電力ケーブル用 LSZH コンパウンド: 火災安全性と性能

トンネル、データセンター、または高層ビルでケーブル火災が発生した場合、占有者が安全に避難できるか、有毒で不透明な煙に耐えられるかは、導体の周囲の材質によって決まります。電力ケーブル用LSZHコンパウンドまさにそのリスクを解決するために存在します。ハロゲンフリーの絶縁体と外装を提供することで、火炎の広がりを抑制し、煙の密度を最小限に抑え、従来の PVC ケーブルの火災を致命的にする腐食性の塩化水素ガスの放出を排除します。

0.5% IEC 60754-1 規格による最大ハロゲン含有量

60% PVC ケーブル燃焼に対する煙の光学密度の低減

90℃ 標準LSZHグレードの連続使用温度

250℃ XLPE ベースの LSZH 配合物の短絡耐性

LSZH コンパウンドは電力ケーブルの絶縁に何に使用されますか?

電力ケーブル用LSZHコンパウンド — LS0H または LSOH とも呼ばれる低煙ゼロハロゲンは、導体上の一次絶縁層として、またケーブルアセンブリを保護する外側シースとして使用される熱可塑性または架橋ポリマー配合物です。その特徴は、燃焼時に有毒な酸性ガスを発生する塩素、臭素、フッ素、その他のハロゲンが完全に含まれていないことです。

電力ケーブルの用途では、LSZH 材料は 3 つの工学的役割を同時に果たします。それは、導体とアース間の誘電性を維持するための電気絶縁、摩耗や取り付け応力に対する機械的保護、そして難燃性と発煙抑制による受動的防火安全です。 PVC、XLPE、EPR を含む従来の熱可塑性プラスチックは、LSZH が達成する防火性能プロファイルで 3 つの役割をすべて満たすものはありません。

技術的定義

LSZH ケーブルコンパウンドは、ハロゲンフリーのポリマーマトリックスであり、通常はポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル (EVA)、または三水和アルミニウム (ATH) や水酸化マグネシウムなどの無機難燃剤とブレンドされた架橋ポリエチレン (XLPE) をベースにしており、火炎伝播、酸性ガス放出、および煙に関する IEC 60332、IEC 60754、および IEC 61034 規格を満たすように配合されています。それぞれ密度。

ケーブルシステムの防火に LSZH 化合物が必要な理由

従来のハロゲン化ケーブル材料は火災そのものよりも致死性の高い燃焼副生成物を生成するため、LSZH コンパウンドは密閉された高占有の重要なインフラ環境における火災安全規制によって義務付けられています。 PVC ケーブルが燃焼すると、生命と健康に直ちに危険を及ぼす濃度 (IDLH) 50 ppm の塩化水素 (HCl) ガスが放出されます。この濃度は、密閉空間の火災では数分以内に閾値に達します。

鉄道および地下鉄システム

EN 45545-2 は、欧州連合の地下鉄インフラ全体に LSZH ケーブルを使用することを義務付けています。英仏海峡トンネルとロンドン地下鉄は、31 人が死亡した 1987 年のキングスクロス火災を受けて、完全な LSZH 転換プログラムを完了しました。
データセンターとサーバールーム

NFPA 75 および TIA-942 は、空気流の再循環により施設全体への有毒ガスの分布が促進される高床および架空ケーブル管理スペースでの LSZH プレナムケーブルを指定しています。
海洋および海洋設備

IEC 60092-350 では、船上の電力ケーブルと制御ケーブルに LSZH シースが必要です。密閉された容器の形状により、火災発生時にハロゲンガスの排出が不可能になるため、LSZH 準拠が乗組員の生存要件となります。
原子力発電所

IEC 60780 は、PVC ケーブルの燃焼から発生する腐食性 HCl ガスが火災発生時に原子炉制御計器の完全性を損なう可能性がある原子力施設内の安全性が重要な回路用の認定 LSZH ケーブルを指定しています。
高層ビル

IBC 2021 と BS 9999 は両方とも、高さ 18 メートルを超える建物の垂直ケーブルライザーと避難経路ゾーンに対する低毒性ケーブル要件について言及しています。このゾーンでは、煙突効果の空気流により、占有フロアを通って上方への燃焼ガスの移動が加速されます。

電力ケーブル用の LSZH コンパウンドと PVC コンパウンドの比較

間の性能差は、電力ケーブル用LSZHコンパウンドまた、PVC 化合物は火災に関連するあらゆるパラメーターにわたって定量化できます。 PVC は、オープンで換気の良い産業環境においてコストと柔軟性の利点を維持します。 LSZH は、火災発生時の人の安全または機器の継続性が設計上の優先事項である場合には必須の選択です。

プロパティ	LSZHコンパウンド	PVCコンパウンド	試験規格
ハロゲン含有量	0.5%未満	28～35％（塩素）	IEC 60754-1
煙の光学濃度	60% 未満 (60% を超える最小光透過率)	光透過率 20% 未満	IEC 61034-2
酸性ガスの排出（HCl）	0.5%未満 HCl equivalent	18 - 22重量%のHCl	IEC 60754-2
連続最高使用温度	90℃ (105°C for high-temp grades)	70℃標準 / 90℃HRグレード	IEC 60811-1
火炎伝播（垂直）	自己消火性 — IEC 60332-1 に合格	難燃性添加剤を使用しても合格	IEC 60332-1
コールドベンド性能	グレードごとに -15°C ～ -40°C に合格	-15℃基準に合格	IEC 60811-504

高電圧電力ケーブルシステムにおける LSZH 化合物

電力ケーブル用LSZHコンパウンド架橋 LSZH (XLPE-LSZH) シースコンパウンドとして配合された場合、6 kV ～ 500 kV で動作する中電圧 (MV) および高電圧 (HV) ケーブルシステムに導入できるように完全に設計されています。過酸化物またはシラン架橋によって実現される架橋プロセスは、ベース LSZH ポリマーの熱的、機械的、誘電的性能を、標準的な熱可塑性プラスチックグレードが達成するものを超えて大幅に向上させます。

低電圧

最大1kV

標準の熱可塑性 LSZH 絶縁体と外装。建物の配線、トレイケーブル、計装回路に適用されます。最も幅広い LSZH 化合物グレードと加工オプション。

中電圧

1kV～36kV

XLPE-LSZH 内部絶縁体と半導電性スクリーン層。 IEC 60502-2 に準拠した地下配電ケーブル、産業プラントのフィーダー、鉄道牽引供給ケーブルに使用されます。

高電圧

36kV～500kV

XLPE 絶縁体上に架橋された LSZH 外側シース。 HV 誘電体の完全性とシース層での LSZH 耐火性能の両方が必要な送電網相互接続、洋上風力輸出ケーブル、海底電力リンクに適用されます。

ケーブルサービスにおける LSZH コンパウンドの耐久性と耐熱性

長期にわたる機械的および熱的耐久性電力ケーブル用LSZHコンパウンドこれは歴史的に、要求の厳しい設置環境における PVC に対する制限として引用されてきました。 2010 年以降に開発された架橋 LSZH 配合はこのギャップを大幅に埋め、現代の伝送ケーブル設計基準に準拠した IEC 60216 熱老化プロトコルの下で 30 年の設計耐用年数を達成しました。

エンジニアを指定するための主要な耐久性パラメーターには、135°C で 7 日間の熱老化後の 50% 以上の破断点伸び保持率 (IEC 60811-401)、1,000 時間の紫外線耐候暴露後の 70% 以上の引張強度保持率、および作動油または変圧器油を含む産業環境に設置されたケーブルの耐油性能が含まれます。これらのパラメータにわたるグレードの選択が可能になります電力ケーブル用LSZHコンパウンドあらゆる設置用途の環境の厳しさに正確に適合します。

よくある質問

電力ケーブル用の LSZH コンパウンドにはどのような規格が適用されますか?

準拠する主な国際規格電力ケーブル用LSZHコンパウンドハロゲン含有量と酸性ガス腐食性については IEC 60754-1 および IEC 60754-2、煙濃度測定については IEC 61034-2、単一ケーブルおよび束ねたケーブルの火炎伝播については IEC 60332-1 および IEC 60332-3、機械的および熱的複合特性については IEC 60811 シリーズです。ヨーロッパの EN 50525 や北米の UL 44 などの地域規格は、管轄区域固有の追加要件を備えたこれらの IEC フレームワークを参照しています。

LSZH コンパウンドはケーブル用途では PVC より高価ですか?

LSZH コンパウンドの原材料コストは、通常、同等グレードの PVC コンパウンドよりもキログラムあたり 30 ～ 60% 高くなります。これは主に、アルミニウム三水和物 (ATH) や水酸化マグネシウムなどの無機難燃剤が、必要な耐火性能を達成するために高い添加レベル (多くの場合 50 ～ 65 重量%) を必要とするためです。ただし、規制環境における準拠ケーブルシステムの総設置コストの計算では、規制不遵守、保険賠償責任、火災発生後のシステム交換のコストを考慮する必要があり、これにより一貫して LSZH ケーブル仕様のライフサイクル経済が有利になります。

LSZH コンパウンドは標準の PVC 押出装置で加工できますか?

電力ケーブル用LSZHコンパウンドスクリュー圧縮比、バレル温度プロファイル、ダイ設計を変更することで、従来の単軸押出機で加工できます。 LSZH コンパウンドは、同等の加工温度では PVC よりも粘度が高く、XLPE-LSZH グレードでの架橋剤の早期活性化を避けるために正確な温度制御が必要です。 LSZH を処理するほとんどのケーブルメーカーは、生産規模を拡大する前に、初めて材料サプライヤーから化合物固有のプロセス監査を依頼します。

LSZH と LSOH または LS0H の指定の違いは何ですか?

LSZH (低煙ゼロハロゲン)、LSOH、LS0H、および OHLS (ゼロハロゲン低煙) はすべて、同じ材料性能カテゴリ、つまり燃焼時の煙の排出が少ないハロゲンフリーのポリマー化合物を指す業界指定です。略語の違いは、材料仕様や試験規格への準拠の違いではなく、地域や業界の慣習の違いを反映しています。 IEC の文書では、同じ化合物カテゴリの優先技術呼称としてハロゲンフリー難燃剤 (HFFR) という用語が使用されています。

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