Instaliaciniai elektros kabeliai: izoliacija, projektavimas, parinkimas, kabeliai saulės elektrinėms

Elektros energija reikalinga visuose pastatuose, gyvenamuosiuose ir negyvenamuosiuose, įvairiuose pastato taškuose. Kad elektra pasiektų visas reikiamas vietas, įrengiamas elektros inžinerinis tinklas, kuris ir vadinamas elektros instaliacija. Ją sudaro laidų, kabelių, jų tvirtinimo elementų, laikančiųjų, apsauginių konstrukcijų ir detalių visuma. Elektros instaliacija gali būti atvira ir paslėpta. Atviroji elektros instaliacija retai kur naudojama. Dėl saugumo ir laidų matomumo beveik visur įrengiama paslėptoji instaliacija - t.y., sienose, pertvarose, grindyse, perdangose ir kitose statybinėse konstrukcijose. Svarbiausias dalykas elektros instaliacijoje yra gaisrinis saugumas, kuris priklauso nuo visos grandinės faktorių: projektavimo, laidų, kabelių parinkimo ir jų sumontavimo.

 

Elektros instaliacijos projektavimas

Atskirame objekte su elektros energijos tiekimu susijusių projektų paprastai būna ne vienas. Pirmiausia tai lauko tinklų ir vidaus instaliacijos projektai. Lauko tinklų projektas rengiamas pagal elektros tiekimo operatoriaus išduotas sąlygas, operatorius kontroliuoja ir tvirtina lauko tinklo įrengimą, todėl klaidų ir nesusipratimų čia pasitaiko mažiau.

Vidaus elektros instaliacijos projektą turi parengti elektrotechnikos projektuotojai, didesniuose objektuose taip ir vyksta. Mažesniuose objektuose, ypač individualiuose namuose, elektros taškų vietas nurodo architektas ar interjero dizaineris, o instaliuojantys elektrikai juos įrengia. Bet daug saugiau ir patikimiau, jei vidaus elektros instaliacijos projektą rengia profesionalai. Visų pirma, profesionaliai parengtą projektą galima koreguoti paruošimo etape, antra, profesionalas apskaičiuoja būsimas apkrovas ir parenka atitinkamo skerspjūvio laidus, kabelius, instaliacijų vietas, trečia, rangovų darbas greitesnis ir kokybiškesnis, ketvirta - savininkai visam laikui gauna aiškų elektros instaliacijos planą.

Interjero dizaineriai paprastai nurodo kištukinių lizdų ir jungiklių vietas, jų aukštį, bet ne visada žino, kad negalima šviestuvo projektuoti ant dūmtraukio, kad negalima didesnės kaip 2-3 kW galios imtuvų jungti į vieną liniją ir pan.

Be to, profesionalai parengia ne vieną vidaus elektros instaliacijos projektą, jų gali būti keli: tai elektrotechnikos, telekomunikacijų, gaisro aptikimo ir signalizacijos, apsaugos ir vaizdo stebėjimo, atskirų inžinerinių sistemų valdymo projektai ir kt. Projektai rengiami ir derinami tarpusavyje naudojant programinę įrangą, o tai reiškia techninių specifikacijų tikslumą, medžiagų atitikimą poreikiams ir kt. Tuo pačiu kartais sutaupoma daugiau nei patikėjus elektros išvedžiojimą instaliuotojams.

 

Instaliaciniai elektros laidai ir kabeliai

Elektros instaliacijoje naudojami laidai ir kabeliai. Laidą sudaro vienas ar daugiau izoliuotų metalinių laidininkų, vadinamų gyslų, kabelis - tai grupė iš dviejų ar daugiau laidų, apsaugotų izoliaciniu apvalkalu. Laidininko medžiagos - aliuminis ar jo lydiniai ir varis. Šiais laikais dėl geresnio pralaidumo ir atsparumo korozijai daugiausia naudojami variniai laidininkai. Jie būna viengysliai, elektrikų vadinami „monolitais" ir daugiagysliai - vadinami „minkštaisiais".

Atsakingai parengtame elektros instaliacijos projekte turėtų būti nurodyta įtampa ir kabelių standartas bei standartas kabelių konstrukcijai. Todėl vieni pagrindinių elektros kabelių pasirinkimo kriterijų - vardinė įtampa ir apvalkalo izoliacijos medžiaga. Pagal vardinę įtampą kabeliai yra žemos (0,66 ir 1,0 kV), vidutinės (iki 10, 20, 35 kV) ir aukštos įtampos (nuo 110 kV).

Laidų ir kabelių izoliacija ir izoliacinis apvalkalas gali būti iš polivinilchlorido (PVC) arba tinklinio polietileno, žymimo XLPE. Skiriasi šių izoliacijų kritinė laidininkų įšilimo temperatūra - XLPE kabeliams leistina gyslos temperatūra yra iki +90 laipsnių C, o izoliuotų PVC - iki + 70 laipsnių C. Dėl saugumo rekomenduojama XLPE izoliacija, nors nėra draudžiama ir PVC laidų ir kabelių izoliacija. XLPE dažniau naudojama laidininkų izoliacijai, o kabelio apsauginiam  apvalkalui - PVC.

Saugiausi yra behalogeniniai laidai ir kabeliai (XLPE/HF). Jų pranašumas tas, kad degimo metu neišskiria nuodingų medžiagų, nes gaisro atveju žmonės dažniausiai žūsta ne dėl ugnies poveikio, o nuo nuodingų dūmų.

Renkantis instaliacinius elektros kabelius svarbu pasirinkti žinomo gamintojo produkciją dėl vienos paprastos priežasties - neretai trečiųjų šalių gaminiuose vario, kuris yra pakankamai brangus metalas, kiekis būna mažesnis, o tai reiškia, kad įkaitimo riba gali būti mažesnė. Kartais ploninamas izoliacijos sluoksnis. Tokių nukrypimų nuo standartų niekada nebus tarptautinės „Prysmian Group Baltics" įmonės Draka kabeliuose, nes prie kiekvieno gaminio visada pateikiami aiškūs standartai, kurie naudojami gamyboje ir gamintojo pastabos. Pavyzdžiui, vienas iš XPJ-HF D grupės kabelių aprašų: XPJ 4G4 montavimo kabelis be halogenų su variniais laidininkais

Halogenų neturintis ir degimo nepalaikantis kabelis stacionariai instaliacijai arba sumontuotiems įrenginiams, patalpose ir lauke. Dūmų susidarymas gaisro atveju yra nedidelis, skaidrus (palengvina evakuaciją) ir nėra žalingas elektroninei įrangai. Tinka montuoti ertmėse po gipso plokštėmis. Netinkamas montavimui tiesiogiai į žemę arba betoną be apsauginių kanalų. Kabelį reikia apsaugoti nuo tiesioginių saulės spindulių. Gyslos izoliacija turi būti apsaugota nuo tiesioginės UV spinduliuotės.

Standartai:

●       LST 2011
●       EN 60228
●       EN 50575:2014/A1:2016
●       EN 50525-1
●       HD 308 S2
●       EN 60332-1-2 ka

 

Kabelių standartai

Patikimi gamintojai visada nurodo standartus, kurių laikosi gamyboje, nors visiems privalomų kabelių standartų nėra (nebent jie nuroduti teisės aktuose). Pasirinkę standartizuotus gaminius tiek projektuotojai, tiek instaliuotojai yra tikri, kad jie saugūs ir nebus gaisro priežastimi. Be to, jei projekto techninėje medžiagų specifikacijoje kabelių standartai nurodyti, jie privalomi instaliuotojams. Beje, dėl į rinką nuolat patenkančios nekokybiškos produkcijos ugniai atsparių ir galios kabelių gamybos ir bandymų standartai jau  įrašyti į „Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisykles".

Deja, praktikoje neretai ne tik instaliuotojai, bet ir projektuotojai nekreipia dėmesio į kabelių standartą. Tai vienas dažniausių projektų trūkumų, kai iš viso nenurodomas joks standartas arba nurodomas kitos valstybės, Lietuvoje negaliojantis standartas. Be to, projekte turi būti nurodytas ne tik atskirų kabelio savybių standartas, bet ir visos konstrukcijos. Tiesa, rengdami didesnių komercinių ar visuomeninių objektų elektrotechnikos projektus, projektuotojai nerizikuoja ir standartus paprastai nurodo.

Skirtingai nuo kabelių standartų, kabelių degumo klases techninėje specifikacijoje privaloma nurodyti.

Parenkant kabelius reiktų vadovautis šiais kriterijais:

●      Ar kabeliams iki 750 kV taikomas LST 2010 ar LST 2011 standartas (LST ir LST EN kabelių standartų taikymas projektų techninėse specifikacijose);
●      Ar nurodyta kabelių degumo klasė pagal „Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisykles";
●      Kabelių konstrukcijos standartas ir savybių specifikacija;
●      Kabelių techninė charakteristika;
●      Gamintojo rekomendacijos;
●      Kitos kabelio savybės pagal objekto reikalavimus;

Kabelių konstrukcijos standartai reglamentuoja kabelių mechaninius ir elektrinius parametrus - pavyzdžiui, laidininko varžą, izoliacijos ir izoliacinio apvalkalo storį bei kitus. Gamintojams, kaip minėta, šie standartai neprivalomi, jie gali nusistatyti savus, gamyklinius standartus. Bet tiek gamintojai, tiek vartotojai turėtų nepamiršti, kad, pagal LR Standartizacijos įstatymą, gaminiams, susijusiems su žmonių ir gyvūnų sveikata, gyvybe, aplinka ir pan., negali būti taikomi žemesni reikalavimai nei nustatyti LR teisės aktuose ir LR standartuose.

Kabelių konstrukcijai rekomenduojami standartai:

  300/500 V ir 450/750 V įtampos kabelių konstrukcija nurodoma pagal LST 2010:2017 „450/750 V ir mažesnės vardinės įtampos elektros kabeliai su tinklinės struktūros polietileno (XLPE) arba polivinilchlorido (PVC) izoliacija ir PVC apvalkalu. Konstrukcijos ir eksploatacinių charakteristikų reikalavimai" standartą arba LST 2011:2018 "450/750 ir mažesnės įtampos ypatingų gaisrinių savybių elektros kabeliai, konstrukcijos ir eksploatacinių charakteristikų reikalavimai".

  0,6/1 kV įtampos kabelių konstrukcija – pagal LST HD 603 Skirstomieji 0,6/1 kV vardinės įtampos kabeliai standartą arba pagal tarptautinį standartą IEC 60502-1;

 6/10(12) kV ar 12/20(24)kV įtampos kabelių konstrukcija – pagal LST HD 620 „Skirstomieji kabeliai su ekstruzine izoliacija, skirti vardinėms įtampoms nuo 3,6/6 (7,2) kV iki 20,8/36 (42) kV imtinai“ standartą.

Techniniuose kabelių parametruose ir reikalavimuose gali būti nurodytos ir kitos reikšmingos kabelių savybės, pavyzdžiui, atsparumas ultravioletiniams spinduliams, atmosferos poveikiui, žemai arba aukštai išorinei temperatūrai ir pan.

Kaip pastebi AS „Prysmian Group Baltics"  regiono vadovas Mindaugas Liaugminas, prasidėjus fotovoltinių saulės elektrinių bumui, padidėjo pavojus pasirinkti joms netinkamus kabelius, o tai labai rizikinga. Saulės jėgainėse naudojami DC fotovoltiniai kabeliai turi atitikti LST EN 50618 standartą "Fotovoltinių sistemų elektros kabeliai". Svarbu, kad gamintojai deklaruotų kabelių standartą ne tik žodžiais, bet nurodytų standarto numerį, kilus abejonei galėtų pateikti akredituotos laboratorijos, kurioje buvo patvirtintas atitikimas standartui, patvirtinimą.

 

Kabelių degumo klasės

Nustatyta, kad elektra ir elektros prietaisai sudaro reikšmingiausią kylančių gaisrų dalį.  Dažnai tai elektros srovės šiluminis poveikis elektros instaliacijai - laidų ir kabelių izoliacijai, tvirtinimo elementams. Tačiau, nepriklausomai nuo gaisro šaltinio, daug didesnis pavojus žmonių gyvybei kyla ne dėl ugnies, o dėl kenksmingus dūmus ir daleles išskiriančių medžiagų degimo. Atsižvelgiant į tai, kokias medžiagas paliečia karštis ir ugnis, gaisro metu išsiskiria anglies monoksidas, liaudiškai vadinamos smalkės, anglies dioksidas, sieros dioksidas, vandenilio chloridas, suodžiai ir kt.

Todėl reikalavimai elektros instaliacijos gaisrinei saugai yra kompleksiniai, pagal skirtingus parametrus ir, skirtingai nuo standartų, reikalavimai laidų ir kabelių degumui yra privalomi. Skirtingos paskirties pastatuose instaliuojamiems laidams ir kabeliams taikomos skirtingos degumo klasės, jos privalomos visiems kabelių tipams - elektros, galios, ryšių ir kt.

Elektros kabeliai, vadovaujantis Lietuvos standartu LST EN 13501-6:2014 „Statybos gaminių ir statinio elementų klasifikavimas pagal atsparumą ugniai. 6 dalis. Klasifikavimas pagal elektros kabelių atsako į ugnį bandymų duomenis", skirstomi į šias klases:

●        pagal degumą - A_ca, B1_ca, B2_ca, C_ca, D_ca, E_ca, F_ca;
●        pagal dūmų susidarymą - s1, s2, s3, papildomai - s1a, s1b;
●        pagal liepsnojančių dalelių ir (arba) dalelių susidarymą - d0, d1, d2;
●        pagal rūgštingumą - a1, a2, a3.

Pagal šiuo metu galiojančias „Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisykles", elektros laidų ir kabelių degumas patalpose pagal pastatų gaisrinės saugos reikalavimus yra:

Statinių (pastatų ir patalpų) požymiai ir techniniai rodikliai	Statinio, statinio gaisrinio skyriaus atsparumo ugniai laipsnis
	I arba II	III
	Elektros laidų ir kabelių klasė ne žemesnė kaip: pagal degumą, pagal dūmų susidarymą, pagal liepsnojančių dalelių ir (arba) dalelių susidarymą, pagal rūgštingumą
Evakavimo (-si) keliai (koridoriai, laiptinės, vestibiuliai, fojė, holai ir pan.)	Cca s1,d1,a1	Eca
Patalpos, kuriose gali būti virš 50 žmonių	Dca s2,d2,a2	Eca
Vaikų darželių, lopšelių, ligoninių, klinikų, poliklinikų, sanatorijų, reabilitacijos centrų, specialiųjų įstaigų sveikatos apsaugos pastatų, gydyklų pastatų, medicininės priežiūros įstaigų slaugos namų, viešbučių pastatai	Dca s2,d2,a2	Eca
Gyvenamosios patalpos (daugiabučiai pastatai)	Dca s2,d2,a2	Eca
Gyvenamosios patalpos (vieno, dviejų butų pastatai )	Eca	Eca
Statinio vietos kur tiesiami kabeliai: šachtos, tuneliai, techninės nišos, erdvės virš kabamųjų lubų, po pakeliamomis grindimis ir pan.	Dca s2,d2,a2	Eca
Gamybos ir pramonės, sandėliavimo patalpos	Eca	Eca

Pastatai, atsižvelgiant į jų paskirtį, gaisro apkrovos kategorijas ir jiems statyti panaudotų konstrukcinių elementų atsparumą ugniai, skirstomi į I, II, III atsparumo ugniai laipsnius. Paprastai tariant, atsparumo ugniai laipsnis iš esmės nustatomas pagal naudojamas medžiagas, Pavyzdžiui, mūrinis namas su medine stogo konstrukcija priskiriamas II laipsnio, karkasinis medinis namas bus III laipsnio, pastatas iš nedegių medžiagų - I atsparumo ugniai laipsnio.

Pagal pastato atsparumo ugniai laipsnį privaloma jame instaliuoti atitinkamos klasės kabelius.

Dėl didesnio atsparumo karščiui ir mažesnio dūmingumo rekomenduojami naujesnės kartos behalogeniai (HF) kabeliai. Skirtingų gamintojų jie gali būti žymimi ne tik HF (Halogen free) santrumpa, kuri naudojama Draka kabeliams, bet ir LSZH, LS0H (Lowe smoke zero halogen), LSFH, 0HLS (Lowe smoke free halogen), ZHFR (Zero halogen flame retardant) santrumpomis. Tačiau visi jie turi turėti nustatytą ir ES šalyse privalomą pateikti degumo klasę pagal vieningą žymėjimą: Eca, Dca, Cca ir papildomus dūmų, lašėjimo, rūgštingumo išsiskyrimo rodiklius.

Vidaus instaliacijai labiausiai tinkami behalogeniai Draka XPJ-HF D, XPJ-HF C, XPK-HF C-Pro 1 kV kabeliai.

HPJ-HF D mažo dūmingumo behalogenis dviejų varinių gyslų D_{ca s2,d2,a2} Draka kabelis, tinkamas instaliacijai mažaaukštėje ir daugiaaukštėje statyboje.

 

Mažo dūmingumo Draka kabelių gamyboje naudojamas europinis EN 61034-2 standartas, kuris reikalauja, kad, kabeliui rūkstant, per dūmus prasiskverbtų 80 proc. patalpos šviesos. Tai reiškia, kad skirtingai nuo PVC kabelių, kuriems rūkstant išsiskiria tiršti, juodi ir nuodingi dūmai, gaisro atveju patalpoje esantys žmonės matys išėjimą, o gaisrininkai greitai ras ugnies židinį.

Reikšmingas rodiklis yra gaisro atveju išsiskiriančios vandenilio chlorido dujos, susidarančios degant PVC medžiagai. Jos sudaro apie 20 proc. išsiskiriančių dujų ir blokuoja kvėpavimo takus, graužia akis, dėl to žmonės praranda orientaciją. Behalogeniai kabeliai, kurie gaminami laikantis EN 60754-1 standarto, šių nuodingų dujų išskiria ne daugiau kaip 0,5 proc.

Jeigu kabelio specifikacijoje yra nurodytas EN 60332-1-2 standartas, tai reiškia, kad gaminys nepalaiko degimo, neleidžia ugniai plisti.

Ugniai atsparūs kabeliai gaisro atveju išlieka nepakitę tam tikrą laiką, o jų gamyboje yra privalomi EN 50200 ir EN 50362 standartai. Tokie kabeliai naudojami gyvybiškai svarbių priešgaisrinių inžinerinių įrenginių maitinimui, kad jie, įsiplieskus gaisrui, dar kurį laiką išliktų funkcionalūs.

Visas kabelių degumo savybes bei papildomus dūmingumo, degumo nepalaikymo, rūgštingumo ir kt. kriterijus apjungia EN 50575 standartas, jeigu jis pažymėtas kabelio aksploatacinių savybių deklaracijoje, galima tikėtis, kad kabelis atitinka visus reikalavimus.

Kartais trečiųjų šalių kabelių gamintojai ne tik nenurodo vieningo ar atskirų gamybos standartų, bet ir manipuliuoja sąvokomis - vietoj to, kad išskirtų „nepalaikančius degimo" ir „ugniai atsparius" kabelius, parašo „nedegus kabelis". Žodžių gali būti įvairių, svarbiau yra, kad būtų nurodytas standartas, kuris yra tam tikrų savybių garantija, padedanti išsaugoti gyvybes.

 

Informacija parengta bendradarbiaujant su AS „Prysmian Group Baltics" specialistais