Kompaun LSZH untuk Kabel Kuasa: Keselamatan & Prestasi Kebakaran

Apabila api kabel menyala dalam terowong, pusat data atau bangunan bertingkat tinggi, bahan yang mengelilingi konduktor menentukan sama ada penghuni boleh berpindah dengan selamat atau diatasi oleh asap legap toksik. Sebatian LSZH untuk kabel kuasa wujud untuk menyelesaikan risiko itu dengan tepat — memberikan penebat dan sarung bebas halogen yang menyekat penyebaran nyalaan, meminimumkan ketumpatan asap dan menghapuskan pelepasan gas hidrogen klorida yang menghakis yang menjadikan kebakaran kabel PVC konvensional sangat mematikan.

0.5% Kandungan halogen maksimum mengikut piawaian IEC 60754-1

60% Pengurangan ketumpatan optik asap vs pembakaran kabel PVC

90°C Suhu operasi berterusan untuk gred LSZH standard

250°C Toleransi litar pintas untuk formulasi LSZH berasaskan XLPE

Apakah Sebatian LSZH Digunakan dalam Penebat Kabel Kuasa?

Sebatian LSZH untuk kabel kuasa — Halogen Sifar Asap Rendah, juga ditetapkan LS0H atau LSOH — ialah formulasi termoplastik atau polimer berpaut silang yang digunakan sebagai lapisan penebat utama ke atas konduktor dan sebagai sarung luar yang melindungi pemasangan kabel. Ciri penentunya ialah ketiadaan klorin, bromin, fluorin, dan halogen lain yang menjana gas asid toksik apabila dibakar.

Dalam aplikasi kabel kuasa, bahan LSZH berfungsi dalam tiga peranan kejuruteraan serentak: penebat elektrik untuk mengekalkan integriti dielektrik antara konduktor dan bumi, perlindungan mekanikal terhadap tekanan lelasan dan pemasangan, dan keselamatan kebakaran pasif melalui kalis api dan penindasan asap. Tiada termoplastik konvensional tunggal — termasuk PVC, XLPE atau EPR — memenuhi ketiga-tiga peranan dengan profil prestasi keselamatan kebakaran yang dicapai LSZH.

Definisi Teknikal

Kompaun kabel LSZH ialah matriks polimer bebas halogen — lazimnya berasaskan poliolefin, etilena vinil asetat (EVA), atau polietilena bersilang (XLPE) yang diadun dengan kalis api tak organik seperti aluminium trihidrat (ATH) atau magnesium hidroksida — yang dirumus untuk memenuhi piawaian IEC 60332, IEC 611 dan IEC 6032 pembiakan, pelepasan gas asid, dan ketumpatan asap masing-masing.

Mengapa Sebatian LSZH Diperlukan untuk Keselamatan Kebakaran dalam Sistem Kabel

Kompaun LSZH diberi mandat oleh peraturan keselamatan kebakaran dalam persekitaran infrastruktur tertutup, penghunian tinggi dan kritikal kerana bahan kabel halogen konvensional menghasilkan produk sampingan pembakaran yang lebih mematikan daripada kebakaran itu sendiri. Apabila kabel PVC terbakar, ia membebaskan gas hidrogen klorida (HCl) pada kepekatan yang berbahaya serta-merta kepada kehidupan dan kesihatan (IDLH) pada 50 bahagian per juta — ambang dicapai dalam beberapa minit dalam kebakaran ruang tertutup.

Sistem Kereta Api dan Metro

EN 45545-2 mewajibkan kabel LSZH di seluruh infrastruktur rel bawah tanah di Kesatuan Eropah. Channel Tunnel dan London Underground menyelesaikan program penukaran LSZH penuh berikutan tembakan King's Cross 1987, yang membunuh 31 orang.
Pusat Data dan Bilik Pelayan

NFPA 75 dan TIA-942 menentukan kabel plenum LSZH dalam ruang pengurusan kabel atas lantai dan atas di mana peredaran semula aliran udara akan mempercepatkan pengedaran gas toksik ke seluruh kemudahan.
Pemasangan Marin dan Luar Pesisir

IEC 60092-350 memerlukan sarung LSZH untuk kabel kuasa dan kawalan papan kapal. Geometri kapal tertutup menjadikan pemindahan gas halogen mustahil semasa kejadian kebakaran, menjadikan pematuhan LSZH sebagai keperluan kelangsungan hidup anak kapal.
Stesen Tenaga Nuklear

IEC 60780 menentukan kabel LSZH yang layak untuk litar kritikal keselamatan dalam kemudahan nuklear, di mana gas HCl yang menghakis daripada pembakaran kabel PVC akan menjejaskan integriti instrumen kawalan reaktor semasa kejadian kebakaran.
Bangunan Bertingkat

IBC 2021 dan BS 9999 kedua-duanya merujuk keperluan kabel berketoksikan rendah untuk penaik kabel menegak dan zon laluan melarikan diri dalam bangunan melebihi 18 meter, di mana aliran udara kesan timbunan mempercepatkan penghijrahan gas pembakaran ke atas melalui lantai yang diduduki.

Sebatian LSZH lwn Sebatian PVC untuk Kabel Kuasa

Perbezaan prestasi antara Sebatian LSZH untuk kabel kuasa dan sebatian PVC boleh diukur merentas setiap parameter yang berkaitan dengan kebakaran. PVC mengekalkan kelebihan kos dan fleksibiliti dalam persekitaran industri yang terbuka dan berventilasi baik; LSZH ialah pilihan wajib di mana keselamatan manusia atau kesinambungan peralatan semasa kejadian kebakaran adalah keutamaan reka bentuk.

Harta benda	Kompaun LSZH	Sebatian PVC	Standard Ujian
kandungan halogen	Kurang daripada 0.5%	28 - 35% (klorin)	IEC 60754-1
Ketumpatan optik asap	Kurang daripada 60% (transmisi cahaya minimum melebihi 60%)	Di bawah 20% penghantaran cahaya	IEC 61034-2
Pelepasan gas asid (HCl)	Kurang daripada 0.5% HCl equivalent	18 - 22% HCl mengikut berat	IEC 60754-2
Suhu operasi berterusan maksimum	90°C (105°C untuk gred suhu tinggi)	70°C standard / 90°C gred HR	IEC 60811-1
Penyebaran api (menegak)	Pemadaman sendiri — lulus IEC 60332-1	Pas dengan bahan tambahan kalis api	IEC 60332-1
Prestasi selekoh sejuk	Melepasi pada -15°C hingga -40°C mengikut gred	Lulus pada standard -15°C	IEC 60811-504

Kompaun LSZH dalam Sistem Kabel Kuasa Voltan Tinggi

Sebatian LSZH untuk kabel kuasa direka bentuk sepenuhnya untuk penggunaan dalam sistem kabel voltan sederhana (MV) dan voltan tinggi (HV) yang beroperasi dari 6 kV hingga 500 kV apabila dirumuskan sebagai sebatian sarung LSZH (XLPE-LSZH) berpaut silang. Proses pemautan silang — dicapai melalui penyambung silang peroksida atau silan — dengan ketara meningkatkan prestasi terma, mekanikal dan dielektrik polimer LSZH asas melebihi apa yang dicapai oleh gred termoplastik standard.

Voltan Rendah

Sehingga 1 kV

Standard termoplastik LSZH penebat dan sarung. Digunakan dalam pendawaian bangunan, kabel dulang, dan litar instrumentasi. Julat terluas gred kompaun LSZH dan pilihan pemprosesan.

Voltan Sederhana

1 kV - 36 kV

Penebat dalaman XLPE-LSZH dengan lapisan skrin semikonduktif. Digunakan dalam pengedaran bawah tanah, penyuap kilang perindustrian, dan kabel bekalan tarikan rel kepada IEC 60502-2.

Voltan Tinggi

36 kV - 500 kV

Sarung luar LSZH bersilang di atas penebat XLPE. Digunakan dalam sambung grid penghantaran, kabel eksport angin luar pesisir dan pautan kuasa dasar laut yang memerlukan kedua-dua integriti dielektrik HV dan prestasi kebakaran LSZH pada lapisan sarung.

Ketahanan dan Rintangan Haba Sebatian LSZH dalam Perkhidmatan Kabel

Ketahanan mekanikal dan haba jangka panjang bagi Sebatian LSZH untuk kabel kuasa secara sejarah telah disebut sebagai had berbanding PVC dalam persekitaran pemasangan yang menuntut. Formulasi LSZH bersilang yang dibangunkan sejak 2010 telah menutup jurang ini dengan ketara, mencapai hayat perkhidmatan reka bentuk selama 30 tahun di bawah protokol penuaan terma IEC 60216 yang selaras dengan piawaian reka bentuk kabel penghantaran moden.

Parameter ketahanan utama untuk menentukan jurutera termasuk pemanjangan pada pengekalan pecah melebihi 50% selepas penuaan haba 7 hari pada 135°C (IEC 60811-401), pengekalan kekuatan tegangan melebihi 70% selepas pendedahan luluhawa UV selama 1,000 jam, dan prestasi rintangan minyak untuk kabel yang dipasang dalam persekitaran industri yang mengandungi cecair hidraulik atau minyak transformer. Pemilihan gred merentas parameter ini membolehkan Sebatian LSZH untuk kabel kuasa untuk dipadankan dengan tepat kepada keterukan alam sekitar mana-mana aplikasi pemasangan.

Soalan Lazim

Apakah piawaian yang mengawal sebatian LSZH untuk kabel kuasa?

Piawaian antarabangsa utama yang mengawal Sebatian LSZH untuk kabel kuasa ialah IEC 60754-1 dan IEC 60754-2 untuk kandungan halogen dan kekakisan gas asid, IEC 61034-2 untuk pengukuran ketumpatan asap, IEC 60332-1 dan IEC 60332-3 untuk perambatan nyalaan kabel tunggal dan kabel tergabung, dan siri IEC 60811 terma untuk kompaun mekanikal dan Piawaian serantau termasuk EN 50525 di Eropah dan UL 44 di Amerika Utara merujuk rangka kerja IEC ini dengan keperluan khusus bidang kuasa tambahan.

Adakah sebatian LSZH lebih mahal daripada PVC untuk aplikasi kabel?

Kos bahan mentah kompaun LSZH biasanya 30 hingga 60% lebih tinggi daripada kompaun PVC gred setara pada asas per kilogram, terutamanya kerana kalis api bukan organik seperti aluminium trihidrat (ATH) dan magnesium hidroksida memerlukan tahap pemuatan yang tinggi — selalunya 50 hingga 65% mengikut berat — untuk mencapai prestasi kebakaran yang diperlukan. Walau bagaimanapun, jumlah pengiraan kos pemasangan untuk sistem kabel yang mematuhi dalam persekitaran terkawal mesti mengambil kira kos ketidakpatuhan peraturan, pendedahan liabiliti insurans dan penggantian sistem berikutan kejadian kebakaran, yang secara konsisten memihak kepada ekonomi kitaran hayat spesifikasi kabel LSZH.

Bolehkah sebatian LSZH diproses pada peralatan penyemperitan PVC standard?

Sebatian LSZH untuk kabel kuasa boleh diproses pada penyemperit skru tunggal konvensional dengan pengubahsuaian kepada nisbah mampatan skru, profil suhu tong, dan reka bentuk die. Sebatian LSZH lebih likat daripada PVC pada suhu pemprosesan yang setara dan memerlukan kawalan suhu yang tepat untuk mengelakkan pengaktifan pemaut silang pramatang dalam gred XLPE-LSZH. Kebanyakan pengeluar kabel memproses LSZH buat kali pertama mentauliahkan audit proses khusus kompaun daripada pembekal bahan sebelum peningkatan pengeluaran.

Apakah perbezaan antara sebutan LSZH dan LSOH atau LS0H?

LSZH (Low Smoke Zero Halogen), LSOH, LS0H dan OHLS (Zero Halogen Low Smoke) adalah semua sebutan industri merujuk kepada kategori prestasi bahan yang sama — sebatian polimer bebas halogen dengan pelepasan asap rendah di bawah pembakaran. Variasi dalam singkatan mencerminkan konvensyen serantau dan industri yang berbeza dan bukannya sebarang perbezaan dalam spesifikasi bahan atau pematuhan standard ujian. Dokumentasi IEC menggunakan istilah kalis api bebas halogen (HFFR) sebagai sebutan teknikal pilihan untuk kategori kompaun yang sama.