La integridad del circuito se refiere a la operatividad de los circuitos eléctricos durante un incendio . Es una forma de clasificación de resistencia al fuego . La integridad del circuito se logra a través de medios pasivos de protección contra incendios , que están sujetos a un estricto uso y cumplimiento de listas y aprobaciones .
Ignifugo
Proporcionar protección contra incendios para cables, bandejas de cables o conductos eléctricos está destinado a mantener los cables en funcionamiento durante un tiempo y una exposición al fuego específicos. Esto se puede hacer de dos formas diferentes:
- El revestimiento del cable generalmente se considera un retardante del fuego , lo que reduce la propagación de la llama y la generación de humo a lo largo del revestimiento del cable combustible. Algunos sistemas de revestimiento de cable son capaces de lograr una medida de la integridad del circuito, que se demuestra y se cuantificó a través de certificación lista y lista y el uso aprobación y el cumplimiento .
- Se puede proporcionar un recinto para la bandeja / escalera de cables completa.
- En todos los casos, la configuración instalada debe cumplir con la certificación y listado del sistema probado. Alternativamente, se pueden usar cables que alcancen clasificaciones de resistencia al fuego por sí solos, como el cable revestido de cobre con aislamiento mineral o el cable MI. Los cables aislados con mica también han demostrado una medida de integridad del circuito para cables pequeños.
- Para la industria petroquímica, los recintos de envoltura de bandejas de cables son más adecuados ya que la temperatura de falla de los cables es muy baja, aproximadamente 121 ° C y más sobre la bandeja de cables pueden perder estabilidad e integridad estructural ya que la naturaleza del fuego es hidrocarburo 1093 ° C.
Pruebas y certificación
Para la industria de la construcción civil , en Canadá , las pruebas se realizan de acuerdo con ULC-S101, como lo requiere el código de construcción local . Desafortunadamente, el S101 está mal equipado para tratar de manera realista la integridad del circuito, particularmente para los gabinetes. Para cables de integridad de circuito, uno simplemente usa una prueba de panel de pared a escala completa, pasa los cables a través del fuego, energiza los cables y cuantifica la capacidad de carga de corriente de los cables durante el incendio.
Hay dos formas de lograr la integridad del circuito. Se pueden elegir cables con aislamiento mineral o resistentes al fuego (probados para ese propósito), o se puede usar un gabinete que se haya probado para ese propósito. Aquí es donde los sistemas "protegidos por derechos adquiridos" todavía encuentran aceptación en ciertas partes de América del Norte. Un buen ejemplo de esto es Canadá , donde el código indica que 2 "de cobertura de concreto sobre o alrededor de los circuitos eléctricos es suficiente para obtener una duración no cuantificada de la integridad del circuito. No existe documentación de prueba para calificar esta medida, según el Instituto de Investigación en La construcción, una parte del Consejo Nacional de Investigación de Canadá . 2 "de concreto, independientemente de la configuración del conductor, el porcentaje de relleno, etc., es por supuesto una decisión de criterio.
Los cables inherentemente resistentes al fuego se pueden probar según UL 2196, Pruebas para cables resistentes al fuego , mientras que los gabinetes para cables que no son inherentemente resistentes al fuego se pueden probar según UL 1724 o USNRC Generic Letter 86-10, Suplemento 1 en Norteamérica, o BS476 en el Reino Unido o DIN4102 en Alemania .
Para las industrias petroquímicas, costa afuera / costa adentro , las normas API 2218 se denominan pautas de protección contra incendios. API 2218 aborda el caso de incendio de hidrocarburos en oposición a la curva de incendio celulósica utilizada en las normas de prueba DIN 4102 y BS 476 parte 20 para edificios.
API 2218 'Prácticas a prueba de fuego en plantas de procesamiento de petróleo y petroquímicos' hace referencia al método de prueba ASTM E1725-95 y UL 2196 para pruebas de fuego y requiere que el sistema tenga una clasificación mínima de 15 minutos hasta 30 minutos. La prueba de fuego debe llevarse a cabo utilizando una curva de temperatura / tiempo de incendio de hidrocarburos de aumento rápido, como ASTM 1529 o UL 1709 (ambas consideradas funcionalmente equivalentes). La curva ASTM E1529 tiene una temperatura ligeramente más alta que UL 1709 y especifica un flujo de calor tomado de las mediciones de incendios de piscinas de hidrocarburos El método de prueba ASTM E1725-95 tiene requisitos estrictos para el rendimiento de los sistemas de aislamiento contra incendios de bandejas de cables en comparación con el requisito de integridad del circuito evaluado en BS 476 parte 20 y DIN 4102, como la prueba se realiza a presión positiva, los termopares están fijados en la bandeja, la prueba está diseñada para ejecutarse sin cables (en el peor de los casos), proporcionando aprobación para 0% a 100% de cable La carga y la falla se determinan cuando un 'conjunto' de termopar alcanza un aumento de temperatura promedio de 250 ° F (121 ° C) o cualquier termopar individual alcanza 325 ° F (163 ° C).
Los productos, además de ser probados, también deben ser certificados por organismos de certificación de terceros (FM / UL), ya que los informes de prueba pueden o no ser representativos de los estándares reales a menos que se certifique lo contrario. La certificación también asegura la garantía de calidad como fabricante del producto auditado periódicamente.
Evaluación del rendimiento de los sistemas de aislamiento contra incendios de bandejas de cables utilizando la temperatura de la bandeja de cables frente a la integridad del circuito
ASTM E1725 usa la temperatura de la bandeja de cables como criterio de falla porque se ha demostrado que la integridad del circuito no es confiable como indicador de falla de un cable para incendios de hidrocarburos. temperaturas de falla funcional. Esto significa que no se puede suponer que la falla en la integridad del circuito ocurra de manera confiable al mismo tiempo en un incendio. Por lo tanto, es más confiable establecer una temperatura máxima más allá de la cual se puede considerar que cualquier cable tiene riesgo de falla. El uso de la temperatura del cable como criterio de falla garantiza que no se exceda la temperatura máxima a la que se puede suponer que se mantiene la funcionalidad de cualquier cable, incluso si la integridad del circuito se puede mantener mediante el cable de muestra utilizado en la prueba de fuego. Además, la medición de la temperatura de la bandeja en lugar de la del cable, con una bandeja vacía, permite utilizar en la práctica cualquier carga de cable.
Es importante destacar que la bandeja de cables se prueba para determinar la estabilidad estructural que a menudo falla antes que la integridad del circuito en casos de incendio de hidrocarburos. Por lo tanto, los gabinetes de cables garantizan que la bandeja de cables se pruebe junto con los cables y se recomiende como una mejor opción.
El precedente de los conductos mecánicos
El otro enfoque con derechos adquiridos son los sistemas de muros de yeso de paneles de yeso . Los muros de mampostería de yeso se probaron como una pared plana, sin esquinas, sin giros. Este enfoque prácticamente se ha negado para su uso en conductos (es decir, presurización y conductos de grasa, que deben tener una clasificación de resistencia al fuego) desde la adopción del régimen de prueba ISO6944 más adecuado por parte de ULC y Underwriters Laboratories , mediante el cual un conducto está suspendido de una losa de piso a gran escala y el gabinete se construye alrededor del conducto (o un conducto intrínsecamente resistente al fuego se prueba de manera similar sin un gabinete, ya que ya contiene una capa de aislamiento), para una configuración y exposición 3D más realistas. Los sistemas de muros de yeso para paneles de yeso se protegieron por completo para esta aplicación y dejaron de ser legalmente representativos de la debida diligencia en el instante en que se dispuso de un sistema probado de manera adecuada y deliberada con listados de buena fe. Lo mismo se aplica a los recintos de integridad de circuitos.
Para el sistema de conductos mecánicos, un empresario canadiense obtuvo la aprobación de la norma ISO6944 por el Consejo de Normas de ULC y luego realizó las pruebas. Esto hizo que todos los sistemas protegidos por derechos adquiridos fueran legalmente indefendibles.
Esto aún no ha ocurrido en Canadá para la integridad del circuito, pero durante mucho tiempo ha sido un trabajo de construcción estándar en Europa y también en los EE. UU., A través del trabajo realizado por UL y otros laboratorios. Dado que UL está acreditado por el Consejo de Normas de Canadá en Canadá y sus listados se consideran registros públicos en toda América del Norte, incluido Canadá, es desaconsejable utilizar sistemas con derechos adquiridos para la integridad del circuito en cualquier lugar.
Es importante destacar que los sistemas de muros de hueco de yeso solo se han calificado como paredes rectas en hornos de paneles, no como cerramientos 3D con esquinas.
Métodos de prueba actuales
Alemania ha estandarizado este tipo de pruebas a través de DIN4102 Parte 12, con fecha de enero de 1991, Comportamiento al fuego de materiales y elementos de construcción, Resistencia al fuego de sistemas de cables eléctricos, Requisitos y pruebas. La Parte 12 abarca tanto los envolventes para el cableado y los conductos de bus, como también los cables inherentemente resistentes al fuego, como los cables con aislamiento mineral. Los cerramientos para los conductos y el cableado son una parte habitual de la protección pasiva contra incendios allí. Tampoco es tan caro como los enfoques calificados de América del Norte. Normalmente, se utilizan tableros minerales ligeros, como silicato de calcio y vermiculita unida a silicato de sodio .
El estado de la técnica de América del Norte es el estándar UL1724 para pruebas de sistemas de barrera térmica para componentes de sistemas eléctricos, así como su primo, el estándar UL2196 para pruebas de cables resistentes al fuego. UL1724 tuvo su origen con la carta genérica 86-10 Suplemento 1 de la USNRC, emitida por la Comisión Reguladora Nuclear . El "Suplemento 1" fue para abordar las lecciones aprendidas del escándalo Thermo-lag 330-1 ampliamente publicitado, luego de las revelaciones del denunciante Gerald W. Brown , que resultó en audiencias del Congreso y una gran cantidad de trabajo correctivo.
El Suplemento 1 es una prueba particularmente difícil y costosa de aprobar. No se realizan pruebas en nada menos que una prueba de fuego a gran escala, que se ejecuta fácilmente en costos de 6 cifras por quemado multiplicado por todas las aplicaciones que uno desea probar. Para aprobar, se debe probar tanto la aplicación más pequeña como la más grande (bandeja de cables de 12 "y 36", conducto de 1/2 "y 6"). En consecuencia, los materiales aprobados son costosos, ya que los fabricantes deben obtener un retorno de la gran inversión de prueba.
En concepto, es sencillo diseñar sistemas que pasen la prueba. Ya en la década de 1970, era evidente que cuando se usaba suficiente aislamiento calificado para altas temperaturas, como fibra cerámica, se aseguraba una calificación. Sin embargo, esto tiene el precio de una reducción significativa de la ampacidad. Además, el concepto de que más protección contra incendios es mejor, fue derrotado por las pruebas de la industria de Thermo-lag 330-1 (que no es un aislamiento fibroso). No importa lo que se haya hecho con este material (utilizado con fines ignífugos sobre circuitos eléctricos en pruebas de incendio a gran escala) por varios propietarios de plantas de energía nuclear (titulares de licencias de USNRC) que patrocinaron pruebas exhaustivas, donde se aplicó más del antiguo Thermo-lag sobre el antiguo. sustrato, no se obtuvieron resultados satisfactorios. Para que los titulares de licencias cumplan, se utilizaron otros métodos, reemplazos, superposiciones y MI Cable para solucionar el problema. Además, dado que el precursor de esta prueba fue el USNRC, y la versión comercial del mismo (UL1724) se ha sometido a varias revisiones, los sistemas UL enumerados en el directorio de materiales de construcción de UL no están necesariamente calificados para cumplir con el USNRC más reciente o la última versión de UL. . Pero eso no significa que los listados más antiguos simplemente se descarten o que los fabricantes hayan realizado todas las pruebas nuevas. Por lo tanto, los usuarios deben revisar de cerca las versiones de las pruebas que se consideren aceptables en una instalación de usuario final.
Reducción de ampacidad
La reducción de amperaje se refiere a la reducción de la capacidad de un cable para conducir electricidad. Puede probarse mediante el uso del procedimiento estándar IEEE 848 para la determinación de la reducción de ampacidad de cables con protección contra incendios . Cuanto más se aísla uno a un conductor, menos corriente puede conducir sin daño por sobrecalentamiento. El resultado de la prueba a la que se hace referencia en este documento se cuantifica en términos de porcentaje. Si un cable se reduce en un 30%, se puede usar para conducir solo el 70% de la corriente, por lo que a menudo se necesita un cable de mayor área de sección transversal para conducir una cantidad determinada de energía. El uso de "ventanas" intumescentes , que se cierran en caso de incendio, puede reducir o anular el efecto de la reducción de ampacidad, sujeto al uso y cumplimiento de la lista y aprobación .
Aplicaciones de la integridad del circuito
Por lo general, los tramos pequeños de cables se colocan individualmente con cables que tienen una clasificación de resistencia al fuego por sí mismos. Los paquetes más grandes y las bandejas llenas de cableado pueden ser menos costosos de revestir o envolver en el exterior. El método de recubrimiento de hormigón se utiliza con mayor frecuencia en la construcción canadiense, ya que el código y la práctica común lo permiten, a pesar de la ausencia de datos de prueba que den la " carta blanca " requerida para todos los cables y clasificaciones indefinidas.
Consideraciones de revestimiento y envoltura
El peso adicional de los sistemas de envoltura debe incluirse en los cálculos estáticos y sísmicos. También se debe considerar la protección contra incendios del sistema de suspensión. Se debe considerar el mantenimiento regular, ya que el revestimiento y las envolturas no soportan carga y pueden dañarse durante las operaciones normales del edificio o de las instalaciones. La reducción de amperaje puede mitigarse mediante el uso de "ventanas" intumescentes o activadas mecánica / electrónicamente diseñadas para tal fin que permitan la ventilación del calor. Como todo lo demás en la protección pasiva contra incendios, todos estos métodos están sujetos a un estricto uso y cumplimiento de listas y aprobaciones .
Consideraciones sobre terminales y cajas de conexiones
Los puntos de terminación y las cajas de conexiones, es decir, todo el circuito, deben estar completamente protegidos. A menudo, se omiten los puntos de terminación, lo que proporciona un eslabón débil. Por lo tanto, es necesario utilizar algunos gabinetes junto con cables MI. Se puede colocar el cable MI en una caja en una sala eléctrica. Sin embargo, solo porque esa habitación puede ser una "sala de servicio" y puede estar sujeta a compartimentación (protección contra incendios) , esto no significa que una ya no requiera una caja clasificada o una envoltura alrededor de la caja de distribución eléctrica o caja de conexiones donde se termina el cableado. porque esa caja puede quedar desactivada como resultado de un incendio dentro de la habitación. La probabilidad de incendios eléctricos es un factor de gran motivación para la compartimetalización para empezar. Por tanto, el cable puede ser operable pero el circuito en su conjunto puede ser anulado porque la caja de conexiones no estaría protegida. Tales omisiones no son del todo infrecuentes en el campo.
Para las industrias petroquímicas, la caja de conexiones o las terminaciones de los cables requieren que la caja de conexiones tenga una clasificación igual o superior a la de la bandeja de cables. Por lo tanto, la cabina debe protegerse con el sistema de cerramiento similar que se usa en el cerramiento de envoltura de bandeja de cables, ya que el objetivo es mantener la temperatura de los componentes eléctricos por debajo de un límite de temperatura crítica para que puedan funcionar.
Ver también
- Listado y aprobación, uso y cumplimiento
- Prueba de fuego
- Gerald W. Brown
- Protección pasiva contra incendios
- Vermiculita
- Protección contra incendios
- Cable revestido de cobre con aislamiento mineral
- Cortafuego
- Listado de certificación
enlaces externos
- DIN 4102 Comportamiento al fuego de materiales de construcción y componentes de construcción - Parte 12: Mantenimiento de la integridad del circuito de los sistemas de cables eléctricos; requisitos y pruebas
- Tratado de la NRC sobre medidas de integridad de circuitos
- USNRC Carta genérica 86-10 Suplemento 1 - CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DE LA PRUEBA DE RESISTENCIA AL FUEGO PARA SISTEMAS DE BARRERA CONTRA INCENDIOS UTILIZADOS PARA SEPARAR TRENES DE APAGADO SEGURO REDUNDANTES DENTRO DE LA MISMA ÁREA DE INCENDIO (SUPLEMENTO 1 DE LA CARTA GENÉRICA 86-10, "IMPLEMENTACIÓN DE LOS REQUISITOS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS")
- ASTM E1725 - 08 Métodos de prueba estándar para pruebas de fuego de sistemas de barrera resistentes al fuego para componentes de sistemas eléctricos
- UL1724 - PRUEBAS DE INCENDIO PARA SISTEMAS DE PROTECCIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
- Procedimiento estándar IEEE 848 para la determinación de la reducción de ampacidad de cables con protección contra incendios .
- Cables de integridad de circuito y resistentes al fuego UL 2196