4.3 Вывод

Данные кабели идентичны по конструкции, кроме изоляционного материала, класса напряжения 1 кВ, отличие заключается в очень большой стоимости ПВДФ сегодня. Это связано с высокой стоимостью производства самого сырья. Достижение высокого кислородного индекса этого материала происходит за счет специальных химических модификаций.

Так как для изготовления жилы в качестве сырья используют медь и алюминий, был проведен расчет затрат на производство необходимой продукции. Можно сделать вывод, что производство кабельной конструкции с изоляции из ПВДФ значительно более затратное, чем с изоляцией из СПЭ. Менее затратным производство с ПВДФ все же является кабель с алюминиевой жилой, связано это с тем, что запасы алюминия в природе больше и потому оно дешевле меди. Также стоить отметить, что и по электрическим характеристикам алюминий уступает меди, что для производства токопроводящей жилы является основными параметрам. Алюминиевые жилы используются, когда приоритетными являются механические свойства изделия, а не электрические.

Эта конструкция все же предлагается на перспективу развития конструкции кабелей и дешевизны сырья со временем, так как на сегодняшний день такое производство не прибыльно, но принимая во внимание пожарную безопасность кабелей и помещений, где их монтируют, производство должно быть весьма необходимо.

5. Безопасность и экологичность проекта

Огнестойкость полимеров - способность противостоять действию огня. Характеризуя по огнестойкости, часто говорят об их горючести (возгораемости). Для оценки огнестойкости полимеров имеется несколько методов [21]. По одному из них (калориметрическому) определяют показатель возгораемости Q1/Q2, где Q1 - количество тепла (в кДж пли ккал), выделившееся при горении образца полимера, Q2 - количество тепла, затраченное на поджигание образца. В соответствии со значением этого показателя полимеры делят на негорючие, или огнестойкие (Q1/Q2<0,1), трудносгораемые (0,1-0,5) и горючие (>0,5). По другому методу огнестойкость характеризуют кислородными индексами воспламеняемости (минимальным содержанием кислорода в азотно-кислородной смеси, при котором полимер еще может загореться). [21]

Таблица 5.1

Кислородные индексы

Полимерный материал	Значение КИ, %
Политетрафторэтилен	9,5
Полиэтиленоксид	15
Полиметилметакрилат	17,3
Полиэтилен	17,4
Полистирол	17,4
Хлорированный полиэтилен	21,1
Поливинилфторид	22
Полифениленоксид	28
Полиамид	29
Поливинилиденфторид	43
Поливинилхлорид	49,1
Поливинилиденхлорид	60

При горении полимеров протекает ряд химических и физических процессов. Для удобства рассматривают три зоны:

• Газовый слой: в нем происходит главным образом термоокислительная деструкция продуктов разрушения поверхностного слоя полимера и наблюдается интенсивный массо- и теплообмен;

• Поверхностный слой полимера, подверженный действию пламени;

• Внутренние слои полимера, прилегающие к поверхностному слою; здесь протекает в основном термическая деструкция полимера. От природы продуктов, образующихся при пиролизе в третьей зоне, скорости диффузии их к поверхности зависит дальнейшее протекание процессов воспламенения и горения.

На основании результатов изучения процессов горения различных полимеров установлено:

• самогашение материала может происходить вследствие испарения с его поверхности большого количества негорючих частиц или образования на поверхности защитных и полимерных пленок, не поддерживающих горения;

• фосфор в составе полимера способствует увеличению доли эндотермических процессов ("охлаждению" материала) и образованию в ряде случаев прочного кокса (чем быстрее коксуется полимер, тем выше его огнестойкость);

• введение галогенов приводит к понижению температуры пламени в газовом слое у поверхности полимера и к ингибированию воспламенения;

• у близких по химическим признакам полимеров огнестойкость повышается с увеличением термостойкости;

• огнестойкость определяется химической структурой полимера, например, при введении ароматических звеньев, замене группировок Р - О - С на Р - С, при уменьшении длины алкильной цепи у атома фосфора, огнестойкость полимера возрастает; с повышением плотности упаковки макромолекул огнестойкость у близких по химической природе полимеров возрастает.

Коррозионная активность продуктов газовыделения приводит к разрушению электрооборудования в помещениях, и, таким образом, увеличивается ущерб от пожара. Количественно этот показатель характеризуется количеством выделения таких активных продуктов, как хлористый водород (HCl), бромистый водород (HBr), диоксид серы (SO₂) и т.п.

Токсичность продуктов газовыделения, как правило, является одной из причин несчастных случаев при пожарах. К токсичным продуктам прежде всего относят: цианистый водород (HCN), аммиак (NH₃), диоксид серы (SO₂), сероводород (H₂S), оксид углерода (СО) и некоторые другие соединения.

Огнестойкость кабеля характеризуется сохранением его работоспособности при воздействии открытого пламени в течение установленного времени (от 15 мин до 3 ч) [22].

Для определения целесообразности использования ПВДФ в качестве изоляции в кабельных изделиях со стороны экологической безопасности вместо СПЭ, проведу сравнительный анализ этих двух материалов, подвергнув их испытаниям на воспламеняемость по стандарту UL94 на предмет выделения вредных веществ в окружающую среду.