Requisitos para cableado resistente al fuego en Rusia y países extranjeros. Un intento de análisis.

Requisitos para cableado resistente al fuego en Rusia y países extranjeros . Un intento de análisis.

Requisitos para cableado resistente al fuego en Rusia y países extranjeros. Intenta analizar

Desde hace más de un año están en vigor la Ley Federal 123-FZ «Reglamentos técnicos sobre requisitos de seguridad contra incendios», nuevos conjuntos de reglas y normas estatales de seguridad contra incendios. Se ha iniciado toda una serie de nuevas normas que contienen requisitos fundamentalmente nuevos de seguridad contra incendios para productos de cable. Por ejemplo, durante el año pasado, el uso de productos relativamente nuevos: cables resistentes al fuego con los tipos de diseño «ng-FRLS» o «ng-FRHF» se ha convertido en una necesidad común. Hoy en día es evidente que existen algunos problemas asociados con el uso de estos cables. Estos problemas se deben principalmente a la novedad de los propios requisitos reglamentarios.

Este artículo intenta realizar un análisis comparativo de los requisitos para el cableado resistente al fuego en Rusia y en algunos países extranjeros. países.

REQUISITOS REGLAMENTARIOS PARA SISTEMAS DE CABLES RESISTENTES AL FUEGO EN RUSIA

De acuerdo con GOST R 53315, el principal campo de aplicación de los cables «ng-FRLS» y «ng-FRHF» es el tendido de circuitos de suministro de energía para receptores eléctricos de sistemas de protección contra incendios, quirófanos y equipos de reanimación y anestesia en hospitales y hospitales, así como otros receptores eléctricos que deban permanecer operativos en condiciones de incendio. Se pueden distinguir las siguientes características distintivas de este tipo de cables:

• posibilidad de uso en instalaciones grupales (teniendo en cuenta el volumen de masa combustible por 1 m de línea de cable);
• manteniendo la operatividad durante al menos 180 minutos. cuando el cable está expuesto a la llama de un quemador de gas;
• baja toxicidad de los productos de combustión;
• baja emisión de humo;
• baja corrosividad de los productos de combustión.

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Los cables «NG-FRHF» deben diferenciarse de los cables «ng-FRLS» por una emisión de humo aún menor y una corrosividad aún menor de los productos de combustión.

Los requisitos generalizados del estándar GOST R 53315 para las pruebas de certificación de cables «ng-FRLS» y «ng*FRHF» se dan en la Tabla 1. Cabe señalar que hoy en día solo existen dos parámetros obligatorios de cables que se verifican durante la certificación. Pruebas: límite de propagación de llama y límite de resistencia al fuego. Como se indica en [5], GOST R 53315 se compiló para el futuro y, por lo tanto, los indicadores restantes se incluirán en la lista de obligatorios tan pronto como la base de laboratorio de los centros de pruebas esté lista. Así, hoy en día, durante las pruebas de certificación de cables, no se comprueban los indicadores PKA, PTPM y PD, y esto hay que recordarlo.

De acuerdo con GOST R 53315, los cables «ng-FRLS» y «ng-FRHF» deben resistir pruebas de retardo de llama en condiciones de instalación grupal según la categoría A, es decir. cuando el volumen de masa combustible de 1 m de cables alcance los 7 litros. Estas son las condiciones de instalación más «estrictas». El método de prueba cumple con GOST R IEC 60332. Las muestras de cable montadas verticalmente se exponen a la llama de un quemador de gas durante 40 minutos. Después de apagar el quemador de gas, la longitud de la parte carbonizada de los cables no debe exceder los 2,5 m.

De acuerdo con GOST R 53315, los cables «ng-FRLS» y «ng-FRHF» deben permanecer operativos durante al menos 180 minutos. cuando se expone a la llama de un quemador de gas. Estas pruebas se llevan a cabo en un banco de acuerdo con GOST R IEC 60331-11. Durante la prueba, la muestra de cable se instala en posición horizontal. Para evitar deformaciones, un extremo de la muestra se fija firmemente mediante abrazaderas especiales y el otro puede moverse libremente sobre un soporte para no interferir con el posible alargamiento de la muestra debido a la exposición a la temperatura. Se considera que el cable pasó la prueba con éxito si después de 180 minutos. conservó su capacidad de transmitir corriente eléctrica.

Las pruebas de acuerdo con GOST R 53315 no nos permiten juzgar completamente el comportamiento de un producto de cable como parte de una línea de cable en condiciones reales de incendio, cuando el cable está rígidamente sujeto a la estructura portante y cuando la temperatura afecta el cable. y la estructura que soporta los cables puede estar muy por encima de 750 ° C. Por lo tanto, se desarrolló un estándar fundamentalmente nuevo: GOST R 53316, según el cual se debe probar una línea de cable, y no un cable separado. El equipo de prueba y las condiciones de prueba cumplen con GOST 30247.0, cuando se crea el llamado régimen de temperatura estándar dentro de un horno especial: la temperatura aumenta de acuerdo con una ley determinada y puede alcanzar más de 1100 ° C. Una línea de cable, por ejemplo, Se coloca una caja o bandeja de metal con los cables colocados y se fija de forma segura dentro del horno, los cables se fijan rígidamente al sistema de soporte de cables. También se aplica una carga equivalente en forma de barras metálicas y cadenas al sistema de soporte de cables. De esta forma se simula el impacto de un incendio en una línea de cable real. Se considera que la línea de cable ha superado con éxito la prueba si, durante un período de tiempo determinado, los cables que la componen conservan la capacidad de transmitir electricidad o señales. Puede encontrar información más detallada sobre los métodos para probar la resistencia al fuego de varios tipos de cables en las normas pertinentes enumeradas en la Tabla 1.

Tabla. 1. Requisitos GOST R para probar cables “ng-FRLS” y “ng-FRHF”

Cabe señalar que los estándares nacionales no imponen ningún requisito específico a los productos de cable y estructuras de soporte de cables con respecto al tiempo que permanecen operativos cuando se prueban de acuerdo con GOST R 53316. El desarrollador debe establecer el tiempo de exposición a condiciones de temperatura estándar. (fabricante) de la línea de cable. Las lagunas obvias en los estándares nacionales incluyen la falta de requisitos y disposiciones claros sobre cómo exactamente se deben instalar las líneas en los sistemas de protección contra incendios, incluida una gradación clara de exactamente qué circuitos deben usarse líneas de cables resistentes al fuego.

Tabla. 2. Comparación de algunos estándares para pruebas de cables

Rusia está avanzando en el camino de armonizar sus normas con las internacionales y, en primer lugar, con las europeas. La Tabla 2 proporciona información sobre los estándares de prueba de cables en países europeos seleccionados. Las características distintivas de algunos de los estándares se indican en la Tabla 3.

Tabla. 3. Características distintivas de algunos estándares

NORMAS NFPA Y RESISTENCIA AL FUEGO DEL CABLEADO ELÉCTRICO

Las normas norteamericanas de NFPA son ampliamente conocidas y respetadas en muchos países del mundo. Es seguro decir que los códigos NFPA han experimentado mejoras significativas en los últimos años para mejorar la confiabilidad del cableado eléctrico crítico. En gran medida, el impulso para esto fueron las recomendaciones del NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología). El 26 de octubre de 2005, el laboratorio de construcción y seguridad contra incendios de este instituto publicó un informe que reflejaba los resultados de un análisis de la tragedia ocurrida en el World Trade Center el 11 de septiembre de 2001. Además de los resultados de la investigación, el informe hizo recomendaciones destinadas a aumentar la seguridad de los edificios y sus ocupantes. Las siguientes recomendaciones fueron de particular importancia para la industria del cable:

• los edificios deben tener un límite de resistencia al fuego más alto, para ello es necesario centrarse en mejorar la base técnica;
• Se deben desarrollar nuevos métodos para mejorar la resistencia al fuego de las estructuras de los edificios, incluido el desarrollo y prueba de nuevos recubrimientos y tecnologías retardadores de fuego, así como sistemas activos de protección contra incendios;
• La evacuación de los edificios y la respuesta a emergencias deben ser mejorado, incluidos ascensores resistentes al fuego y sistemas de comunicaciones de emergencia
• es necesario mejorar las disposiciones y la práctica de aplicar los requisitos de los documentos reglamentarios para el diseño, construcción, mantenimiento y operación de todos los edificios.
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Estas recomendaciones tuvieron un impacto directo en la aparición de cables de potencia, control, señalización y comunicación resistentes al fuego designados por el índice CI. Estos cables están diseñados para aumentar la capacidad de supervivencia de los sistemas de seguridad en edificios con un gran número de personas: edificios de gran altura, escuelas, hospitales, estaciones de tren o centros de transporte con un gran tráfico de pasajeros. Durante los años siguientes, se realizaron los ajustes apropiados a los códigos de construcción y seguridad contra incendios.

Por ejemplo, NFPA 72, edición de 2002, contenía el requisito (cláusula 6.9.4.3) de que todas las secciones de los circuitos eléctricos necesarios para el funcionamiento de las alarmas contra incendios deben estar protegidas hasta el punto de entrada a la zona de alarma contra incendios a la que sirven. Se permitió utilizar cualquiera de los siguientes métodos de protección:

• uso de un cable o sistema de cables con un límite de resistencia al fuego de 2 horas;
• uso de cercas de cables con estructuras de construcción con un límite de resistencia al fuego de 2 horas;
• el uso de cualquier otro método aprobado por la autoridad supervisora ​​autorizada.

En la edición NFPA 72 de 2007, la lista de métodos para proteger el cableado eléctrico de los efectos del fuego se ampliaron los peligros (cláusula 6.9.10.4 .2) y se permitió:

• utilizar un cable con el índice CI (CI — el cable mantiene el funcionamiento del circuito eléctrico en condiciones de incendio ) con un límite de resistencia al fuego de 2 horas;
• utilizar un sistema de cables (sistema de protección de circuitos eléctricos) con un límite de resistencia al fuego de 2 horas;
• utilizar cercas de cables con estructuras de construcción con un límite de resistencia al fuego de 2 horas;
• utilizar cualquier otro método aprobado por la autoridad supervisora ​​autorizada;
• Utilice protección total del edificio con un sistema de rociadores automáticos de acuerdo con NFPA 13 e instale alambres o cables en conductos metálicos de acuerdo con los requisitos del artículo 760 de NFPA 70. .

Se han realizado cambios significativos a la actual NFPA 72, edición de 2010. Por lo tanto, ha aparecido un capítulo especial dedicado al cableado eléctrico y las líneas de comunicación, y en él se definen cuatro «niveles de supervivencia» del cableado eléctrico:

• Nivel 0. El cableado a este nivel no requiere ningún medio de supervivencia.
• Nivel 1 El cableado eléctrico es Nivel 1 si está instalado dentro de un edificio que está completamente protegido por un sistema de rociadores automáticos de acuerdo con NFPA 13 y cualquier cable o alambre está instalado en conductos metálicos.
• Nivel 2 2). El cableado eléctrico pertenece al segundo nivel de supervivencia si se realiza de una o más de las siguientes maneras:
• el cableado eléctrico se realiza con cables resistentes al fuego (CI) con un límite de servicio de 2 horas;
• el cableado eléctrico se coloca en conductos de cables con un límite de resistencia al fuego de 2 horas (sistema de protección del circuito eléctrico);
• el cableado eléctrico se coloca dentro de estructuras o locales protegidos por estructuras de construcción con un límite de resistencia al fuego de 2 horas.
• El cableado eléctrico lo realiza otra persona de manera que proporcione un límite de protección de 2 horas y ha sido aprobado por una autoridad reguladora competente.
• Nivel 3 El cableado eléctrico es de Nivel 3 si cumple con los requisitos de cableado de Nivel 2 y está ubicado dentro de un edificio que está completamente protegido por un sistema de rociadores automáticos de acuerdo con NFPA 13

Tabla 4. Requisitos para la supervivencia del cableado eléctrico en sistemas ECS*

Para ser justos, cabe señalar que NFPA 72*2010 refleja requisitos más claros, en comparación con las normas rusas, para el uso de ciertos tipos de líneas de cable en sistemas de protección contra incendios. Por ejemplo, la Tabla 4 proporciona un resumen de los requisitos de NFPA 72-2010 para los niveles de supervivencia de las líneas de cable de los sistemas de comunicación de emergencia y advertencia de incendios (ECS — Sistemas de comunicación de emergencia). Este enfoque permite un enfoque más flexible en la elección de cables y métodos de instalación, eliminando de antemano requisitos innecesarios para la resistencia al fuego de las líneas de cables, por ejemplo, en edificios pequeños.

NFPA 72-2010 requiere que el cableado de alarma contra incendios, incluidos todos los circuitos controlados y alimentados por el sistema de alarma contra incendios, cumpla con la Sección 760 de NFPA 70 (NEC). Las normas NFPA 70 son análogas a las «Reglas de instalación eléctrica» ​​nacionales y contienen requisitos detallados para los métodos de implementación de varios circuitos eléctricos. Los documentos NFPA 70 y NFPA 72 están estrechamente interrelacionados y están repletos de referencias específicas entre sí, así como a una serie de otras normas fundamentales importantes (por ejemplo, a las normas de la serie UL, análogos de los GOST y GOST R nacionales).

Tabla. 5. Productos resistentes al fuego clasificados en catálogos UL*

NFPA 70 define «alarmas contra incendios» como sistemas de detección de incendios, sistemas de megafonía y comunicaciones de emergencia, sistemas de rociadores y áreas de sala de control. Los circuitos controlados y alimentados por la alarma contra incendios incluyen circuitos para monitorear y controlar las funciones de los sistemas de seguridad del edificio, circuitos para bloquear y bajar ascensores, circuitos de control para puertas contra incendios y humo y circuitos de cierre de ventilación. Se establece claramente que para garantizar la capacidad de supervivencia requerida (incluida la resistencia al fuego), el cableado eléctrico debe instalarse de acuerdo con las instrucciones publicadas por los fabricantes.

PRUEBAS DE FUEGO -CABLEADO ELÉCTRICO RESISTENTE EN EE.UU.

Los métodos posibles para construir cableado eléctrico resistente al fuego y los métodos para sus pruebas de certificación se definen en las normas NFPA 70. Se describen los métodos de prueba. por regla general, en las normas correspondientes de la serie UL.

Las muestras de prueba incluyen no solo el cable eléctrico, sino también toda la gama de dispositivos necesarios para crear una línea de cable completa, por ejemplo: cables, conductos, bandejas de cables, tuberías, materiales de protección y también productos destinados a la fijación de sistemas de cables en posición horizontal o vertical. superficie. Los materiales de protección de cables pueden consistir en elementos estructurales del edificio, como paredes o huecos, o pueden ser simplemente material de revestimiento de cables, como es el caso de los productos de cables CI.

La resistencia al fuego de las estructuras de los edificios se prueba de acuerdo con UL 263. Este método de prueba implica la construcción de una estructura de edificio (como una pared) alrededor del área del cableado eléctrico que se va a proteger. Al probar estructuras de edificios de paredes, el tamaño de la muestra de prueba es de aproximadamente 3×3 m. Durante un período de tiempo estandarizado, la temperatura promedio de la superficie de la pared alejada del incendio no debe exceder los 120 ° C. La temperatura de las secciones individuales de esta pared. La superficie no debe exceder los 160°C, y no debe observarse combustión. Después de la prueba de fuego, la estructura del edificio debe someterse a una prueba de manguera de agua. El agua se suministra a través de una boquilla con un diámetro de 28 mm bajo una presión de 200 kPa y un caudal aproximado de 12-13 l/s. La presión del chorro de agua sobre la superficie de la muestra de prueba es de aproximadamente 400 kPa. Se considera que el diseño ha superado la prueba si el chorro de agua no penetra en él.

La resistencia al fuego de los sistemas de soporte de cables se prueba de acuerdo con UL 1724. Este método fue desarrollado para sistemas de cables donde la protección contra incendios la proporciona una barrera especial, que puede ser la cubierta exterior del conducto de cables eléctricos o, por ejemplo, una pared. si el conducto para cables se coloca en su interior. Las pruebas simulan las condiciones de funcionamiento de cables eléctricos utilizando un único cable trenzado desnudo con una sección transversal de aproximadamente 8,4 mm2 (8 AWG). Los elementos térmicos se conectan a él cada 150 mm a lo largo del cable. La temperatura medida por estos termopares depende de las características de resistencia al fuego de la carcasa (carcasa) dentro de la cual está encerrado el cable de cobre. El índice de resistencia al fuego (por ejemplo, 1 o 2 horas) se basa en la capacidad de la carcasa o barrera para limitar el aumento de temperatura promedio a lo largo de toda la longitud del cable a 120 ° C y para limitar el aumento de temperatura en cualquier punto del el cable a 160 °C. Se incluyen límites de temperatura similares en los métodos de prueba de estructuras y barreras de construcción.

Una vez finalizada la prueba de fuego, se debe realizar una prueba de chorro de agua según lo exige UL 1724. La mampara protectora o la bobina protectora ha superado la prueba si el chorro de agua no la atraviesa y el cable no se hace visible.

Si la barrera contra incendios la proporciona la funda del propio cable (cables CI), entonces se utiliza el procedimiento de prueba descrito en UL 2196. En este caso, la línea de cable se tiende dentro de un horno contra incendios con unas dimensiones de aproximadamente 3 x 3,5 m. Por el cable circula una corriente de 0,25 a 0,50 A, la tensión de prueba corresponde a la tensión de funcionamiento máxima permitida para un cable determinado. Luego, el cable se expone al fuego durante hasta 2 horas. Durante este tiempo, las lámparas alimentadas por este cable deberían encenderse. La temperatura de la llama que incide sobre el cable alcanza los 538°C al cabo de 5 minutos. y 1010° C – después de 2 horas.

Una vez que el cable ha superado con éxito la prueba de fuego, se desactiva. Luego se saca del horno e inmediatamente se expone a un chorro de agua. A continuación se vuelve a pasar corriente eléctrica a través de la probeta del cable. Se considera que el cable ha superado la prueba con éxito si las lámparas alimentadas a través de él brillan.

CLASIFICACIÓN UL DE PRODUCTOS RESISTENTES AL FUEGO

La indudable ventaja de los estándares UL es la información abierta y accesible sobre los productos que clasifican. En el sitio web Database.ul puede encontrar información detallada sobre cómo implementar ciertos sistemas diseñados para proteger el cableado eléctrico contra incendios.

Las estructuras resistentes al fuego se presentan en muchas formas diferentes. Es importante tener en cuenta que se evalúa toda la estructura del edificio, por ejemplo, una pared (partición) o un techo entre pisos, y no sus componentes individuales. Los estándares UL definen las estructuras resistentes al fuego como productos BXUV. Esta categoría incluye estructuras de construcción resistentes al fuego que consisten en paredes y partes individuales, techos entre pisos, elementos de techo, vigas y columnas. Estos sistemas se publican en los catálogos de productos resistentes al fuego de UL en forma de dibujos de ensamblaje que detallan todos los componentes y materiales de construcción de instalación necesarios para lograr las clasificaciones de resistencia al fuego especificadas.

Los sistemas de protección eléctrica certificados suelen consistir en materiales resistentes al fuego que encierran el sistema de cableado y los sujetadores, o cables con sus propios componentes estructurales resistentes al fuego (como cables CI). El rendimiento de estos sistemas de protección se evalúa cuando se exponen a llamas y flujo de agua. Estos sistemas están clasificados por UL como productos FHIT. Los datos sobre ellos se publican en los catálogos UL de productos resistentes al fuego en forma de dibujos de montaje con una descripción detallada de todos los componentes necesarios para la instalación. Los productos FHIT están diseñados para su instalación como protección de sistemas de cableado especiales y garantizan que se mantenga la integridad del circuito eléctrico cuando se expone a llamas externas.

Otra forma de proteger el cableado eléctrico del fuego es utilizar sistemas de barrera térmica certificados. Estos sistemas suelen construirse con materiales térmicos y retardantes del fuego envueltos o colocados alrededor de los conductores y sujetadores que se van a proteger. Impiden la transferencia de calor por encima de cierta temperatura durante las pruebas de incendio. Estos sistemas cuentan con certificación UL y están clasificados como productos XCLF. Los datos sobre ellos también se publican en los catálogos UL* de productos resistentes al fuego en forma de planos de montaje con secciones y descripciones detalladas de todos los componentes para la instalación. Al igual que con los productos FHIT, para los productos XCLF, las clasificaciones de resistencia al fuego (FRI) se aplican solo a todo el conjunto protector como se define en cada plano estructural UL. Los índices de resistencia al fuego no se asignan a componentes individuales suministrados como productos independientes y no son intercambiables entre diferentes sistemas.

CONCLUSIONES

Es obvio que el marco regulatorio ruso para la implementación de cableado eléctrico resistente al fuego necesita importantes mejoras. Usando ejemplos de comparación con estándares extranjeros, se puede suponer que los pasos prioritarios para ajustar el marco regulatorio nacional deben estar dirigidos a:

• detallar los requisitos para el cableado eléctrico resistente al fuego en los sistemas de seguridad en varios edificios;
• definición de métodos específicos para realizar cableado eléctrico resistente al fuego;
• creación de un recurso abierto en el que se publicarán oficialmente los planos de montaje y las instrucciones, similar a como está hecho en UL.

LISTA DE FUENTES:

1. Ley Federal de 22 de julio de 2008 No. 123-FZ «Reglamentos técnicos sobre requisitos de seguridad contra incendios».
2. GOST 30247.0*94 Estructuras de construcción. Métodos de ensayo de resistencia al fuego. Requisitos generales.
3. GOST R 53315*2009 Productos de cable. Requisitos de seguridad contra incendios.
4. GOST R 53316*2009 Paneles eléctricos y líneas de cables. Mantener la operatividad en condiciones de incendio. Métodos de prueba.
5. Smelkov G.I. Seguridad contra incendios del cableado eléctrico. – M.: “CABLE”, 2009. – 328 págs.
6. NFPA 70*2008 (NEC) Código Eléctrico Nacional.
7. NFPA 72*2010 Código Nacional de Señalización y Alarmas de Incendios.
8. Prueba de incendio UL 263 para materiales y construcción de edificios.
9. Pruebas de incendio UL 1724 para sistemas de protección de circuitos eléctricos.
10. Norma UL 2196 para pruebas de cables resistentes al fuego .

D. Tecnología Yakunkin. Director de la empresa «Status-Svyaz»

Revista «Algoritmo de seguridad» N° 5, 2010