Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare: siguranță la incendiu și performanță

Când se aprinde un incendiu de cablu într-un tunel, un centru de date sau o clădire înaltă, materialul din jurul conductorilor determină dacă ocupanții pot evacua în siguranță sau sunt depășiți de fum toxic, opac. Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare există pentru a rezolva exact acest risc - oferind izolație și înveliș fără halogeni care suprimă răspândirea flăcării, minimizează densitatea fumului și elimină emisia de gaz clorhidric corosiv care face incendiile convenționale ale cablurilor din PVC atât de letale.

Pentru ce sunt folosiți compușii LSZH în izolarea cablurilor de alimentare?

Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare — Halogen cu emisii reduse de fum, denumit și LS0H sau LSOH — sunt formulări termoplastice sau polimerice reticulate utilizate ca strat de izolație primară peste conductori și ca manta exterioară care protejează ansamblul cablului. Caracteristica lor definitorie este absența completă a clorului, bromului, fluorului și a altor halogeni care generează gaze acide toxice atunci când sunt arse.

În aplicațiile pentru cabluri de alimentare, materialele LSZH îndeplinesc trei roluri de inginerie simultane: izolație electrică pentru a menține integritatea dielectrică între conductor și pământ, protecție mecanică împotriva abraziunii și solicitărilor de instalare și siguranță pasivă la foc prin ignifugare și suprimare a fumului. Niciun material termoplastic convențional – inclusiv PVC, XLPE sau EPR – nu îndeplinește toate cele trei roluri cu profilul de performanță de siguranță la incendiu pe care LSZH îl atinge.

De ce sunt necesari compușii LSZH pentru siguranța la incendiu în sistemele de cabluri

Compușii LSZH sunt obligați de reglementările privind siguranța la incendiu în medii închise, cu grad ridicat de ocupare și infrastructură critică, deoarece materialele convenționale de cabluri halogenate produc produse secundare de ardere care sunt mai letale decât focul în sine. Atunci când cablul din PVC arde, eliberează clorură de hidrogen (HCl) gaz în concentrații care sunt imediat periculoase pentru viață și sănătate (IDLH) la 50 de părți per milion - un prag atins în câteva minute într-un incendiu în spațiu închis.

• Sisteme feroviare și de metrou
  EN 45545-2 impune cablul LSZH în întreaga infrastructură feroviară subterană din Uniunea Europeană. Tunelul Channel și metroul din Londra au finalizat programe complete de conversie LSZH în urma incendiului King's Cross din 1987, care a ucis 31 de persoane.
• Centre de date și săli de servere
  NFPA 75 și TIA-942 specifică cablul plenum LSZH în spațiile de gestionare a cablurilor cu podea ridicată și deasupra capului, unde recircularea fluxului de aer ar accelera distribuția gazelor toxice în întreaga unitate.
• Instalații marine și offshore
  IEC 60092-350 necesită înveliș LSZH pentru cablurile de alimentare și control de la bordul navei. Geometria vasului închis face evacuarea gazului halogen imposibilă în timpul unui incendiu, făcând conformarea LSZH o cerință de supraviețuire a echipajului.
• Centrale Nucleare
  IEC 60780 specifică cablul LSZH calificat pentru circuitele critice din punct de vedere al siguranței din instalațiile nucleare, unde gazul HCl corosiv de la arderea cablului PVC ar compromite integritatea instrumentelor de control al reactorului în timpul evenimentului de incendiu.
• Clădiri înalte
  IBC 2021 și BS 9999 fac referire ambele la cerințele de cabluri cu toxicitate scăzută pentru montanele verticale ale cablurilor și zonele de rute de evacuare în clădiri care depășesc 18 metri, unde fluxul de aer cu efect de stivă accelerează migrarea gazelor de ardere în sus prin etajele ocupate.

Compuși LSZH vs compuși PVC pentru cabluri de alimentare

Diferența de performanță între Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare și compușii PVC sunt cuantificabili pentru fiecare parametru relevant pentru incendiu. PVC-ul păstrează avantajele de cost și flexibilitate în medii industriale deschise, bine ventilate; LSZH este alegerea obligatorie acolo unde siguranța umană sau continuitatea echipamentului în timpul unui incendiu este prioritatea de proiectare.

Compuși LSZH în sistemele de cabluri de alimentare de înaltă tensiune

Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare sunt complet proiectate pentru implementarea în sisteme de cabluri de medie tensiune (MT) și de înaltă tensiune (HV) care funcționează de la 6 kV până la 500 kV atunci când sunt formulate ca compuși reticulat LSZH (XLPE-LSZH). Procesul de reticulare - realizat prin reticulare cu peroxid sau silan - ridică substanțial performanța termică, mecanică și dielectrică a polimerului de bază LSZH dincolo de ceea ce obțin clasele termoplastice standard.

Durabilitatea și rezistența la căldură a compușilor LSZH în serviciul de cablu

Durabilitatea mecanică și termică pe termen lung a Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare a fost citat istoric ca o limitare față de PVC în mediile de instalare solicitante. Formulările LSZH reticulate dezvoltate începând cu 2010 au redus acest decalaj în mod substanțial, realizând o durată de viață de 30 de ani conform protocoalelor de îmbătrânire termică IEC 60216 care se aliniază cu standardele moderne de proiectare a cablurilor de transmisie.

Parametrii cheie de durabilitate pentru specificarea inginerilor includ alungirea la reținere la rupere de peste 50% după îmbătrânirea termică de 7 zile la 135°C (IEC 60811-401), reținerea rezistenței la tracțiune peste 70% după expunerea la intemperii UV de 1.000 de ore și performanța de rezistență la ulei pentru cablurile instalate în medii industriale care conțin ulei hidraulic sau ulei de transformator. Selectarea notei pentru acești parametri permite Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare pentru a se potrivi exact cu severitatea mediului a oricărei aplicații de instalare.

Întrebări frecvente

Ce standarde guvernează compușii LSZH pentru cablurile de alimentare?

Principalele standarde internaționale care guvernează Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare sunt IEC 60754-1 și IEC 60754-2 pentru conținutul de halogen și corozivitatea gazelor acide, IEC 61034-2 pentru măsurarea densității fumului, IEC 60332-1 și IEC 60332-3 pentru un singur cablu și cabluri grupate pentru propagarea flăcării și proprietățile mecanice de serie și IEC pentru propagarea flăcării. Standardele regionale, inclusiv EN 50525 în Europa și UL 44 în America de Nord, fac referire la aceste cadre IEC cu cerințe suplimentare specifice jurisdicției.

Sunt compușii LSZH mai scumpi decât PVC-ul pentru aplicații pe cablu?

Costurile materiilor prime ale compusului LSZH sunt de obicei cu 30 până la 60% mai mari decât compusul PVC de calitate echivalentă pe kilogram, în primul rând pentru că substanțele ignifuge anorganice, cum ar fi trihidratul de aluminiu (ATH) și hidroxidul de magneziu, necesită niveluri de încărcare ridicate - adesea 50 până la 65% din greutate - pentru a atinge performanța necesară la foc. Cu toate acestea, calculele totale ale costului instalat pentru sistemele de cablu conforme în medii reglementate trebuie să țină seama de costul neconformității reglementărilor, expunerea la răspunderea asigurărilor și înlocuirea sistemului în urma unui incendiu, ceea ce favorizează în mod constant economia ciclului de viață al specificației cablului LSZH.

Compușii LSZH pot fi procesați pe echipamente standard de extrudare PVC?

Compuși LSZH pentru cabluri de alimentare poate fi procesat pe extrudere convenționale cu un singur șurub, cu modificări ale raportului de compresie a șurubului, profilului temperaturii cilindrului și designului matriței. Compușii LSZH sunt mai vâscoși decât PVC-ul la temperaturi de procesare echivalente și necesită un control precis al temperaturii pentru a evita activarea prematură a reticulantului în clasele XLPE-LSZH. Majoritatea producătorilor de cabluri care prelucrează LSZH pentru prima dată comandă un audit de proces specific compusului de la furnizorul de materiale înainte de extinderea producției.

Care este diferența dintre denumirile LSZH și LSOH sau LS0H?

LSZH (Low Smoke Zero Halogen), LSOH, LS0H și OHLS (Zero Halogen Low Smoke) sunt toate denumiri industriale care se referă la aceeași categorie de performanță a materialului - compuși polimerici fără halogen cu emisii scăzute de fum în timpul arderii. Variația abrevierilor reflectă convenții regionale și industriale diferite, mai degrabă decât orice diferență în specificațiile materialelor sau conformitatea cu standardele de testare. Documentația IEC folosește termenul ignifug fără halogen (HFFR) ca denumire tehnică preferată pentru aceeași categorie de compuși.