ≥ Σειρά χαμηλής παραγωγής καπνού, χωρίς αλόγονα. Λόγω αυτού, τα τρέχοντα πρότυπα καλωδίων υψηλής τάσης όπως το GB/T 11017 και το GB/T 18890 δεν έχουν ενσωματώσει υλικά λεπίδας χαμηλής παραγωγής καπνού στα συστήματα προτύπων. Σε αντίθεση, για τα καλώδια μεσαίας τάσης, όπου οι απαιτήσεις για την ισολήψεως της λεπίδας είναι λιγότερο αυστηρές, τα υλικά λεπίδας χαμηλής παραγωγής καπνού έχουν ήδη ενσωματωθεί στο σύστημα προτύπων.
Οι εταιρείες ενεργειακού δικτύου έχουν οργανώσει πολλές διασκέψεις του κλάδου των καλωδίων, κυρίως λόγω της κακής επίδοσης δύο βασικών δεικτών: της απορροφητικότητας νερού της εξωτερικής λεπίδας υπό συνθήκες κατάκτησης νερού και της αντίστασης ισολήψεως υπό συνθήκες κατάκτησης νερού.
Η προστασία από την πυρκαγιά στους υπόγειους διαδρόμους καλωδίων υψηλής τάσης είναι σοβαρή. Σήμερα, τα καλώδια υψηλής τάσης αγοράζονται κυρίως σε μοντέλα αντιφλογερών. Όπως υποδηλώνει ο όρος, τα υλικά αντιφλογερών είναι συνήθη υλικά λεπίδας με προσθήκη συστασιών, όπως αντιφλογερών, που ενδυναμώνουν τα υλικά με ιδιότητες αντιφλογερών. Η επίδοση αντιφλογερών των συνηθισμένων λεπίδων είναι δείχνεται στον Πίνακα 3.
Παραδείγματος χάρη, η λεπίδα PE, η αντιφλογερή PE είναι συνήθη υλικό λεπίδας PE με προσθήκη αντιφλογερών. Τα αντιφλογερά διαιρούνται σε ανόργανα και οργανικά. Σήμερα, περισσότερα προϊόντα στην αγορά χρησιμοποιούν κυρίως ανόργανα αντιφλογερά, με κοινούς τύπους που περιλαμβάνουν οξυδιού χρώμιου και οξυδιού αλουμίνιου. Αυτά τα υλικά απορροφούν εύκολα υγρά και υποκείμενοι σε αντιδράσεις υδρατίσης υπό συνθήκες. Συνεπώς, τα υλικά λεπίδας είναι συνήθως παράγονται αμέσως μετά την αγορά, διαφορετικά, η απορροφητικότητα υγρών μπορεί να οδηγήσει σε ελλείψεις, όπως κενά κατά την εκφορτώση. Μόνο μετά την μικρονοικοποίηση των σωματιδίων αντιφλογερών, την επεξεργασία επιφάνειας και την ενίσχυση της συμβατότητας των υλικών, τα υλικά λεπίδας μπορούν να επιτευχθούν καλή επεξεργασιμότητα.
Τα ορεξικά νερού καλώδια αναφέρονται συνήθως σε καλώδια με ολόκληρη, σφραγισμένη μεταλλική λεπίδα. Εάν χρησιμοποιείται πλαστική λεπίδα ως ορεξικός στρώμα, το νερό μπορεί να εισέλθει στο καλώδιο μέσω του πλαστικού. Η εισαγωγή νερού είναι ένα σχετικά αργό διαδικασία. Κατά την πραγματική λειτουργία των καλωδίων, η θερμοκρασία επιφάνειας της λεπίδας μπορεί να φτάσει μέχρι 60°C, η οποία επιταχύνει την εισαγωγή νερού. Συνεπώς, για τις νέες λειτουργίες λεπίδων, η αντίσταση ισολήψεως συνήθως πληροί τις απαιτήσεις. Ωστόσο, μετά από μια περίοδο λειτουργίας, η αντίσταση ισολήψεως της λεπίδας πολλών γραμμών μειώνεται αιφνιδιαστικά, και αυτό το πρόβλημα συνήθως ανακαλύπτεται μέσα σε μερικούς μήνες έως περίπου ένα έτος. Όταν η αντίσταση ισολήψεως της λεπίδας μειώνεται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, η ταχύτητα μείωσης τείνει να σταθεροποιηθεί και να επιβραδύνει.
2.4 Κακή Αντοχή σε Ρωγμές των Καλωδίων Χαμηλών Αλόγονων
Στον Πίνακα 5, ST2 αναφέρεται στο PVC, ST7 στο PE και ST8 στο υλικό χαμηλών αλόγονων, χ
