Normas relativas a las propiedades de los cables expuestos al fuego

ELECTRICISTAS PORTAL

Normas IEC, BS

Esta es un área de creciente preocupación pública y legislativa y, por lo tanto, de creciente interés para los ingenieros y los involucrados en el uso de estos materiales. Ha habido grandes avances en el comportamiento de los cables contra incendios en los últimos años, y la siguiente tabla enumera algunos de los estándares relevantes.

 

Estándar Descripción
IEC 60331 Características de resistencia al fuego de los cables eléctricos.
IEC 60332 Pruebas en cables eléctricos en condiciones de incendio. Métodos de prueba y propagación de la llama de los cables de alimentación y control / comunicación. Tenga en cuenta que la norma EN60332 idéntica y la norma nacional equivalente BSEN60332 sustituyen a la norma EN50265 y la norma BS 4066.
IEC 60754 Ensayo de gases evolucionados durante la combustión de cables eléctricos.
IEC 61034 Medición de la densidad del humo de los cables que se queman en condiciones definidas. Idéntico EN61034 y equivalente nacional BSEN 61034 sustituye a EN50268 y BS7622.
BS 6387 Requisitos de rendimiento para el cable requerido para mantener la integridad del circuito en condiciones de incendio.
BS 6724 Cables eléctricos. Cables aislantes termoestables, blindados para voltajes de 600/1000 V y 1900/3300 V, que tienen bajas emisiones de humo y gases corrosivos cuando se ven afectados por un incendio.
BS 7211 Cables eléctricos. Cables aislados térmicamente, no blindados, para voltajes de hasta 450/750 V inclusive, para energía eléctrica, iluminación y cableado interno, y con baja emisión de humo y gases corrosivos cuando se ven afectados por un incendio.
BS 7835 Especificación para cables con enlaces cruzados. Aislamiento de caucho de polietileno o etileno propileno para voltajes nominales desde 3800/6600 V hasta 19 000/33 000 V con baja emisión de humo y gases corrosivos cuando se ven afectados por un incendio.
EN 50267 Métodos comunes de prueba para cables bajo fuego. Condiciones ensayos de gases desarrollados durante la combustión de materiales a partir de cables. Aparato. BSEN50267 es idéntico y reemplaza a BS6425. Del mismo modo, se sustituye la norma francesa NF C 20-454.

 

Gases tóxicos y corrosivos

Se reconoce que los cables ignífugos convencionales que tienen un revestimiento a base de materiales de tipo PVC desprenden cantidades considerables de gases ácidos de halón tales como cloruro de hidrógeno al arder.
Por lo tanto, estos materiales no son adecuados para su uso en espacios reducidos por los que es probable que circule público ya que en algunos casos de incendios documentados se demostró que, en determinadas circunstancias, los cables de PVC se quemarán por completo y contribuirán a la propagación del fuego.

NOTA
Hasta la fecha se han desarrollado materiales para cubiertas y recubrimiento de cables que normalmente están libres de compuestos basados ​​en halógenos.
Consisten en una mezcla de cargas inorgánicas como hidróxido de aluminio y polímeros como etileno acetato de vinilo, acrilatos y cauchos de etileno propileno.

Los cables fabricados con dichos materiales se conocen como «bajo nivel de humo y emanaciones» – ‘Low Smoke and Fume’ (LSF) y tienen una emisión de gas ácido inferior al 0,5 % en comparación con el 25-30 % de los compuestos de PVC.

IEC 60754-1 especifica un método para determinar la cantidad de gas ácido halógeno, distinto del ácido fluorhídrico, que se desarrolla durante la combustión de compuestos basados ​​en halógeno. El método mide esencialmente la existencia de ácido halógeno superior al 0,5%, el límite de precisión de la prueba.

Por lo tanto, los cables probados con un límite inferior al 0,5 % generalmente se denominan «cero halógenos» o «bajo nivel de humo y cero halógenos» (LS0H).

Emisión de humo

Los compuestos de revestimiento de cables normales también emiten humo denso cuando se queman y esto es de particular preocupación en las instalaciones del sistema de transporte subterráneo. La generación de grandes cantidades de humo oscurece la visión y reduce la facilidad con la que el cuerpo de bomberos puede poner a salvo a los miembros del público en caso de incendio. Por lo tanto, los cables LSF juegan un papel importante en la reducción de este peligro al mínimo.

London Underground Limited (LUL) ha desarrollado una prueba de importancia práctica que ha sido diseñada para medir la densidad de emisión de humo de los cables y ahora ha sido adoptada por British e IEC. Esto define la absorbancia estándar producida en las caras opuestas de un cubículo de prueba y se conoce popularmente como la prueba del cubo de 3 M. Del cual nos referiremos próximamente.

El metro de París (RATP) adopto la norma francesa UTE C20-452 sobre emisión de humos que determina en condiciones experimentales la densidad óptica específica del humo producido por el material en combustión. Este enfoque ligeramente diferente se conoce generalmente como la prueba de cámara de humo NBS.

Índice de oxígeno e índice de temperatura

El «índice de oxígeno» es la concentración mínima de oxígeno en una mezcla de oxígeno/nitrógeno en la que se quemará el material. Como el aire contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, se afirma que un material con un índice de oxígeno superior al 26 % será autoextinguible. En general, un valor particular del índice de oxígeno no ofrece garantía de resistencia a la propagación de las llamas.

En la práctica, los materiales que tienen índices de oxígeno idénticos pueden tener propiedades de combustión muy diferentes, especialmente si los polímeros base o los aditivos son de diferentes tipos.

El «índice de temperatura» de un material es la temperatura mínima a la que el material soporta la combustión en aire que contiene un 21 % de oxígeno cuando se prueba en condiciones controladas. La prueba es útil para la comparación de materiales similares, pero no implica una correlación con la inflamabilidad en otras condiciones de incendio.
Los índices de oxígeno y temperatura están interrelacionados hasta cierto punto.

El ingeniero que especifica tales requisitos de cable no debe seleccionar los parámetros más favorables de la literatura de diferentes fabricantes y esperar que se cumplan

Por ejemplo, un índice de oxígeno alto usando una combinación particular de materiales puede resultar en una clasificación del índice de temperatura ligeramente menos favorable. En algunos casos en los que se solicitó a los fabricantes que proporcionaran cables con un índice de temperatura de 280 °C o superior, este requisito solo se cumplió a expensas de otros parámetros importantes, como las propiedades de tracción y la permeabilidad al agua.

Los valores aceptables del índice de oxígeno y el índice de temperatura recomendados por los principales fabricantes y especificados para los compuestos LSF serían:

Índice de oxígeno igual o superior a 30.
Índice de temperatura igual o superior a 260°C

 

Retardante de llama/inflamabilidad

1. Cables de un solo núcleo

Los cables ignífugos cumplen los requisitos de IEC 60332 Parte 1. (Para uso europeo, EN 60332 es idéntica a la norma IEC). Estas pruebas definen el rendimiento del cable en condiciones de incendio. Las pruebas se llevan a cabo en una sola longitud de cable soportada verticalmente en un recinto libre de corrientes de aire con un quemador aplicado al extremo inferior del cable.

Después de un tiempo específico, la fuente de calor se retira y el cable no debe continuar ardiendo después de un período de tiempo establecido. También se define la extensión de la carbonización en la parte superior del cable.

2. Cables en manojos o grupos

Los cables individuales que pasan la prueba mencionada en la Sección anterior pueden no pasar necesariamente la prueba cuando se agrupan en bastidores verticales, donde tiene lugar la propagación del fuego. La propagación del fuego depende de una serie de factores, pero en particular es una función del volumen total de material combustible en el tendido del cable.

Las pruebas involucradas en esta categoría intentan simular las condiciones de instalación del cableado en grupo y generalmente están cubiertas en IEC 60332 Parte 3. Los estándares IEC definen tres categorías para cables agrupados, A, B y C, que están relacionadas con el volumen de material combustible (orgánico). por metro Los cables de alimentación LSF fabricados por empresas líderes deben estar cubiertos por las normas IEC mencionadas anteriormente.

Una característica importante de la construcción de todos los cables que se relaciona con el retardo de llama es la armadura del cable. Por ejemplo, el aislamiento XLPE como material por sí solo no es ignífugo.
La provisión de la armadura del cable separa los núcleos aislados del aire para la combustión incluso después de que se haya destruido la cubierta.

Resistente al fuego

Es el término utilizado para definir los cables que pueden mantener la integridad del circuito durante un período de tiempo específico durante un incendio.

Dichos cables tienen que cumplir con una prueba severa en la que la parte central de una muestra de cable de 1200 mm de largo está sostenida por dos anillos de metal con una separación de 300 mm y expuesta a la llama de un quemador de gas tipo tubo. Simultáneamente se aplica la tensión nominal del cable durante todo el período de prueba. No menos de 12 horas después de que la llama se haya extinguido, el cable se vuelve a energizar y no debe ocurrir ninguna falla.

Hay variaciones de tiempo y temperatura y también pruebas de impacto para simular la caída de escombros y la aplicación de un diluvio de agua después de que la llama se haya extinguido.

 

Cables resistentes al fuego //

A continuación, se describen dos tipos típicos de cables resistentes al fuego:

1. Cables con aislamiento mineral (MICC o Pyrotenex) complementados con cubierta exterior LSF y tensión nominal 500/750. IEC 60702 (EN60702 en Europa) cubre cables con aislamiento mineral, pero las pruebas en el Reino Unido son según BS 6387 (NF C32-070 CR1 en Francia). La cubierta exterior de LSF debería cumplir con BS 6724 (NF C32-200) en lo que respecta al comportamiento en caso de incendio. El cable tipo BS 6387 – CWZ tiene una resistencia de 3 horas al fuego hasta 950°C.

2. Cinta de mica/vidrio lapeado que se cubrirá con un aislamiento reticulado extruido, blindado, con cubierta de LSF. Voltaje nominal 600/1000 V y para cumplir con BS 6387 tipos CWZ o rendimientos de temperatura más baja tipo A/B/SWX.

Las tendencias en el desarrollo de normas de seguridad de edificios en varios países (p. ej., la Directiva de productos de construcción (CPD) en Europa) pueden significar que el uso de cables con un nivel definido de resistencia al fuego en todos los edificios puede ser obligatorio en el futuro.

Propiedades mecánicas

El logro de buenas cualidades mecánicas en un material de cable se equilibra finamente con el requisito de mantener una buena emisión baja de humos/gases tóxicos y reducir la propagación de llamas. Todos los materiales de los cables deben poseer una resistencia a la tracción y unas propiedades de elongación razonables con buena resistencia a la abrasión, donde la cubierta exterior no debe sufrir grietas ni rajaduras durante la instalación.

Los principales fabricantes ahora han formulado compuestos para cables LSF que tienen propiedades similares a los materiales de revestimiento estándar existentes. Los cables también deben tener propiedades aceptables de resistencia al desgarro y, cuando se utilicen para el revestimiento de cables, deben proporcionar una protección adecuada en un entorno húmedo.

Los requisitos de prueba para las propiedades mecánicas se definen en IEC 60229 (o EN 60811 para países europeos; BS 6469-99-2 cubre las pruebas del Reino Unido no cubiertas en 60811).

Ingeniería eléctrica de transmisión y distribución – Brian Hardy

ESPACIOS PUBLICIDAD