ترکیبات LSZH برای کابل های برق: ایمنی و عملکرد آتش نشانی

هنگامی که آتش کابل در یک تونل، مرکز داده یا ساختمان مرتفع شعله ور می شود، مواد احاطه کننده هادی ها تعیین می کند که آیا سرنشینان می توانند ایمن تخلیه شوند یا دود سمی و مات بر آنها غلبه می کند. ترکیبات LSZH برای کابل های برق وجود دارد تا دقیقاً این خطر را برطرف کند - ارائه عایق و غلاف بدون هالوژن که گسترش شعله را مهار می کند، تراکم دود را به حداقل می رساند و انتشار گاز هیدروژن کلرید خورنده را حذف می کند که آتش سوزی کابل های PVC معمولی را بسیار کشنده می کند.

از ترکیبات LSZH در عایق کاری کابل برق چه استفاده می شود؟

ترکیبات LSZH برای کابل های برق - هالوژن کم دود صفر که LS0H یا LSOH نیز نامیده می شود - فرمولاسیون های پلیمری گرمانرم یا پیوند متقابل هستند که به عنوان لایه عایق اولیه روی هادی ها و به عنوان غلاف بیرونی محافظ مجموعه کابل استفاده می شوند. مشخصه بارز آنها فقدان کامل کلر، برم، فلوئور و سایر هالوژن هاست که در هنگام سوزاندن گازهای اسیدی سمی تولید می کنند.

در کاربردهای کابل برق، مواد LSZH سه نقش مهندسی همزمان را ایفا می کنند: عایق الکتریکی برای حفظ یکپارچگی دی الکتریک بین هادی و زمین، حفاظت مکانیکی در برابر سایش و استرس نصب، و ایمنی غیرفعال در برابر آتش از طریق تاخیر در شعله و سرکوب دود. هیچ ترموپلاستیک معمولی - از جمله PVC، XLPE یا EPR - هر سه نقش را با مشخصات عملکرد ایمنی در برابر آتش که LSZH به دست می آورد، انجام نمی دهد.

چرا ترکیبات LSZH برای ایمنی آتش در سیستم های کابلی مورد نیاز است؟

ترکیبات LSZH توسط مقررات ایمنی آتش سوزی در محیط های بسته، پر اشغال و زیرساخت های حیاتی الزامی می شوند زیرا مواد کابلی هالوژنه معمولی محصولات جانبی احتراق را تولید می کنند که کشنده تر از خود آتش هستند. هنگامی که کابل پی وی سی می سوزد، گاز هیدروژن کلرید (HCl) را در غلظت هایی آزاد می کند که بلافاصله برای زندگی و سلامتی (IDLH) در 50 قسمت در میلیون خطرناک است - آستانه ای که در یک آتش سوزی فضای بسته در عرض چند دقیقه به دست می آید.

• سیستم های ریلی و مترو
  EN 45545-2 کابل LSZH را در سرتاسر زیرساخت های ریلی زیرزمینی در اتحادیه اروپا الزامی می کند. تونل کانال و متروی لندن برنامه های کامل تبدیل LSZH را پس از آتش سوزی کینگز کراس در سال 1987 که 31 کشته برجای گذاشت، تکمیل کردند.
• مراکز داده و اتاق های سرور
  NFPA 75 و TIA-942 کابل پلنوم LSZH را در فضاهای مدیریت کابل با کف بالا و بالای سر مشخص می کنند که در آن گردش مجدد جریان هوا باعث تسریع توزیع گاز سمی در سراسر تاسیسات می شود.
• تاسیسات دریایی و دریایی
  IEC 60092-350 به روکش LSZH برای کابل های برق و کنترل کشتی نیاز دارد. هندسه کشتی محصور، تخلیه گاز هالوژن را در طول یک رویداد آتش سوزی غیرممکن می کند، و انطباق با LSZH را به یک نیاز برای بقای خدمه تبدیل می کند.
• نیروگاه های هسته ای
  IEC 60780 کابل LSZH واجد شرایط را برای مدارهای ایمنی حیاتی در تاسیسات هسته ای مشخص می کند، جایی که گاز خورنده HCl حاصل از احتراق کابل PVC یکپارچگی ابزار دقیق کنترل راکتور را در طول رویداد آتش سوزی به خطر می اندازد.
• ساختمان های بلندمرتبه
  IBC 2021 و BS 9999 هر دو به الزامات کابل کم سمیت برای بالابرهای کابل عمودی و مناطق مسیر فرار در ساختمان های بیش از 18 متر اشاره می کنند، جایی که جریان هوا با اثر پشته باعث تسریع مهاجرت گاز احتراق به سمت بالا از طریق طبقات اشغال شده می شود.

ترکیبات LSZH در مقابل ترکیبات PVC برای کابل های برق

تفاوت عملکرد بین ترکیبات LSZH برای کابل های برق و ترکیبات PVC در هر پارامتر مربوط به آتش قابل اندازه‌گیری است. PVC مزایای هزینه و انعطاف پذیری را در محیط های صنعتی باز و دارای تهویه خوب حفظ می کند. LSZH انتخاب اجباری در هر جایی است که ایمنی انسان یا تداوم تجهیزات در طول یک رویداد آتش سوزی اولویت طراحی باشد.

ترکیبات LSZH در سیستم های کابل برق با ولتاژ بالا

ترکیبات LSZH برای کابل های برق به طور کامل برای استقرار در سیستم های کابلی ولتاژ متوسط (MV) و ولتاژ بالا (HV) که از 6 کیلو ولت تا 500 کیلو ولت کار می کنند، زمانی که به عنوان ترکیبات غلاف LSZH (XLPE-LSZH) فرموله شده اند، طراحی شده اند. فرآیند پیوند متقابل - که از طریق پیوند متقابل پراکسید یا سیلان به دست می‌آید - عملکرد حرارتی، مکانیکی و دی الکتریک پلیمر پایه LSZH را به طور قابل توجهی فراتر از آنچه درجات ترموپلاستیک استاندارد به دست می‌آورند، افزایش می‌دهد.

دوام و مقاومت حرارتی ترکیبات LSZH در سرویس کابل

دوام مکانیکی و حرارتی طولانی مدت ترکیبات LSZH برای کابل های برق در طول تاریخ به عنوان یک محدودیت در مقابل PVC در محیط های نصب و راه اندازی سخت ذکر شده است. فرمول‌های LSZH متقاطع که از سال 2010 توسعه یافته‌اند، این شکاف را به‌طور قابل‌توجهی برطرف کرده‌اند و به طول عمر طراحی 30 ساله تحت پروتکل‌های پیری حرارتی IEC 60216 که با استانداردهای طراحی کابل انتقال مدرن همسو هستند، دست یافته‌اند.

پارامترهای کلیدی دوام برای مهندسان مشخص شامل ازدیاد طول در هنگام ماندگاری شکست بالای 50٪ پس از پیری حرارتی 7 روزه در دمای 135 درجه سانتیگراد (IEC 60811-401)، حفظ استحکام کششی بالای 70٪ پس از قرار گرفتن در معرض هوای UV به مدت 1000 ساعت، و عملکرد مقاومت در برابر روغن برای کابل های حاوی روغن سیال یا روغن هیدرولیک نصب شده در محیط صنعتی است. انتخاب درجه در بین این پارامترها اجازه می دهد ترکیبات LSZH برای کابل های برق دقیقاً با شدت محیطی هر برنامه نصب مطابقت داشته باشد.

سوالات متداول

چه استانداردهایی بر ترکیبات LSZH برای کابل های برق حاکم است؟

استانداردهای اصلی بین المللی حاکم ترکیبات LSZH برای کابل های برق IEC 60754-1 و IEC 60754-2 برای محتوای هالوژن و خورندگی گاز اسیدی، IEC 61034-2 برای اندازه گیری چگالی دود، IEC 60332-1 و IEC 60332-3 برای انتشار شعله تک کابلی و کابلی همراه، و خواص ترکیبی IEC811 و سری 60 IEC. استانداردهای منطقه ای از جمله EN 50525 در اروپا و UL 44 در آمریکای شمالی به این چارچوب های IEC با الزامات مربوط به حوزه قضایی اضافی اشاره می کنند.

آیا ترکیبات LSZH برای کاربردهای کابلی گرانتر از PVC است؟

هزینه مواد خام ترکیبی LSZH معمولاً 30 تا 60 درصد بیشتر از ترکیب پی وی سی با عیار معادل بر اساس هر کیلوگرم است، عمدتاً به این دلیل که بازدارنده های غیر آلی آتش مانند تری هیدرات آلومینیوم (ATH) و هیدروکسید منیزیم برای دستیابی به عملکرد مورد نیاز در آتش نیاز به سطوح بارگذاری بالایی دارند - اغلب 50 تا 65 درصد از نظر وزنی. با این حال، محاسبات کل هزینه نصب‌شده برای سیستم‌های کابلی سازگار در محیط‌های تنظیم‌شده باید هزینه‌های عدم انطباق با مقررات، قرار گرفتن در معرض مسئولیت بیمه‌ای و جایگزینی سیستم را پس از یک رویداد آتش‌سوزی در نظر بگیرد، که به طور مداوم به نفع اقتصاد چرخه عمر مشخصات کابل LSZH است.

آیا ترکیبات LSZH روی تجهیزات استاندارد اکستروژن PVC قابل پردازش هستند؟

ترکیبات LSZH برای کابل های برق را می توان بر روی اکسترودرهای تک پیچ معمولی با تغییراتی در نسبت تراکم پیچ، مشخصات دمای بشکه و طراحی قالب پردازش کرد. ترکیبات LSZH در دماهای پردازش معادل چسبناک تر از PVC هستند و برای جلوگیری از فعال شدن زودرس پیوند متقاطع در گریدهای XLPE-LSZH به کنترل دقیق دما نیاز دارند. اکثر تولیدکنندگان کابل که LSZH را برای اولین بار پردازش می کنند، قبل از افزایش مقیاس تولید، ممیزی فرآیند ترکیبی خاص را از تامین کننده مواد سفارش می دهند.

تفاوت بین نامگذاری LSZH و LSOH یا LS0H چیست؟

LSZH (هالوژن کم دود صفر)، LSOH، LS0H و OHLS (دود کم هالوژن صفر) همه نام‌گذاری‌های صنعتی هستند که به یک دسته عملکرد مواد اشاره می‌کنند - ترکیبات پلیمری بدون هالوژن با انتشار دود کم در هنگام احتراق. تنوع در مخفف منعکس کننده کنوانسیون های مختلف منطقه ای و صنعتی است تا هر گونه تفاوت در مشخصات مواد یا انطباق استاندارد تست. اسناد IEC از عبارت بازدارنده شعله بدون هالوژن (HFFR) به عنوان نام فنی ترجیحی برای همان دسته ترکیب استفاده می کند.