Контент
Сшитые кабельные соединения представляют собой материалы для изоляции или оболочки кабеля на полимерной основе, в которых молекулярные цепи базового полимера химически или физически связаны друг с другом (сшиты) с образованием трехмерной сетчатой структуры, что значительно улучшает термостойкость, механическую прочность и устойчивость соединения к деформации под нагрузкой по сравнению с несшитым базовым полимером. ЛСЖ Соединение (Low Smoke Zero Halogen Compound) представляет собой кабельный изоляционный материал, не содержащий хлора, фтора, брома или других галогенов, и специально разработанный для образования минимального дыма и отсутствия токсичных газов галогенной кислоты при воздействии огня. Ан Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ представляет собой формулу LSZH, специально разработанную для конструкций многоволоконных вставных (MPO) и волоконно-оптических кабелей высокой плотности, где состав должен соответствовать жестким допускам по размерам, обеспечивать механическую защиту для нескольких волоконных субблоков и соответствовать соответствующим стандартам пожарной безопасности, таким как IEC 60332, EN 50399 или NFPA 262, оставаясь при этом пригодным для обработки при тонкой толщине стенок, необходимой для компактных конструкций магистральных кабелей MPO. Три сложных семейства пересекаются там, где сшитые соединения LSZH объединить обе технологии для требовательных приложений, требующих как пожарной безопасности, так и работы при высоких температурах.
Сшитые кабельные соединения производятся путем использования термопластичного или эластомерного базового полимера с последующим введением химических связей между соседними полимерными цепями. В несшитом (термопластичном) полимере цепи при нагревании свободно скользят друг относительно друга, поэтому термопласты размягчаются и текут при температуре выше точки плавления. После сшивания межцепные связи предотвращают это течение, превращая материал в термореактивную сетку, которая может упруго деформироваться под напряжением и восстанавливать свою форму, но не плавится и не течет даже при температурах, значительно превышающих исходную точку плавления базового полимера. Эта трансформация свойств является фундаментальной причиной сшитые кабельные соединения предназначены для применений, требующих устойчивой работы при высоких температурах, устойчивости к нагреванию при коротком замыкании и механической целостности во время и после пожара.
Органические пероксиды присоединяются к базовому полимеру и разлагаются при отверждении при повышенных температурах (обычно От 180 до 220 градусов Цельсия ), генерируя свободные радикалы, которые отрывают атомы водорода от соседних полимерных цепей и образуют прямые межуглеродные связи между атомами углерода. Пероксидная сшивка дает наиболее термически стабильную сетку и самый высокий температурный диапазон (до 150 градусов Цельсия непрерывно для сшитого полиэтилена). Используется в высоковольтных кабелях и требовательных промышленных силовых кабелях.
Силановые функциональные группы прививаются к основной цепи полимера, а экструдированный кабель затем подвергается воздействию влаги (паровая баня или резервуар с горячей водой) после экструзии, что способствует сшиванию силоксановой конденсации между цепями. Двухэтапный силановый процесс (Sioplas) прививает силан к полиэтилену отдельно; одноэтапный процесс (Моносил) сочетает в себе прививку и экструзию. Силановая сшивка позволяет проводить сшивку в обычных одношнековых экструдерах без вулканизационной трубки, что делает ее экономически эффективной для кабелей среднего напряжения и низковольтных строительных проводов номиналом 90 градусов Цельсия непрерывно .
Электроны высокой энергии из ускорителя проникают в изоляционный слой после экструзии, генерируя свободные радикалы по всему материалу и образуя поперечные связи без каких-либо добавок химикатов. Сшивка EB предпочтительна для тонкостенной изоляции проводов малого диаметра (от 26 AWG до 12 AWG), для кабелей медицинского назначения, не требующих продуктов разложения пероксида, а также для сшитые кабельные соединения используется в аэрокосмической и автомобильной электропроводке, где обязательны тонкие изоляционные стенки и точный контроль размеров. Уровни доз от 10 до 30 Мрад типичны для проводов и кабелей.
Улучшение производительности, обеспечиваемое перекрестными ссылками
Сшивание изоляции и оболочек кабеля обеспечивает измеримые улучшения по нескольким параметрам производительности:
- Повышенная температура: Сшитый полиэтилен (XLPE) обеспечивает номинальную температуру непрерывного проводника 90 градусов Цельсия для стандартных классов и 150 градусов Цельсия для высокотемпературных марок по сравнению с От 70 до 75 градусов Цельсия для изоляции из несшитого полиэтилена низкой плотности или полиэтилена высокой плотности эквивалентной толщины. Это улучшение напрямую приводит к увеличению допустимой нагрузки по току при том же размере проводника.
- Устойчивость к температуре короткого замыкания: Сшитые кабельные соединения сохранять механическую целостность при температуре проводника короткого замыкания 250 градусов Цельсия (для сшитого полиэтилена), по сравнению со 160 градусами Цельсия для ПВХ и 130 градусами Цельсия для термопластичного полиэтилена. Это предотвращает деформацию изоляции и контакт между проводниками во время короткого замыкания, которое в противном случае может привести к возгоранию.
- Устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды: Несшитый полиэтилен может треснуть при одновременном механическом воздействии и при контакте с некоторыми химическими средами (масла, ПАВ, трубные компаунды). Сшивка устраняет эту восприимчивость, ограничивая подвижность цепи, которая способствует зарождению и распространению трещин.
- Сохранение механических свойств после старения: Стандартные испытания на старение IEC 60811-401 помещают образцы кабелей в воздушные печи при повышенных температурах в течение длительного периода времени (168 часов при температуре от 100 до 150 градусов Цельсия в зависимости от марки) и измеряют остаточную прочность на разрыв и удлинение. Сшитые кабельные соединения обычно сохраняют более 70% от первоначальной прочности на разрыв и относительного удлинения. после испытаний на ускоренное старение, в результате которых термопластичные соединения полностью выходят из строя.
| Недвижимость | Термопластичный полиэтилен | Сшитый полиэтилен (сшитый) | Термопластичный ПВХ | Сшитый LSZH |
|---|---|---|---|---|
| Максимальная постоянная температура | от 70 до 75°С | от 90 до 150°С | 70°С | от 90 до 105°С |
| Устойчивость к короткому замыканию | 130°С | 250°С | 160°С | 200°С |
| Содержание галогенов | Нет | Нет | Высокий (Cl) | Нет |
| Плотность дыма при пожаре | Умеренный | Умеренный | Очень высокий | Очень низкий |
| Огнестойкость | Бедный | Бедный to moderate | Хорошо (выпуск HCl) | Хорошо (без HCl) |
Состав LSZH: состав, стандарты пожарной безопасности и почему важно отсутствие галогенов
ЛСЖ Соединение Его формула состоит из замены галогенсодержащих полимеров (чаще всего ПВХ, который содержит примерно 57% хлора по весу) на безгалогенные базовые полимеры и добавления большого количества неорганических минеральных антипиренов, чтобы компенсировать потерю механизма пожаротушения на основе галогенов. Базовые полимеры, используемые в рецептурах LSZH, включают этиленвинилацетат (EVA), этиленметилакрилат (EMA), этиленбутилакрилат (EBA), полиолефиновые эластомеры (POE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), часто смешиваемые вместе для достижения целевого сочетания гибкости, механической прочности и технологичности.
Огнезащитный механизм в соединениях LSZH
Основной огнезащитный состав в большинстве ЛСЖ Соединение Составы представляют собой тригидроксид алюминия (ATH, также называемый гидроксидом алюминия) или дигидроксид магния (MDH, также называемый гидроксидом магния). Оба действуют по одному и тому же эндотермическому механизму разложения: при нагревании до температуры разложения (ATH при От 180 до 220 градусов Цельсия , МДХ в От 300 до 340 градусов Цельсия ), они выделяют химически связанный водяной пар. Это выделение воды является сильно эндотермическим, поглощая тепло от пламени и снижая температуру горящего материала. Выделяющийся водяной пар также разбавляет горючие газы и кислород в зоне пламени, дополнительно подавляя горение.
MDH предпочтительнее ATH, когда оболочка кабеля должна обрабатываться при температуре выше 200 градусов Цельсия (что может привести к преждевременному разложению ATH в экструдере). Чем выше начало разложения МДГ ( 300 градусов Цельсия ) позволяет проводить экструзию при более высоких температурах, необходимых для некоторых смесей базовых полимеров, без нежелательного выделения воды в цилиндре экструдера. Компромисс заключается в том, что MDH стоит примерно в 1,5–2,5 раза дороже, чем ATH при эквивалентных огнезащитных нагрузках.
Ключевые стандарты, которым должны соответствовать соединения LSZH
Соответствующий ЛСЖ Соединение для кабельных применений должен пройти ряд испытаний на огнестойкость, которые вместе определяют классификацию LSZH:
- IEC 60754-1 (тест на содержание галогенов): Соединение сжигается в трубчатой печи, а образующиеся газы абсорбируются водой. Полученный раствор должен иметь pH выше 4,3 и проводимость ниже 10 микросименс на миллиметр, что подтверждает содержание галогенов ниже порога LSZH.
- МЭК 60754-2 (кислотность дымовых газов): Измеряет индекс кислотности газовой смеси, образующейся при горении, с минимальным pH 4,3, необходимым для обозначения LSZH, гарантируя, что газовая смесь не оказывает коррозионно-кислотного действия на электронное оборудование, находящееся вблизи пожара.
- IEC 61034-2 (плотность дыма, испытание кубом длиной 3 метра): Жгут кабелей сжигается в трехметровой кубической камере и измеряется минимальное пропускание света через дым. Кабели, соответствующие требованиям LSZH, должны достигать светопропускание не менее 60% , обеспечивая видимость путей эвакуации во время пожара.
- МЭК 60332-1 и МЭК 60332-3 (распространение пламени): Серия -1 тестирует вертикальное распространение пламени по одному кабелю; серия -3 тестирует пучковые кабели категории А (наиболее требовательные, 7 литров топлива на метр в минуту ) через Д. ЛСЖ Соединение должно достигать требуемой категории распространения пламени для класса установки, указанного в технических характеристиках здания или инфраструктуры.
- EN 50399 (Европейская классификация CPR): Регламент ЕС по строительной продукции требует, чтобы кабели, установленные в зданиях, были классифицированы в соответствии с EN 50399 и EN 50575 по категориям от Aca до Fca на основе комбинированных противопожарных характеристик (выделение тепла, дымообразование и горящие капли). Большинство продуктов для кабелей передачи данных LSZH предназначены Дка, с1, d1, а1 или лучшая классификация для использования в общественных зданиях и транспортной инфраструктуре.
Компаунд оптического кабеля MPO LSZH: особые требования к волоконно-оптическим системам высокой плотности
Ан Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ представляет собой специальную формулу, разработанную специально для материалов внешней оболочки и внутренней буферной трубки, а также материалов оболочки подблока, используемых в оптоволоконных магистральных кабелях MPO (Multi-fiber Push-On) и оптоволоконных распределительных кабелях высокой плотности. Кабели MPO являются основой современной межсетевой инфраструктуры центров обработки данных, где 12-, 24- и 72-волоконные магистральные кабели MPO заменяют большие пучки отдельных оптоволоконных патч-кордов, что значительно сокращает время установки и увеличивает плотность портов на панелях управления оптоволокном.
Сложные требования к конструкциям кабелей MPO отличаются от требований к обычным медным кабелям передачи данных по нескольким важным аспектам. Во-первых, внешняя оболочка магистрального кабеля MPO должна защищать несколько волоконно-оптических модулей с индивидуальной оболочкой, не создавая напряжения микроизгибов на внутренних оптических волокнах, поскольку микроизгибы увеличивают вносимые потери и снижают целостность сигнала по всей линии связи. Во-вторых, компаунд должен аккуратно экструдироваться до тонких стенок (толщина стенки внешней оболочки от 0,5 до 1,5 мм для компактных кабелей MPO) без пустот и неровностей поверхности, которые могли бы повлиять на соответствие размеров. В-третьих, состав должен соответствовать стандартам пожарной безопасности, необходимым для среды установки (обычно IEC 60332-3, категория C или категория B, а также класс EN 50399 Dca или Cca для европейских установок или рейтинг туннеля Штайнера NFPA 262 для североамериканских стояков или статических установок).
Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ должен иметь контролируемый модуль упругости, чтобы силы теплового сжатия и механического сжатия не передавались в виде микроизгибающих нагрузок на сердцевины волокон. В составах низкомодульных LSZH используются высокие доли эластомерных базовых полимеров (EVA, EMA или POE) для достижения удлинения при разрыве. от 150 до 300% и твердость по Шору A от 85 до 95 , обеспечивая соответствие, необходимое для защиты волокон от внешних механических воздействий.
Для кабелей MPO требуется овальность внешней оболочки (отношение минимального и максимального наружного диаметра) менее 1% и однородность толщины стенки в пределах плюс-минус 0,05 мм номинального. Это требует Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ с узким распределением вязкости расплава и минимальным набуханием матрицы после экструзионной головки, что достигается за счет точного контроля распределения молекулярной массы базовой полимерной смеси и тщательного выбора технологических добавок.
Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ используемый для внешней оболочки, не должен химически взаимодействовать с материалами буферных трубок внутреннего блока (обычно ПБТ, нейлон или термопластичные эластомеры класса LSZH) или с гелем или сухими водоблокирующими материалами внутри блоков свободной трубки. Испытания на совместимость включают испытания на контактное извлечение и испытания на длительное погружение при повышенной температуре, чтобы подтвердить, что соединения не мигрируют друг в друга и не вызывают физического связывания, которое могло бы предотвратить разделение отдельных субъединиц в полевых условиях.
Магистральные кабели MPO центра обработки данных обычно требуют одного из трех уровней пожаробезопасности: стандарт LSZH, соответствующий IEC 60332-3-24 (категория C), для общей установки в здании; улучшенные характеристики, соответствующие классу EN 50399 Dca для европейских зданий под CPR; или соответствие характеристик пленума NFPA 262 Туннельному испытанию Штайнера (максимальное распространение пламени 5 футов, максимальная оптическая плотность дыма 0,15. ) для установки систем кондиционирования воздуха в Северной Америке. Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ Формулировка должна быть оптимизирована для целевого уровня производительности.
Сравнение соединения оптического кабеля MPO LSZH со стандартными соединениями оболочки LSZH
Хотя оба типа продукции подпадают под классификацию LSZH, Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ отличается от универсального ЛСЖ Соединение для оболочки медного кабеля несколькими способами:
- Меньшая загрузка наполнителя: Медные кабельные соединения LSZH могут выдерживать нагрузки ATH или MDH. от 50 до 65% по весу поскольку медные проводники внутри являются механически прочными и не ухудшаются из-за повышенной жесткости компаунда, вызываемой высоким содержанием наполнителя. Соединения оптических кабелей MPO должны ограничивать загрузку наполнителя обычно до от 40 до 55% по весу для сохранения гибкости и низкого модуля упругости, необходимых для защиты стекловолокна от микроизгибов. Такое более низкое содержание наполнителя требует более сложных синергических огнезащитных систем (таких как обугливающие добавки, средства подавления дыма или нанонаполнители), чтобы компенсировать это и при этом соответствовать требованиям испытаний на огнестойкость.
- Лучшее качество поверхности и возможность печати: Наружные оболочки кабелей MPO должны иметь четкую последовательную маркировку метров и идентификационные коды кабеля, которые остаются разборчивыми на протяжении всего срока службы кабеля. Поверхность компаунда должна быть гладкой и достаточно полярной, чтобы можно было выполнять струйную печать с УФ-отверждением или горячую печать без грунтовки, что налагает дополнительные требования к поверхностной энергии компаунда и отсутствию выцветания поверхности из-за воска или силиконовых вспомогательных средств для обработки в концентрациях, используемых в некоторых рецептурах LSZH для медных кабелей.
- Устойчивость к разрыву и управляемость в полевых условиях: Магистральные кабели MPO часто подвергаются манипуляциям, сгибанию и протягиванию через узкие кабельные лотки и кабелепроводы во время установки в центре обработки данных. Компаунд оптический кабельный МПО ЛСЖ должна достигать минимальной прочности на разрыв от 10 до 15 Н/мм чтобы предотвратить растрескивание оболочки во время установки без необходимости чрезмерной толщины, что приведет к увеличению внешнего диаметра кабеля и уменьшению количества кабелей, которые могут поместиться в кабельный канал.

English
Français
Español
русский
عربى


