РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДЖЕННЯ З ВИЗНАЧЕННЯ КРИТЕРІЇВ ОЦІНКИ І УМОВ
ВИПРОБУВАНЬ КАБЕЛІВ І ПРОВОДІВ НА ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я
2.1. Дослідження з визначення випробувального полум'я і умов його дії на кабелі та проводи
Аналіз методів випробувань показав, що в чинному в Україні стандарті ГОСТ 12176 [81] для випробувань кабелів і проводів на поширення полум'я використовують джерело полум'я, яке Міжнародною електротехнічною комісією в ІЕС 60332-1 [87] замінено на джерело полум'я потужністю 1 кВт за ІЕС 60695-2-4/1 [95]. Для перевірки теплових характеристик цих джерел полум'я застосовують різні методи їх калібрування. Спосіб прикладання випробувального полум'я потужністю 1 кВт за ІЕС 60332-1 відрізняється від способу прикладання цього полум'я, рекомендованого в ІЕС 60695-2-4/1, який застосовують для випробувань інших елементів електропроводки за стандартами [91 - 94].
У зв'язку з цим проведено дослідження [84, 85] з визначення випробувального полум'я і умов його дії, за яких можуть бути отримані більш жорсткі результати випробувань кабелів і проводів на поширення полум'я.
Для визначення відмінностей у теплових характеристиках джерел полум'я проводилось їх калібрування за методами, визначеними у ГОСТ 12176 [81] і ІЕС 60695-2-4/1 [95]. Схеми визначення теплових характеристик джерел полум'я представлені на рис. 2.1 і 2.2. Виконано вимірювання тривалості плавлення мідного дроту і тривалості нагрівання мідного блоку від (100 ? 2) ?С до (700 ? 3) ?С. Для забезпечення вимірювання тривалості зростання температури мідного блоку у вказаному температурному діапазоні використовувалась вимірювально-інформаційна система "Термоконт". Дискретність вимірювання температури становила 0,5 с. Результати вимірювань теплових характеристик джерел полум'я надано в таблиці 2.1.
Рис. 2.1. Калібрування випробувального полум'я за ГОСТ 12176 [81]
Рис. 2.2. Калібрування випробувального полум'я за ІЕС 60695-2-4/1 [95]
Таблиця 2.1.
Результати вимірювань теплових характеристик джерел полум'я
Тип випробувального
полум'я Тривалість плавлення
мідного дроту, с
(4 ? t ? 6)Тривалість нагрівання мідного блоку від
100 ?С до 700 ?С, с
((t1+t2+t3) / 3 = 45 ? 5)Полум'я за ГОСТ 12176:
дослід № 1
дослід № 2
дослід № 3
середнє значення
5,0
5,6
5,6
5,4
62,0
62,4
61,0
61,8Полум'я 1 кВт за
ІЕС 60695-2-4/1:
дослід № 1
дослід № 2
дослід № 3
середнє значення
4,2
5,2
5,0
4,8
46,0
46,6
44,4
45,7
З наведеного в табл. 2.1 видно, що спосіб калібрування джерел полум'я за ГОСТ 12176 [81] не виявив суттєвих відмінностей у їх теплових характеристиках. Калібрування цих джерел за ІЕС 60695-2-4/1 [95] показує (див. рис. 2.3), що полум'я потужністю 1 кВт має більшу інтенсивність зростання температури ніж полум'я за ГОСТ 12176.
Т, ?С
t, c
Рис. 2.3. Криві нагрівання мідного блоку під час калібрування випробувального полум'я
Для виявлення залежності характеристик горіння кабелів і проводів від джерел полум'я проведено дослідження кабелів АВВГ 2?2,5, АВВГ 4?4 і КРГД 4?4. Обрано кабелі з полівінілхлоридною і гумовою ізоляцією, з матеріалів які знайшли широке використання для виготовлення цієї продукції.
На підставі проведеного аналізу встановлено оцінку стійкості кабелів до поширення полум'я виконувати за найбільш жорсткими критеріями, встановленими в ІЕС 61386-1 [92]:
- довжина звугленої частини зразків, яка вимірюється між точкою прикладання полум'я і верхньою границею зони обвуглювання не більше 400 мм;
- довжина звугленої частини зразків, яка вимірюється між точкою прикладання полум'я і нижньою границею зони обвуглювання не більше 50 мм;
- тривалість самостійного горіння зразків не більше 30 с;
- відсутність часток, що відокремлюються від зразків і призводять до займання шару паперу, яким вкрита дерев'яна дошка товщиною 10 мм, розташована під зразком.
Результати досліджень кабелів за умов прикладання до них випробувального полум'я за ГОСТ 12176 [81] і ІЕС 60695-2-4/1 [95] представлено в таблиці 2.2. Визначено відповідність кабелів встановленим критеріям. За умов впливу цих джерел полум'я від зразків не відділялись палаючі частки, і отримано не суттєву різницю в 2 мм між значеннями довжини звугленої частини кабелів між точкою прикладання полум'я і нижньою границею зони обвуглювання.
Для порівняння отриманих результатів розраховувалось відносне відхилення між середніми максимальними і мінімальними значеннями довжини звугленої частини кабелів і тривалості самостійного їх горіння за формулою [97]
, (2.1)
де ? - відносне відхилення між максимальним середнім Gmax і мінімальним середнім Gmin значенням показника %.
Таблиця 2.2.
Результати досліджень стійкості кабелів до поширення полум'я
за умов прикладання різних джерел полум'я
Номер
зразкаТривалість прикладання полум'я до зразка, сВідокремлення від зразка часток, що призводять до займання шару паперуТривалість самостійного горіння зразка (tг) , сДовжина звугленої частини зразка між точкою прикладання полум'я і верхньою границею зони обвуглювання (L1) , ммДовжина звугленої частини зразка між точкою прикладання полум'я і нижньою границею зони обвуглювання (L2), ммАВВГ 2?2,5Полум'я потужністю 1 кВт за ІЕС 60695-2-4/11
360
60
60не зафіксовано
не зафіксовано
не зафіксовано17,6
17,2
16,4131
127
12524
25
25Середнє значення17,112824,7Полум'я за ГОСТ 12176 1
360
60
60не зафіксовано
не зафіксовано
не зафіксовано11,4
12,0
13,4122
127
12823
24
24Середнє значення12,312623,7Відносне відхилення39,0 %1,59 %4,22 %АВВГ 4?4Полум'я потужністю 1 кВт за ІЕС 60695-2-4/11
360
60
60не зафіксовано
не зафіксовано
не зафіксовано19,6
1