Analýza dějů provázejících tepelný rozklad elektroizolačních materiálů

Ing. Martina POLANSKÁ

Disertační práce

Anotace:

Předkládaná práce se zabývá sledováním vývoje izolačního odporu kabelů během standardního požárního testu a vyhodnocováním dějů, které se při požáru v izolaci kabelu odehrávají. V úvodních kapitolách se práce zaměřuje na stručný popis způsobů, jakými lze dosáhnout retardace hoření kabelové izolace, zabývá se názvoslovím i skupinou norem týkajících se zkoušení speciálních ohniodolných kabelů. V práci jsou dále diskutována technická omezení nejrozšířenější požární zkoušky používané k testování funkčnosti ohniodolných kabelů za podmínek požáru. Jádro práce spočívá v navržení technické modifikace stávající měřicí metody spočívající v monitorování aktuálního izolačního stavu kabelové izolace během požárního testu i aktuální teploty uvnitř a vně testovaného kabelu. Vhodnost navržené modifikace je demonstrována sérií zkoušek provedených na dvou nejčastěji používaných typech kabelové konstrukce. Dosažené výsledky potvrzují zcela dostačující citlivost měření izolačního odporu, a tedy vhodnost navržené modifikace pro daný účel. Získané záznamy z měření jsou schopny reflektovat děje, které se odehrávají během tepelného rozkladu jednotlivých částí izolace kabelu. Pracovní hypotézy byly podpořeny provedením termických analýz, jež jsou vhodným nástrojem ke studování mechanismů tepelného rozkladu látek. Bylo zjištěno a potvrzeno, že navržená metoda je vhodná ke sledování a porovnání funkční schopnosti různých konstrukčních uspořádání ohniodolných kabelů při požáru, či k následné optimalizaci jejich konstrukce.

Abstract:

This doctoral thesis deals with monitoring of insulation resistance of a cable during standard fire test and with evaluation of the processes taking place in the cable insulation during a fire. The introductory parts of this thesis focus on concise description of ways of achieving fire retardancy of the cable insulation, on related nomenclature and on the brief overview of international standards related to testing of low fire hazard cables. Technical limitations of one of the most wide-spread fire test intended for testing of electric cables under fire conditions are further discussed in the thesis. The core of the dissertation lies in the proposition of new technical modification of the existing standard measuring procedure based on the monitoring of actual insulation state of the cable insulation together with the monitoring of actual temperature of cable core and the cable sheath during a fire test. The suitability of the proposed modification was demonstrated by series of tests of the two most commonly used cable designs. The obtained results confirmed fully sufficient sensitivity of the insulation resistance measurement under fire conditions, therefore applicability of the proposed modification for the given purpose. Obtained records from measurement are able to reflect the processes taking place during the thermal decomposition of particular parts of the cable insulation. The working hypotheses were supported by thermal analyses, which are beneficial tool towards understanding the mechanisms of thermal decomposition of substances. It was proven and confirmed that the suggested modification can assist in the monitoring and comparison of the fire-proof functionalities of different cable designs under fire conditions, in the analysis of their failure mechanisms and in cable design optimisation.

Klíčová slova

LFHC, ČSN IEC 60331, požární testy, ohniodolné kabely, izolační odpor, testování funkčnosti, silikonový kaučuk, skloslídová páska, ATH

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 9. 2015

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. Ing. Radek Polanský, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Doktorský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektrotechnika