АЭС являются объектами повышенной опасности, поэтому к ним предъявляются высокие требования по взрыво- и пожаробезопасности.
Кабели, применяемые на атомных электростанциях, должны обладать рядом таких свойств, как:
- нераспространение горения по кабельным коммуникациям при прокладке кабелей в пучках с высокой концентрацией горючей массы;
- пониженное выделение дыма, коррозионно-активных и опасных для здоровья продуктов горения;
- низкая токсичность выделяемых продуктов горения;
- обеспечение функционирования кабелей при пожаре объекта заданное время (до 3 часов).
В соответствии с ГОСТ 31565-2012 в обозначении марок кабельных изделий должны добавляться буквенные индексы, указывающие показатели пожарной опасности кабеля:
- кабельные изделия, не распространяющие горение при одиночной прокладке (без обозначения);
- кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке (исполнение — нг(А)). Кабель не распространяет горение при групповой прокладке («в пучках») по категории А;
- кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением (исполнение — нг(А)-LS). Индекс «LS» — сокращение от английского «lowsmoke» — «пониженное дымовыделение»;
- кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением (исполнение — нг(А)-FRLS). Индекс «FR» — сокращение от английского «fireresistant» – «огнестойкий»;
- кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении (исполнение - нг(А)-HF). Индекс «HF» – от английского «halogenfree» — «без галогенов»;
- кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении (исполнение — нг(А)-FRHF) Индекс «FR» —сокращение от английского «fireresistant» — «огнестойкий»;
Одним из основных путей предотвращения пожаров от электрических кабелей на АЭС является разработка и применение трудногорючих и не распространяющих горение защитных оболочек электрических кабелей, использование низкодымных материалов, позволяющих провести эвакуацию персонала АЭС, применение материалов не выделяющих коррозионно-активных газов с низким дымо- и газовыделением, введение огнестойких термических барьеров в конструкцию кабелей, сохраняющих работоспособность в условиях пожара.
При разработке серии пожаробезопасных кабелей для АЭС следует иметь в виду главную задачу — в случае возникновения пожара обеспечить нераспространение горения по кабельным коммуникациям при групповой прокладке кабелей и, таким образом, локализовать источник пожара с минимальным ущербом от прямого и косвенного воздействия огня.
Эти требования также необходимо учитывать и при разработке норм проектирования, и в процессе самого проектирования, и при строительстве и эксплуатации АЭС.
Разработка таких кабелей ведется в разных странах мира, и на этом пути уже имеется ряд достижений.
В 1985 году был утвержден Немецкий стандарт DIN VDE 0815 «Распределительные кабели и провода дляустановок связи и обработки информации». Пример маркировки кабелей по этому стандарту имеет следующий вид:
JE-Y(St)Y 1x2x0,8, где первые буквы «JE» означают, что это кабель для промышленной электроники и контроля технологических процессов, второй и четвертый символ - Y, определяет материализоляции и оболочки, в данном случае - ПВХ. Буквы (St) означают наличие в кабеле электростатического экрана.
Второй характерный типопредставитель — это кабель марки JE-LiYCYс экраном в виде оплетки из медной луженой проволоки.
В соответствии со стандартом DIN VDE 0815 и Европейской директивой о строительной продукции кабели марки JE-Y(St)Y, JE-LiYCY не предназначены для групповой прокладки и не обладают свойствами повышенной пожарной безопасности.
Такие кабели приводят:
- к распространению пламени при прокладке его группой (пучком);
- дымообразование таких кабелей может привести к невозможности эвакуации персонала из помещений;
- при горении марок JE-Y(St)Y, JE-LiYCY выделяются галогенсодержащие вещества, которые полностью выводят из строя программно-технические средства АСУТП.
Учитывая опыт отечественных и международных разработок, требования Российского законодательства к кабельной продукции в том числе требования технических регламентов по пожарной безопасности, ОАО «ВНИИКП» совместно с кабельными заводами России разработало серию кабелей.
Первым опытом было создание кабелей марок КУППнг(А)-HF и КУППлнг(А)-HF по ТУ 3561-411-00217053-2009. Конечно же, в первую очередь учтены все требования пожарной безопасности.
- Кабели не должны распространять горение при групповой прокладке по категории А
- Дымообразование при горении и тлении кабелей не должно приводить к снижению светопроницаемости в испытательной камере более чем на 40%.
- для кабеля с индексом «нг(А)-FRHF» огнестойкость должна быть не менее 90 мин.
- Эквивалентный показатель токсичности продуктов горения кабеля должен быть более 40 г/м3.
- Значения показателей коррозионной активности продуктов дымогазовыделения при горении и тлении материалов изоляции и оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов, должны соответствовать указанным в таблице:
| Наименование показателя | Значение |
|---|---|
| 1. Содержание газов галогеносодержащих кислот в пересчёте на HCl, мг/г, не более | 5,0 |
| 2. Удельная проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами дымогазовыделения, мкСм/мм, не более | 10,0 |
| 3. Показатель pH , не менее | 4,3 |
Необходимо обратить внимание на те требования, которые были согласованы и учтены при разработке.
В частности, кроме основных требований, например сопротивление токопроводящих жил и изоляции, учтены дополнительные требования ФГУП «ВНИИА» и ОАО «СПбАЭП» к механическим параметрам:
- Стойкость к монтажным изгибам (10-ти кратный изгиб на угол ±900 вокруг пары цилиндров диаметром, равный пятикратному максимальному наружному диаметру кабеля)
- Сохранение работоспособности при воздействии землетрясения интенсивностью 9 баллов по MSK при размещении над нулевой отметкой до 60 м в соответствии с ГОСТ 30546.1
Требования ФГУП «ВНИИА» и ОАО «СПбАЭП» к электрическим параметрам:
- омическая асимметрия жил в рабочей паре не более 3%;
- нормируемые коэффициенты затухания в диапазоне частот от 0,8 кГц до 100 МГц;
- переходное затухание на ближнем конце на частоте 0,8 кГц не менее 70 дБ, а также нормируемое в диапазоне частот до 100 МГц;
- нормируемое волновое сопротивление на частотах 0,8 или 1,0; 31,25 и 1000 кГц;
- емкостная асимметрия пар кабелей по отношению к экрану на частоте 0,8 или 1,0 кГц не более 3700 пФ/км;
- индуктивность пар кабелей на частоте 1,0 кГц не более 0,7 мГн/км.
В результате опыта по изготовлению первой серии кабелей для цепей управления и контроля, с учетом требований потребителей и таких организаций, как ОАО «ВНИИАЭС», ОАО «Атомэнергопроект», ФГУП «ВНИИА», а также ГУП «Московский Метрополитен» и ОАО «РЖД» были разработаны кабели марок КУППмнг(А)-HF ТУ 3561-441-00217053-2012 с многопроволочными жилами с использованием безгалогенных материалов с экраном в виде оплетки из медных луженых проволок.
Затем серия кабелей огнестойких марки КУППмнг(А)-FRHF ТУ 3561-441-00217053-2012.
Также разработаны кабели марок КУППлнг(А)-FRHFи КУППнг(А)-FRHF ТУ 3561-442-00217053-2012 с экраном из ламинированной алюминиевой фольги и контактной медной луженой проволокой.
Особое внимание следует обратить, что эти кабели на сегодняшний день не имеют аналогов, максимально соответствуют требованиям законодательства и обеспечивают все требования в части безопасности.
Идентификация маркировки в таких кабелях (расцветка по изоляции, кольца по изоляции жилы для каждого пучка и цветная лента по пучку) упрощает визуальный контроль, что исключает ошибки при монтаже.
Описание маркировки.
Пары в элементарном пучке должны иметь основную расцветку:
| Условный номер пары в элементарном пучке или сердечнике | Обозначение и расцветка жил в паре | |||
|---|---|---|---|---|
| жила «а» | жила «б» | |||
| 1 | голубой | красный | ||
| 2 | серый | жёлтый | ||
| 3 | зелёный | коричневый | ||
| 4 | белый | фиолетовый | ||
На основную расцветку изоляции жил в каждом элементарном пучке должна быть нанесена дополнительная расцветка (маркировка) в виде группы поперечных полуколец (полос) чёрного цвета. Число полуколец (полос) в группе и их ширина для каждого элементарного пучка должны соответствовать указанным в таблице.
Расстояние между группами поперечных полуколец должно быть 50-70 мм.
Расстояние между полукольцами в группе должно быть 4-6 мм.
Ширина поперечного полукольца (полосы) с 1 по 5 пучок- 1-2 мм
Ширина поперечного полукольца (полосы) с 6 по 10 пучок- 7-8 мм
| Номер пучка | Количество полуколец (полос) |
| 1 |  |
| 2 |  |
| 3 |  |
| 4 |  |
| 5 |  |
| 6 |  |
| 7 |  |
| 8 |  |
| 9 |  |
| 10 |  |
На элементарные пучки должна быть наложена по открытой спирали скрепляющая обмотка из цветных синтетических нитей или узких синтетических лент.
Элементарные пучки должны иметь расцветку скрепляющих элементов:
| Условный номер элементарного пучка | Цвет скрепляющих элементов |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Голубой Оранжевый Зеленый Коричневый Серый Белый Красный Черный Желтый Фиолетовый |
В маркировке кабелей марок дополнительно применяются мерные метки на оболочке, что исключает ошибки при измерении длины кабеля в процессе монтажных работ.
Исполнение кабелей с многопроволочными жилами увеличивает гибкость кабеля. Исполнение с медной оплеткой имеет выше уровень экранирования и защищает контуры передачи от электромагнитных помех.
Наружный диаметр изолированной жилы строго регламентирован, что позволяет увеличить плотность монтажа в оборудовании.
Такие кабели позволяют производить монтаж по технологии Maxi-Termi-Point, что существенно ускоряет присоединение измерительных преобразователей и исполнительных механизмов к программно-техническим средствам АСУТП, что подтверждено испытаниями и опытом практического монтажа.
Таким образом, серия кабелей, разработанная ОАО «ВНИИКП» и выпускаемая ЗАО «Завод «Энергокабель» обеспечивает на сегодня высокий уровень пожарной безопасности, электробезопасности, а также удобство монтажа при отличном качестве изготовления и надежности поставляемой продукции по конкурентоспособной цене. Данная серия кабелей обеспечивает полное импортозамещение, учитывает все требования, заложенные при проектировании программно-технических средств АСУТП и все требования Федеральных законов.
