Понимание состава оптического кабеля LSZH: состав, свойства и характеристики

Быстрый ответ: что на самом деле представляет собой соединение оптического кабеля LSZH

Компаунд оптического кабеля LSZH представляет собой безгалогенный полимерный материал, предназначенный для выделения минимального дыма, нулевого галогенного газа и низкой токсичности при воздействии огня. , что делает его предпочтительным материалом для оболочки и покрытия оптоволоконных кабелей, проложенных в закрытых или густонаселенных помещениях, таких как центры обработки данных, высотные здания и системы общественного транспорта. В рамках этой более широкой категории Плотный буферный состав LSZH относится конкретно к термопластическому или термореактивному материалу, наносимому непосредственно на первичное покрытие оптического волокна для его механической защиты при сохранении тех же характеристик пожаробезопасности.

С практической точки зрения, если вы выбираете кабель для места, из которого люди не могут быстро эвакуироваться (туннель метро, ​​больница, самолет или серверная комната), оптический кабельный компаунд LSZH и герметичный буферный компаунд LSZH не являются дополнительными обновлениями; они обычно представляют собой минимально приемлемый стандарт. В оставшейся части этой статьи подробно рассказывается, из чего сделаны эти соединения, как они действуют и как выбрать подходящую марку для вашего проекта.

Что делает соединение «LSZH»? Объяснение основного состава

Термин LSZH означает «Низкий Smoke Zero Halogen». Это не единая химическая формула, а классификация характеристик, которой должен соответствовать любой состав, в том числе состав для оптических кабелей LSZH и герметичный буферный состав LSZH. Чтобы соответствовать требованиям, материал должен избегать галогенированных полимеров (таких как ПВХ, который содержит хлор) и вместо этого полагаться на безгалогенные полимерные основы в сочетании с минеральными антипиренами.

Типичные базовые полимеры

• Этиленвинилацетат (ЭВА)
• Полиолефиновые эластомеры (ПОЭ)
• Термопластичный полиуретан (ТПУ), используемый в основном в составах с высокой гибкостью и плотным буфером.
• Смесь полиолефиновых сополимеров, разработанная для обеспечения стабильности при экструзии.

Огнезащитные наполнители

Поскольку базовые полимеры, описанные выше, по своей природе являются легковоспламеняющимися, состав оптического кабеля LSZH в значительной степени зависит от металлогидратные наполнители - в первую очередь тригидрат алюминия (ATH) и гидроксид магния (MDH) - часто содержат от 50% до 65% по весу. Эти наполнители работают за счет выделения водяного пара при нагревании, который охлаждает полимер, разбавляет горючие газы и образует защитный слой угля. Это принципиально отличается от галогенированных соединений, которые подавляют пламя за счет взаимодействия химических радикалов, но выделяют густой, едкий и высокотоксичный дым.

Компаунд для оптических кабелей LSZH и компаунд с плотным буфером LSZH: основные различия

Эти два термина часто используются как взаимозаменяемые, но они описывают материалы, предназначенные для разных слоев оптоволоконного кабеля и, как следствие, имеют разные механические приоритеты.

Компаунд оптического кабеля LSZH обычно относится к материалу внешней оболочки всего кабеля. Его задача — защитить всю кабельную сборку от воздействия окружающей среды, истирания, ультрафиолета и, что особенно важно, контролировать огнестойкость готового продукта в том виде, в котором он установлен.

Плотный буферный состав LSZH сидит намного ближе к самому стекловолокну. Он экструдируется непосредственно поверх акрилатного покрытия волокна (обычно до общего буферного диаметра 900 микрон) и должен одновременно защищать хрупкое 250-микронное волокно с покрытием от разрушения и микроизгибов, при этом отвечая тем же стандартам пожарной безопасности без галогенов и с низким дымовыделением, что и оболочка.

Распределение состава материала

Оптический кабельный компаунд LSZH промышленного класса представляет собой тщательно сбалансированный многокомпонентный состав. Неправильное соотношение в любом направлении создает реальные проблемы: слишком мало огнезащитного наполнителя, и состав не проходит испытания на огнестойкость; слишком много, и материал становится хрупким, его трудно экструдировать и он склонен к растрескиванию во время установки.

Особого внимания заслуживает силановый связующий агент: без него высокая загрузка минерального наполнителя, необходимая для огнестойкости, сделает компаунд механически слабым, поскольку необработанные частицы АТН и МДГ плохо связываются с полимерной матрицей. Связующие агенты – это то, что позволяет современным соединениям LSZH действовать значения удлинения при разрыве выше 100% несмотря на то, что в нем содержится больше наполнителя по весу, чем полимера.

Эксплуатационные характеристики, которые имеют наибольшее значение

Когда инженеры оценивают компаунд для оптических кабелей LSZH и герметичный буферный компаунд LSZH, они обычно оценивают характеристики по четырем категориям: огнестойкость, механическая прочность, технологичность и долгосрочная стойкость к воздействию окружающей среды. Каждый из них подробно обсуждается ниже.

Показатели пожарной безопасности: дымостойкость, токсичность и огнестойкость

Огнестойкость – это вся причина существования соединений LSZH, поэтому их стоит оценивать количественно, а не описывать в общих чертах. Ожидается, что оптический кабельный компаунд, соответствующий стандарту LSZH, будет соответствовать следующим типичным критериям:

• Содержание галогенных кислых газов ниже 0,5% , протестировано согласно IEC 60754-1
• Плотность дыма ниже 60% потери светопропускания согласно IEC 61034, испытания в дымовой камере куба размером 3 метра
• pH водного экстракта обычно выше 4,3 и проводимость ниже 10 мкСм/мм согласно IEC 60754-2.
• Предельный кислородный индекс (LOI) обычно находится в диапазоне от 30% до 38%, что означает, что материал самозатухает при нормальной концентрации кислорода в атмосфере 21%.
• Соответствие вертикальному распространению пламени согласно IEC 60332-1 (одиночный кабель) и IEC 60332-3 (скрученные кабели в кабельных лотках)

Для сравнения: аналогичный кабель с ПВХ-оболочкой может снизить видимость при испытании в дымовой камере более чем на 90 %, эффективно создавая нулевую видимость в течение нескольких секунд в закрытом помещении во время пожара. Компаунд, соответствующий требованиям LSZH, обеспечивающий затемнение света ниже 60%, может означать разницу между тем, что пассажиры могут видеть знак выхода и не могут видеть вообще.

Механические и физические характеристики

Пожаробезопасность не может обеспечиваться за счет долговечности, особенно для плотного буферного компаунда LSZH, который должен выдерживать зачистку оптоволокна, натяжение кабельной линии и десятилетия термоциклирования без растрескивания.

Типичные механические цели

Спецификация силы отрыва уникальна для плотного буферного состава LSZH и иллюстрирует, почему невозможно просто повторно использовать рецептуру, предназначенную для использования в оболочках. Если буфер слишком плотно прилегает к покрытию волокна, специалисты не смогут аккуратно снять его во время заделки, не повредив стекло; если он приклеен слишком слабо, буфер может скользить по волокну во время термоциклирования, вызывая потерю сигнала. Правильное определение этого «окна связывания» является одной из самых сложных задач при разработке составов с жестким буфером.

Чем соединения LSZH сравниваются с ПВХ и другими альтернативами

Понимание того, почему оптический кабельный компаунд LSZH имеет более высокую цену по сравнению с ПВХ, становится ясным, если их сравнить друг с другом.

Компромисс прост: Компаунд LSZH обычно стоит на 15–30 % дороже, чем эквивалентные составы ПВХ. , во многом из-за более высокого содержания наполнителя и более дорогих базовых смол. Для объекта, на который распространяются нормы пожарной безопасности, такие как NFPA 262 (кабели с классом «пленум») или Европейский CPR (Правила о строительной продукции) класса B2ca или выше, эта разница в стоимости не является факультативной — это требование соответствия.

Где используются соединения для оптических кабелей LSZH и соединения с плотным буфером

Оба состава применяются там, где правила пожарной безопасности ограничивают выбросы дыма и токсичных газов или где эвакуация людей может быть задержана. Общие приложения включают в себя:

1. Структурированная кабельная система центра обработки данных, включая оптоволоконные стойки и пленумные трассы
2. Системы общественного транспорта — метро, железнодорожные туннели и аэропорты.
3. Больницы и медицинские учреждения с круглосуточной работой
4. Высотные коммерческие и жилые здания, соответствующие нормам пожарной безопасности, таким как CPR или местным строительным нормам.
5. Военно-морские и корабельные кабели, закрытые отсеки которых повышают риск возгорания.
6. Внутренние распределительные и ответвительные кабели для развертывания FTTH (оптоволокно до дома) в многоквартирных домах.

В любой из этих установок во внешней оболочке почти всегда используется оптический кабельный компаунд LSZH, в то время как каждое отдельное волокно внутри распределительного кабеля с плотным буфером будет покрыто герметичным буферным компаундом LSZH — это означает, что один кабель часто содержит оба материала, работающие вместе, чтобы обеспечить пожаробезопасность по всей длине.

Ключевые стандарты и методы испытаний

Указать «LSZH» без ссылки на стандарт недостаточно для целей закупок или обеспечения соответствия. В таблице ниже перечислены стандарты, которые чаще всего упоминаются при квалификации оптического кабельного соединения LSZH и герметичного буферного соединения LSZH.

Как правильно выбрать компаунд LSZH для вашей конструкции кабеля

Выбор между марками оптического кабельного компаунда LSZH и герметичного буферного компаунда LSZH сводится к согласованию свойств материала с условиями монтажа. Во время спецификации используйте следующий контрольный список:

• Подтвердите применимый пожарный кодекс для региона установки (класс CPR в Европе, рейтинг NFPA/UL в Северной Америке, стандарты GB в Китае) перед выбором марки компаунда.
• Проверьте совместимость силы зачистки в зависимости от метода заделки, который используют ваши установщики — ручные инструменты для зачистки различаются по допуску к адгезии буфера.
• Проверьте состав низкотемпературная гибкость если кабель будет прокладываться или эксплуатироваться при температуре ниже -20°C, так как некоторые составы LSZH с высоким содержанием наполнителей становятся хрупкими в холодных условиях.
• Для переходных кабелей «наружный-внутренний» убедитесь, что двойная стойкость к LSZH/УФ-излучению требуется состав для куртки.
• Запросите сертификаты испытаний третьей стороны (а не только таблицы данных) на плотность дыма и содержание галогенов, поскольку качество рецептуры значительно различается у разных поставщиков.

Полезное практическое правило: если в спецификации проекта упоминаются «занимаемое пространство», «камера», «стояк» или «общественная безопасность», соединение оптического кабеля LSZH и уплотняющее буферное соединение LSZH следует рассматривать как базовые требования, а не варианты премиум-класса.

Заключение

Компаунд оптического кабеля LSZH and LSZH tight buffer compound work together to deliver halogen-free, low-smoke fire performance across the full structure of a fiber optic cable — первый защищает кабель в целом, второй защищает каждое отдельное волокно. Их составы основаны на тщательном балансе базовых смол из полиолефина или ТПУ с высоким содержанием минеральных антипиренов, связанных силановыми связующими для сохранения механической прочности. При указании любого материала всегда привязывайте требования к признанным стандартам, таким как IEC 60754, IEC 61034 и Telcordia GR-20, а не полагайтесь только на маркировку «LSZH», поскольку соответствие реальным условиям зависит от проверенных данных испытаний, а не от терминологии.