LSZH Tápkábelek: Tűzbiztonság és teljesítmény

Amikor a kábeltűz kigyullad egy alagútban, adatközpontban vagy sokemeletes épületben, a vezetőket körülvevő anyag határozza meg, hogy a bent tartózkodók biztonságosan ki tudnak-e menekülni, vagy mérgező, átlátszatlan füst veri őket el. LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez pontosan ennek a kockázatnak a megoldására léteznek – halogénmentes szigetelést és burkolatot biztosítanak, amely elnyomja a láng terjedését, minimalizálja a füst sűrűségét, és kiküszöböli a korrozív hidrogén-klorid gáz kibocsátását, amely a hagyományos PVC kábeltüzeket olyan halálossá teszi.

0,5% Maximális halogéntartalom az IEC 60754-1 szabvány szerint

60% A füst optikai sűrűségének csökkentése a PVC kábel égésénél

90°C Folyamatos üzemi hőmérséklet szabványos LSZH osztályokhoz

250°C Rövidzárlati tűrés XLPE alapú LSZH készítményeknél

Mire használhatók az LSZH vegyületek a tápkábelek szigetelésében?

LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez – A Low Smoke Zero Halogen, más néven LS0H vagy LSOH – hőre lágyuló vagy térhálósított polimer készítmények, amelyeket a vezetők feletti elsődleges szigetelőrétegként és a kábelszerelvényt védő külső köpenyként használnak. Meghatározó jellemzőjük a klór, bróm, fluor és egyéb halogének teljes hiánya, amelyek égéskor mérgező savas gázokat fejlesztenek.

Az erősáramú kábeles alkalmazásokban az LSZH anyagok három egyidejű mérnöki szerepet töltenek be: elektromos szigetelés a vezető és a föld dielektromos integritásának megőrzése érdekében, mechanikai védelem a kopás és szerelési igénybevétel ellen, valamint passzív tűzvédelem az égésgátló és füstelnyomás révén. Egyetlen hagyományos hőre lágyuló műanyag sem – beleértve a PVC-t, az XLPE-t vagy az EPR-t – nem tölti be mindhárom szerepet az LSZH által elért tűzbiztonsági profillal.

Műszaki meghatározás

Az LSZH kábelkeverék halogénmentes polimer mátrix – jellemzően poliolefin, etilén-vinil-acetát (EVA) vagy térhálósított polietilén (XLPE) alapú szervetlen égésgátló anyagokkal, például alumínium-trihidráttal (ATH) vagy magnézium-hidroxiddal keverve – az IEC 60332, IEC 60332, IEC 6 forme3 és IEC 6075 flame3 szabványoknak megfelelően. kibocsátás, illetve füstsűrűség.

Miért szükségesek az LSZH vegyületek a tűzbiztonsághoz a kábelrendszerekben?

Az LSZH vegyületeket tűzbiztonsági előírások írják elő zárt, nagy kihasználtságú és kritikus infrastrukturális környezetekben, mivel a hagyományos halogénezett kábelanyagok égési melléktermékeket termelnek, amelyek halálosabbak, mint maga a tűz. Amikor a PVC-kábel ég, hidrogén-klorid (HCl) gáz szabadul fel olyan koncentrációban, amely azonnal veszélyes az életre és az egészségre (IDLH), 50 ppm - ez a küszöbérték perceken belül elérhető zárt térben keletkezett tűz esetén.

Vasúti és metrórendszerek

Az EN 45545-2 szabvány előírja az LSZH kábelt az Európai Unió teljes földalatti vasúti infrastruktúrájában. A Csatorna-alagút és a londoni metró az 1987-es King's Cross tűzvész után, amelyben 31 ember vesztette életét, befejezte a teljes LSZH átalakítási programokat.
Adatközpontok és szerverszobák

Az NFPA 75 és a TIA-942 előírja az LSZH csatlakozókábelt emelt padlós és felső kábelkezelő terekben, ahol a légáramlás visszakeringtetése felgyorsítaná a mérgező gázok eloszlását a létesítményben.
Tengeri és tengeri létesítmények

Az IEC 60092-350 előírja az LSZH burkolatot a fedélzeti táp- és vezérlőkábelekhez. A zárt hajógeometria lehetővé teszi a halogéngáz kiürítését tűzeset során, így az LSZH megfelelősége a legénység túlélési követelménye.
Atomerőművek

Az IEC 60780 minősített LSZH kábelt ír elő a nukleáris létesítmények biztonságkritikus áramkörei számára, ahol a PVC kábel égéséből származó korrozív HCl gáz veszélyeztetné a reaktorvezérlő műszerek integritását tűz esetén.
Sokemeletes épületek

Az IBC 2021 és a BS 9999 egyaránt hivatkozik az alacsony toxicitású kábelkövetelményekre a függőleges kábelemelőkre és a menekülési útvonalak zónáira 18 métert meghaladó épületekben, ahol a kéményhatású légáramlás felgyorsítja az égési gázok felfelé áramlását a lakott padlókon keresztül.

LSZH-vegyületek vs PVC-vegyületek tápkábelekhez

A teljesítmény különbség LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez A PVC-vegyületek és a PVC-vegyületek minden tűz szempontjából releváns paraméterben számszerűsíthetők. A PVC megőrzi költség- és rugalmassági előnyeit nyitott, jól szellőző ipari környezetben; Az LSZH a kötelező választás minden olyan helyen, ahol a tűzesemény során az emberi biztonság vagy a berendezések folyamatossága a tervezési prioritás.

Tulajdon	LSZH Vegyület	PVC vegyület	Teszt szabvány
Halogén tartalom	Kevesebb, mint 0,5%	28-35% (klór)	IEC 60754-1
Füst optikai sűrűsége	Kevesebb, mint 60% (minimális fényáteresztés 60% felett)	20% alatti fényáteresztés	IEC 61034-2
Savas gázkibocsátás (HCl)	Kevesebb, mint 0,5% HCl equivalent	18-22 tömeg% HCl	IEC 60754-2
Max folyamatos üzemi hőm	90°C (105°C magas hőmérsékletű minőségeknél)	70°C szabvány / 90°C HR fokozat	IEC 60811-1
A láng terjedése (függőleges)	Önkioltó – megfelel az IEC 60332-1 szabványnak	Égésgátló adalékokkal átmegy	IEC 60332-1
Hideg kanyar teljesítmény	-15°C és -40°C között minőségileg átmegy	-15°C-on szabványos	IEC 60811-504

LSZH vegyületek nagyfeszültségű tápkábelrendszerekben

LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez teljes mértékben középfeszültségű (MV) és nagyfeszültségű (HV) kábelrendszerekben történő alkalmazásra lettek tervezve, amelyek 6 kV-tól 500 kV-ig terjednek, ha térhálós LSZH (XLPE-LSZH) köpenyvegyületként vannak kialakítva. A peroxidos vagy szilános térhálósítással elért térhálósítási eljárás lényegesen megnöveli az alap LSZH polimer termikus, mechanikai és dielektromos teljesítményét a szabványos hőre lágyuló minőségeknél.

Alacsony feszültség

1 kV-ig

Szabványos hőre lágyuló LSZH szigetelés és burkolat. Épületi vezetékekben, tálcakábelekben és műszeráramkörökben alkalmazható. LSZH vegyületminőségek és feldolgozási lehetőségek legszélesebb választéka.

Közepes feszültség

1 kV - 36 kV

XLPE-LSZH belső szigetelés félvezető szitarétegekkel. Föld alatti elosztásban, ipari üzemi adagolókban és az IEC 60502-2 szerinti vasúti vontatási tápkábelekben használják.

Magas feszültség

36 kV - 500 kV

Térhálósított LSZH külső köpeny XLPE szigetelés felett. Alkalmazható átviteli hálózati összeköttetésekben, tengeri szélexport kábelekben és tenger alatti tápkapcsolatokban, amelyek mind a HV dielektromos integritást, mind az LSZH tűzállóságot igénylik a burkolatrétegen.

LSZH-vegyületek tartóssága és hőállósága a kábelszolgáltatásban

A hosszú távú mechanikai és termikus tartóssága LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez történelmileg korlátozó tényezőként említik a PVC-vel szemben az igényes telepítési környezetekben. A 2010 óta kifejlesztett térhálós LSZH-készítmények ezt a hiányt lényegesen bezárták, és 30 éves tervezési élettartamot értek el az IEC 60216 hőöregedési protokollok szerint, amelyek megfelelnek a modern átviteli kábel tervezési szabványainak.

A mérnökök meghatározásához szükséges kulcsfontosságú tartóssági paraméterek közé tartozik a szakítószilárdság 50% feletti nyúlása 7 napos, 135 °C-on végzett termikus öregítés után (IEC 60811-401), a szakítószilárdság 70% feletti megtartása 1000 órás UV-sugárzásnak való kitettség után, valamint az olajállósági teljesítmény hidraulikus folyadékot vagy transzformátorolajat tartalmazó ipari környezetbe telepített kábeleknél. Ezen paraméterek közötti fokozatválasztás lehetővé teszi LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez pontosan illeszkedik bármely telepítési alkalmazás környezeti súlyosságához.

Gyakran Ismételt Kérdések

Milyen szabványok szabályozzák az erősáramú kábelek LSZH-vegyületeit?

Az irányadó legfontosabb nemzetközi szabványok LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez az IEC 60754-1 és az IEC 60754-2 a halogéntartalomra és a savas gázok korrozivitására, az IEC 61034-2 a füstsűrűség mérésére, az IEC 60332-1 és az IEC 60332-3 az egykábeles és kötegelt kábeles lángterjedésre, valamint az IEC 60811 sorozat a mechanikai és termikus keverék tulajdonságaira. A regionális szabványok, köztük az EN 50525 Európában és az UL 44 Észak-Amerikában, további joghatóság-specifikus követelményekkel hivatkoznak ezekre az IEC-keretrendszerekre.

Drágábbak az LSZH-vegyületek, mint a PVC-k kábeles alkalmazásokhoz?

Az LSZH összetett nyersanyagköltségei jellemzően 30-60%-kal magasabbak, mint az egyenértékű PVC-keverék kilogrammonkénti alapon, elsősorban azért, mert a szervetlen égésgátlók, például az alumínium-trihidrát (ATH) és a magnézium-hidroxid magas terhelési szintet igényelnek – gyakran 50-65 tömegszázalékot – a szükséges tűzhatás eléréséhez. A szabályozott környezetben a megfelelő kábelrendszerek teljes beépítési költségének számításánál azonban figyelembe kell venni a szabályozási nem megfelelőség, a biztosítási felelősség kitettségének és a tűzesetet követő rendszercserének a költségeit, ami következetesen kedvez az LSZH kábelspecifikáció életciklus-gazdaságosságának.

Feldolgozhatók-e az LSZH vegyületek szabványos PVC extrudáló berendezésen?

LSZH vegyületek erősáramú kábelekhez feldolgozható hagyományos egycsigás extrudereken a csavarnyomási arány, a hordó hőmérsékleti profil és a szerszámkialakítás módosításával. Az LSZH vegyületek viszkózusabbak, mint a PVC egyenértékű feldolgozási hőmérsékleten, és pontos hőmérséklet-szabályozást igényelnek az XLPE-LSZH minőségeknél a térhálósítók idő előtti aktiválódásának elkerülése érdekében. A legtöbb LSZH-t először feldolgozó kábelgyártó a gyártási méretnövelés előtt vegyületspecifikus folyamatauditot kér az anyagszállítótól.

Mi a különbség az LSZH és az LSOH vagy LS0H jelölések között?

Az LSZH (Low Smoke Zero Halogen), LSOH, LS0H és OHLS (Zero Halogen Low Smoke) mind ugyanarra az anyagteljesítmény-kategóriára utaló ipari megjelölések – halogénmentes polimer vegyületek, alacsony füstkibocsátással égés közben. A rövidítés eltérései inkább a különböző regionális és iparági konvenciókat tükrözik, semmint az anyagspecifikációban vagy a vizsgálati szabványnak való megfelelésben mutatkozó különbségeket. Az IEC dokumentáció a halogénmentes égésgátló (HFFR) kifejezést használja ugyanazon vegyületkategória preferált műszaki megjelöléseként.