LSZH-yhdisteet virtakaapeleille: Paloturvallisuus ja suorituskyky

Kun kaapelipalo syttyy tunnelissa, datakeskuksessa tai korkeassa rakennuksessa, johtimia ympäröivä materiaali määrittää, voivatko asukkaat evakuoida turvallisesti vai voivatko heillä myrkyllinen, läpinäkymätön savu. LSZH-yhdisteet tehokaapeleille olemassa juuri tämän riskin ratkaisemiseksi – halogeenivapaan eristeen ja suojuksen avulla, joka estää liekin leviämisen, minimoi savun tiheyden ja eliminoi syövyttävän kloorivetykaasun päästöt, mikä tekee tavanomaisista PVC-kaapelipaloista niin tappavia.

Mihin LSZH-yhdisteitä käytetään tehokaapelin eristykseen?

LSZH-yhdisteet tehokaapeleille — Low Smoke Zero Halogen, jota kutsutaan myös LS0H:ksi tai LSOH:ksi — ovat termoplastisia tai silloitettuja polymeerikoostumuksia, joita käytetään ensisijaisena eristekerroksena johtimien päällä ja kaapelikokoonpanoa suojaavana ulkovaippana. Niiden ominaispiirre on kloorin, bromin, fluorin ja muiden halogeenien täydellinen puuttuminen, jotka synnyttävät myrkyllisiä happokaasuja palaessaan.

Tehokaapelisovelluksissa LSZH-materiaalit palvelevat kolmea samanaikaista suunnittelutehtävää: sähköeristys johtimen ja maan välisen dielektrisen eheyden ylläpitämiseksi, mekaaninen suojaus hankausta ja asennusjännitystä vastaan ​​sekä passiivinen paloturvallisuus palonesto- ja savunsammutuksen avulla. Mikään tavanomainen kestomuovi - mukaan lukien PVC, XLPE tai EPR - ei täytä kaikkia kolmea tehtävää paloturvallisuuden suorituskykyprofiililla, jonka LSZH saavuttaa.

Miksi LSZH-yhdisteitä tarvitaan paloturvallisuuteen kaapelijärjestelmissä?

LSZH-yhdisteet ovat paloturvallisuusmääräysten edellyttämiä suljetuissa, runsaskäyttöisissä ja kriittisissä infrastruktuuriympäristöissä, koska tavanomaiset halogenoidut kaapelimateriaalit tuottavat palamisen sivutuotteita, jotka ovat tappavampia kuin itse tuli. Kun PVC-kaapeli palaa, se vapauttaa kloorivetyä (HCl) pitoisuuksina, jotka ovat välittömästi vaarallisia ihmiselle ja terveydelle (IDLH), 50 miljoonasosaa – kynnys saavutetaan muutamassa minuutissa suljetun tilan tulipalossa.

• Rautatie- ja metrojärjestelmät
  EN 45545-2 määrää LSZH-kaapelin koko maanalaiseen rautatieinfrastruktuuriin Euroopan unionissa. Kanaalitunneli ja Lontoon metro saivat päätökseen täydelliset LSZH-muunnosohjelmat vuoden 1987 King's Crossin tulipalon jälkeen, joka tappoi 31 ihmistä.
• Palvelinkeskukset ja palvelinhuoneet
  NFPA 75 ja TIA-942 määrittelevät LSZH-liitäntäkaapelin korotetun lattian ja yläkaapelin hallintatiloissa, joissa ilmavirran kierrätys nopeuttaisi myrkyllisten kaasujen jakautumista koko laitokseen.
• Laiva- ja offshore-asennukset
  IEC 60092-350 edellyttää LSZH-vaippaa aluksen virta- ja ohjauskaapeleille. Suljettu aluksen geometria tekee halogeenikaasun evakuoinnin mahdottomaksi tulipalon aikana, mikä tekee LSZH:n noudattamisesta miehistön selviytymisvaatimuksen.
• Ydinvoimalat
  IEC 60780 määrittelee pätevän LSZH-kaapelin ydinlaitosten turvallisuuskriittisiin piireihin, joissa PVC-kaapelin palamisesta syntyvä syövyttävä HCl-kaasu vaarantaisi reaktorin ohjausinstrumenttien eheyden tulipalon aikana.
• Korkeat rakennukset
  Sekä IBC 2021 että BS 9999 viittaavat matalamyrkyllisiin kaapelivaatimuksiin pystysuoralle kaapelin nousuputkelle ja yli 18 metrin pituisille rakennuksille poistumisreittivyöhykkeille, joissa piippuvaikutteinen ilmavirta nopeuttaa palamiskaasujen kulkeutumista ylöspäin asuttujen kerrosten läpi.

LSZH-yhdisteet vs PVC-yhdisteet virtakaapeleille

Suorituskyvyn ero LSZH-yhdisteet tehokaapeleille ja PVC-yhdisteet ovat kvantitatiivisesti mitattavissa kaikilla paloon liittyvillä parametreilla. PVC säilyttää kustannus- ja joustavuusedut avoimissa, hyvin ilmastoiduissa teollisuusympäristöissä; LSZH on pakollinen valinta aina, kun ihmisten turvallisuus tai laitteiden jatkuvuus tulipalon aikana on suunnittelun prioriteetti.

LSZH-yhdisteet suurjännitevirtakaapelijärjestelmissä

LSZH-yhdisteet tehokaapeleille Ne on täysin suunniteltu käytettäväksi keskijännite- (MV) ja suurjännitekaapelijärjestelmissä, jotka toimivat 6 kV - 500 kV jännitteellä, kun ne on formuloitu silloitettuina LSZH (XLPE-LSZH) -vaippaseoksina. Silloitusprosessi, joka saavutetaan peroksidi- tai silaanisilloituksella, nostaa olennaisesti LSZH-peruspolymeerin lämpö-, mekaanisia ja dielektrisiä ominaisuuksia yli tavanomaisten kestomuovilaatujen saavuttamisen.

LSZH-yhdisteiden kestävyys ja lämmönkestävyys kaapelipalveluissa

Pitkäaikainen mekaaninen ja lämpökestävyys LSZH-yhdisteet tehokaapeleille on perinteisesti mainittu rajoituksena PVC:hen verrattuna vaativissa asennusympäristöissä. Vuodesta 2010 lähtien kehitetyt silloitetut LSZH-formulaatiot ovat sulkeneet tämän aukon merkittävästi ja saavuttaneet 30 vuoden suunnittelun käyttöiän IEC 60216 -lämpövanhentamisprotokollan mukaisesti, jotka vastaavat nykyaikaisia ​​siirtokaapelin suunnittelustandardeja.

Keskeisiä kestävyysparametreja määriteltäessä insinöörejä ovat yli 50 %:n murtovenymä 7 päivän lämpövanhentamisen jälkeen 135 °C:ssa (IEC 60811-401), vetolujuuden säilyvyys yli 70 % 1 000 tunnin UV-sääaltistuksen jälkeen ja öljynkestokyky kaapeleille, jotka on asennettu hydraulinestettä tai muuntajaöljyä sisältäviin teollisuusympäristöihin. Arvosanan valinta näiden parametrien välillä mahdollistaa LSZH-yhdisteet tehokaapeleille sovittaa tarkasti minkä tahansa asennussovelluksen ympäristön vakavuusasteeseen.

Usein kysytyt kysymykset

Mitkä standardit säätelevät tehokaapeleiden LSZH-yhdisteitä?

Tärkeimmät kansainväliset standardit LSZH-yhdisteet tehokaapeleille ovat IEC 60754-1 ja IEC 60754-2 halogeenipitoisuudesta ja happamien kaasujen syövyttävyydestä, IEC 61034-2 savutiheyden mittaamisesta, IEC 60332-1 ja IEC 60332-3 yhden kaapelin ja kaapelinippujen liekkien leviämisestä sekä IEC 60811 -sarjan mekaaniset yhdisteet ja lämpöyhdisteet. Alueelliset standardit, mukaan lukien EN 50525 Euroopassa ja UL 44 Pohjois-Amerikassa, viittaavat näihin IEC-kehyksiin lisälainkäyttöaluekohtaisilla vaatimuksilla.

Ovatko LSZH-yhdisteet kalliimpia kuin PVC kaapelisovelluksissa?

LSZH-seosraaka-ainekustannukset ovat tyypillisesti 30–60 % korkeammat kuin vastaavanlaatuisen PVC-yhdisteen kiloa kohden, pääasiassa siksi, että epäorgaaniset palonestoaineet, kuten alumiinitrihydraatti (ATH) ja magnesiumhydroksidi vaativat korkeita kuormitustasoja – usein 50–65 painoprosenttia – vaaditun palotehokkuuden saavuttamiseksi. Säännellyissä ympäristöissä olevien yhteensopivien kaapelijärjestelmien asennettujen kokonaiskustannuslaskelmien on kuitenkin otettava huomioon kustannukset, jotka aiheutuvat säännösten noudattamatta jättämisestä, vakuutusvastuusta ja järjestelmän vaihtamisesta tulipalon jälkeen, mikä jatkuvasti suosii LSZH-kaapelin määrittelyn elinkaaren taloudellisuutta.

Voidaanko LSZH-yhdisteitä käsitellä tavallisilla PVC-ekstruusiolaitteistoilla?

LSZH-yhdisteet tehokaapeleille voidaan käsitellä perinteisillä yksiruuvipuristeilla, joissa on muutoksia ruuvin puristussuhteeseen, tynnyrin lämpötilaprofiiliin ja suuttimen suunnitteluun. LSZH-yhdisteet ovat viskoosiisempia kuin PVC vastaavissa prosessointilämpötiloissa ja vaativat tarkan lämpötilan hallinnan, jotta vältetään ennenaikainen silloitteen aktivoituminen XLPE-LSZH-laatuissa. Useimmat LSZH:ta ensimmäistä kertaa käsittelevät kaapelivalmistajat tilaavat materiaalintoimittajalta yhdistekohtaisen prosessitarkastuksen ennen tuotannon mittakaavan lisäämistä.

Mitä eroa on LSZH- ja LSOH- tai LS0H-merkinnöillä?

LSZH (Low Smoke Zero Halogen), LSOH, LS0H ja OHLS (Zero Halogen Low Smoke) ovat kaikki teollisuuden nimitykset, jotka viittaavat samaan materiaalin suorituskykyluokkaan – halogeenittomia polymeeriyhdisteitä, joiden savupäästöt ovat alhaiset palamisen aikana. Lyhenteen vaihtelu kuvastaa erilaisia ​​alueellisia ja teollisuuden käytäntöjä pikemminkin kuin eroja materiaalispesifikaatioissa tai testistandardien noudattamisessa. IEC-dokumentaatiossa käytetään termiä halogeeniton palonestoaine (HFFR) ensisijaisena teknisenä nimityksenä samalle yhdistekategorialle.