Внутришкафные автоматические системы пожаротушения: Газовые решения и микротрубки
Резюме: Внутришкафные системы пожаротушения являются критически важными компонентами защиты, которые подавляют возгорания, вызванные электрической дугой, перегревом и коротким замыканием в распределительных щитах низкого и среднего напряжения непосредственно в источнике. Решения на основе микротрубок (полимерных сенсорных трубок) и чистых газов (Novec 1230, FM-200), интегрированные в архитектуру шкафов, прошедших типовые испытания по TS EN 61439, ликвидируют пламя за считанные секунды и гарантируют бесперебойную работу предприятия.
В чем заключается риск пожара в распределительных щитах и необходимость защиты?
На промышленных объектах, в центрах обработки данных и инфраструктурных проектах главные распределительные щиты (ГРЩ) и центры управления двигателями (MCC) находятся под высокой электрической нагрузкой. Ослабленные клеммные соединения, сверхтоки, гармонические нагрузки, ухудшение изоляции и внутренние дуговые замыкания могут за секунды привести к тепловым вспышкам и возгораниям внутри корпуса шкафа с температурой выше 1000°C. Системы внутришкафного пожаротушения обеспечивают локальную защиту, срабатывая именно там, куда традиционные стационарные системы пожаротушения здания (спринклеры и т. д.) не могут проникнуть сквозь корпус щита.
В рамках международных стандартов, учитывая NFPA 2001 (Стандарт для систем пожаротушения чистыми газовыми составами) и стандарты производства шкафов TS EN 61439-1/2, крайне важно, чтобы внутришкафная защита выполнялась диэлектрическими, не оставляющими осадка и безопасными для оборудования огнетушащими составами.
Как работают системы пожаротушения с микротрубками?
Системы с микротрубками работают с помощью специальных полимерных сенсорных трубок, чувствительных к давлению и стратегически расположенных внутри шкафа. Эта технология делится на два основных инженерных принципа:
- Прямые системы: Полимерная трубка под давлением разрывается в самой горячей точке при контакте с теплом от возгорания (обычно в диапазоне 110°C — 170°C). Через образовавшееся отверстие, выполняющее роль сопла, огнетушащий газ (например, FM-200 или FK-5-1-12) распыляется непосредственно в очаг дуги/пламени, подавляя огонь за 3–5 секунд.
- Непрямые системы: Трубка служит исключительно линейным тепловым датчиком пожара. Падение давления при разрыве трубки активирует главный клапан внешнего баллона с газом. Газ объемно и равномерно распределяется по пространству шкафа через сеть нержавеющих труб и форсунок, предварительно смонтированных под потолком и в отсеках.
Главным преимуществом решений с микротрубками является их полностью механический и пневматический принцип работы без необходимости электропитания, что обеспечивает непрерывную защиту даже при полном отключении электроэнергии.
Чистые газовые составы: Сравнение Novec 1230, FM-200 и CO2
Химические и физические свойства состава, используемого внутри шкафа, имеют решающее значение для сохранности коммутационных аппаратов. Основные применяемые чистые газы:
- FK-5-1-12 (3M™ Novec™ 1230): Фторированный кетон, который хранится в жидком состоянии и мгновенно переходит в газ при выпуске. Имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя (ODP) и предельно низкий потенциал глобального потепления (GWP=1). Не оставляет никаких физических или химических следов на медных шинах, блоках ПЛК и контакторах внутри шкафа.
- HFC-227ea (FM-200): Синтетический газ, подавляющий пламя за счет поглощения тепла и прерывания цепной химической реакции горения. Обладает высокой диэлектрической прочностью, не проводит ток и не оказывает коррозионного воздействия на компоненты.
- Диоксид углерода (CO2): Подавляет огонь путем снижения концентрации кислорода. Однако из-за требований к хранению под высоким давлением и термического шока (резкого охлаждения) при выпуске он предпочтителен для закрытых трансформаторных ячеек и отсеков среднего напряжения, а не для низковольтных щитов с чувствительными электронными платами.
Каковы инженерные и проектные критерии внутришкафных систем пожаротушения?
Надежность системы зависит от точных инженерных расчетов. Компания Devpan, осуществляющая производство на площади 5 000 м² в организованной промышленной зоне Дудуллу (Стамбул), оптимизирует интеграцию систем безопасности в производимых щитах со следующими критериями:
- Расчет объема и заполнения: При вычислении свободного полезного объема шкафа (м³) необходимо вычитать объем, занимаемый коммутационным оборудованием, а емкость баллона следует подбирать в соответствии с расчетной концентрацией по стандарту NFPA 2001.
- Степень защиты IP и утечки: Время удержания концентрации газа внутри шкафа имеет критическое значение. В шкафах, изготовленных по процедурам испытаний TS EN 61439, степень герметичности IP54 или IP55 способствует удержанию газа, при этом вентиляционные жалюзи должны комплектоваться автоматическими противопожарными клапанами, закрывающимися в момент обнаружения возгорания.
- Степень секционирования шкафа (Form 2b — Form 4b): В шкафах высоких форм секционирования функциональные узлы разделены металлическими перегородками, поэтому трасса микротрубок должна прокладываться так, чтобы охватывать абсолютно все отсеки шин и автоматических выключателей.
- Интеграция сигналов: Реле давления на клапане баллона должны передавать сигнал «сухой контакт» на ПЛК шкафа или во внешние системы SCADA/BMS для мгновенного отключения (расцепления) вводного автоматического выключателя.
Часто задаваемые вопросы
Обесточивают ли электроэнергию внутришкафные системы пожаротушения?
Микротрубочные и газовые системы пожаротушения не отключают питание напрямую механическим путем; однако общепринятой инженерной практикой является передача сигнала отключения через реле давления системы на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя в литом корпусе (MCCB) или воздушного выключателя (ACB) для мгновенного обесточивания.
Наносят ли используемые газы вред оборудованию шкафа и шинам?
Нет. Чистые газы, такие как Novec 1230 и FM-200, обладают высокой диэлектрической прочностью, не проводят ток и не оставляют осадка. После тушения они не оставляют следов коррозии, влаги или химических загрязнителей на оборудовании, позволяя быстро ввести объект в эксплуатацию без очистки.
С какой периодичностью проводится техническое обслуживание систем с микротрубками?
Визуальный контроль давления по манометрам систем должен проводиться ежемесячно. Раз в год давление азота, эластичность полимерной трубки, уплотнения клапанов и контакты сигнализации должны проверяться квалифицированными специалистами с составлением отчета.
