전력 케이블용 LSZH 화합물: 화재 안전 및 성능

터널, 데이터 센터 또는 고층 건물에서 케이블 화재가 발화되면 도체를 둘러싼 재료에 따라 탑승자가 안전하게 대피할 수 있는지 아니면 유독하고 불투명한 연기에 휩싸일 수 있는지 여부가 결정됩니다. 전원 케이블용 LSZH 화합물 화염 확산을 억제하고, 연기 밀도를 최소화하며, 기존 PVC 케이블 화재를 치명적으로 만드는 부식성 염화수소 가스의 방출을 제거하는 할로겐 프리 단열재와 덮개를 제공합니다.

0.5% IEC 60754-1 표준에 따른 최대 할로겐 함량

60% PVC 케이블 연소 대비 연기 광학 밀도 감소

90°C 표준 LSZH 등급의 연속 작동 온도

250°C XLPE 기반 LSZH 제제의 단락 허용 오차

전원 케이블 절연에 LSZH 화합물은 무엇을 사용합니까?

전원 케이블용 LSZH 화합물 — LS0H 또는 LSOH라고도 불리는 Low Smoke Zero Halogen은 도체 위의 기본 절연층과 케이블 어셈블리를 보호하는 외부 피복으로 사용되는 열가소성 또는 가교 폴리머 제제입니다. 이 제품의 특징은 연소 시 독성 산성 가스를 생성하는 염소, 브롬, 불소 및 기타 할로겐이 전혀 없다는 것입니다.

전원 케이블 응용 분야에서 LSZH 소재는 도체와 접지 사이의 유전체 무결성을 유지하는 전기 절연, 마모 및 설치 스트레스에 대한 기계적 보호, 난연성 및 연기 억제를 통한 수동적 화재 안전이라는 세 가지 동시 엔지니어링 역할을 수행합니다. PVC, XLPE 또는 EPR을 포함한 단일 기존 열가소성 물질은 LSZH가 달성한 화재 안전 성능 프로필의 세 가지 역할을 모두 충족하지 못합니다.

기술적 정의

LSZH 케이블 화합물은 일반적으로 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 가교 폴리에틸렌(XLPE)을 기반으로 하며 알루미늄 삼수화물(ATH) 또는 수산화 마그네슘과 같은 무기 난연제와 혼합된 할로겐 프리 폴리머 매트릭스로 화염 전파, 산성 가스 방출 및 연기 밀도에 대한 IEC 60332, IEC 60754 및 IEC 61034 표준을 각각 충족하도록 제조되었습니다.

케이블 시스템의 화재 안전을 위해 LSZH 화합물이 필요한 이유

LSZH 화합물은 기존의 할로겐화 케이블 재료가 화재 자체보다 더 치명적인 연소 부산물을 생성하기 때문에 밀폐된, 높은 점유 및 중요한 기반 시설 환경에서 화재 안전 규정에 의해 의무화됩니다. PVC 케이블이 연소되면 생명과 건강에 즉각적으로 위험한 농도(IDLH) 50ppm의 염화수소(HCl) 가스를 방출합니다. 이는 밀폐된 공간 화재에서 몇 분 내에 임계값에 도달합니다.

철도 및 지하철 시스템

EN 45545-2는 유럽 연합의 지하 철도 인프라 전반에 걸쳐 LSZH 케이블을 의무화합니다. Channel Tunnel과 London Underground는 1987년 31명의 목숨을 앗아간 King's Cross 화재 이후 완전한 LSZH 전환 프로그램을 완료했습니다.
데이터 센터 및 서버룸

NFPA 75 및 TIA-942는 기류 재순환이 시설 전체에 독성 가스 분산을 가속화하는 이중 바닥 및 머리 위 케이블 관리 공간에 LSZH 플레넘 케이블을 지정합니다.
해양 및 해양 설비

IEC 60092-350에서는 선박 전원 및 제어 케이블에 LSZH 피복을 요구합니다. 밀폐된 용기 구조로 인해 화재 발생 시 할로겐 가스 배출이 불가능하므로 LSZH 규정 준수가 승무원 생존 요구 사항이 됩니다.
원자력 발전소

IEC 60780은 PVC 케이블 연소로 인한 부식성 HCl 가스가 화재 발생 시 원자로 제어 계측 무결성을 손상시킬 수 있는 원자력 시설의 안전이 중요한 회로에 적합한 LSZH 케이블을 지정합니다.
고층 건물

IBC 2021 및 BS 9999는 모두 수직 케이블 라이저에 대한 저독성 케이블 요구 사항과 18미터를 초과하는 건물의 탈출 경로 구역을 참조합니다. 여기서 스택 효과 공기 흐름은 연소 가스 이동을 점유 바닥을 통해 위쪽으로 가속화합니다.

LSZH 화합물과 전원 케이블용 PVC 화합물 비교

성능 차이 전원 케이블용 LSZH 화합물 PVC 화합물은 모든 화재 관련 매개변수에서 정량화 가능합니다. PVC는 개방적이고 통풍이 잘되는 산업 환경에서 비용 및 유연성 이점을 유지합니다. LSZH는 화재 발생 시 사람의 안전이나 장비 연속성이 설계 우선순위인 경우 필수 선택입니다.

재산	LSZH 화합물	PVC 화합물	테스트 표준
할로겐 함량	0.5% 미만	28~35%(염소)	IEC 60754-1
연기 광학 밀도	60% 미만(최소 광투과율 60% 이상)	빛 투과율 20% 미만	IEC 61034-2
산성가스 배출(HCl)	0.5% 미만 HCl equivalent	중량 기준 18 - 22% HCl	IEC 60754-2
최대 연속 작동 온도	90°C(고온 등급의 경우 105°C)	70°C 표준 / 90°C HR 등급	IEC 60811-1
화염 전파(수직)	자기 소화성 — IEC 60332-1 통과	난연 첨가제 통과	IEC 60332-1
콜드 벤드 성능	등급별 -15°C~-40°C 통과	-15°C 표준 통과	IEC 60811-504

고전압 전력 케이블 시스템의 LSZH 화합물

전원 케이블용 LSZH 화합물 가교된 LSZH(XLPE-LSZH) 외피 화합물로 제조할 경우 6kV~500kV에서 작동하는 중전압(MV) 및 고전압(HV) 케이블 시스템에 배포할 수 있도록 완벽하게 설계되었습니다. 과산화물 또는 실란 가교를 통해 달성되는 가교 공정은 기본 LSZH 폴리머의 열적, 기계적 및 유전 성능을 표준 열가소성 등급이 달성하는 것 이상으로 크게 향상시킵니다.

저전압

최대 1kV

표준 열가소성 LSZH 단열재 및 피복. 건물 배선, 트레이 케이블, 계측 회로에 적용됩니다. 가장 광범위한 LSZH 화합물 등급 및 가공 옵션.

중간 전압

1kV - 36kV

XLPE-LSZH 내부 절연체와 반도체 스크린 레이어. IEC 60502-2에 따른 지하 배전, 산업 플랜트 피더 및 철도 견인 공급 케이블에 사용됩니다.

고전압

36kV - 500kV

XLPE 단열재 위에 가교된 LSZH 외부 피복. HV 유전체 무결성과 외피층의 LSZH 화재 성능을 모두 요구하는 송전망 상호 연결, 해상 풍력 수출 케이블 및 해저 전력 링크에 적용됩니다.

케이블 서비스에 사용되는 LSZH 화합물의 내구성 및 내열성

장기간의 기계적, 열적 내구성 전원 케이블용 LSZH 화합물 역사적으로 까다로운 설치 환경에서 PVC에 비해 제한 사항으로 인용되어 왔습니다. 2010년 이후 개발된 가교 LSZH 제제는 이러한 격차를 실질적으로 줄여 현대 전송 케이블 설계 표준에 부합하는 IEC 60216 열 노화 프로토콜에 따라 30년의 설계 서비스 수명을 달성했습니다.

특정 엔지니어를 위한 주요 내구성 매개변수에는 135°C(IEC 60811-401)에서 7일간의 열 노화 후 50% 이상의 파단 신율 유지율, 1,000시간의 UV 풍화 노출 후 70% 이상의 인장 강도 유지율, 유압유 또는 변압기 오일이 포함된 산업 환경에 설치된 케이블의 내유성 성능이 포함됩니다. 이러한 매개변수 전반에 걸쳐 등급을 선택하면 다음과 같은 이점이 있습니다. 전원 케이블용 LSZH 화합물 모든 설치 애플리케이션의 환경적 심각도에 정확히 일치해야 합니다.

자주 묻는 질문

전원 케이블용 LSZH 화합물에는 어떤 표준이 적용됩니까?

지배하는 주요 국제 표준 전원 케이블용 LSZH 화합물 할로겐 함량 및 산성 가스 부식성에 대한 IEC 60754-1 및 IEC 60754-2, 연기 밀도 측정에 대한 IEC 61034-2, 단일 케이블 및 번들 케이블 화염 전파에 대한 IEC 60332-1 및 IEC 60332-3, 기계적 및 열적 화합물 특성에 대한 IEC 60811 시리즈입니다. 유럽의 EN 50525 및 북미의 UL 44를 포함한 지역 표준은 이러한 IEC 프레임워크를 추가 관할권별 요구 사항과 함께 참조합니다.

LSZH 화합물은 케이블 용도로 PVC보다 더 비쌉니까?

LSZH 복합 원료 비용은 일반적으로 킬로그램당 기준으로 동급 PVC 복합 재료보다 30~60% 더 높습니다. 이는 주로 알루미늄 삼수화물(ATH) 및 수산화 마그네슘과 같은 무기 난연제가 필요한 화재 성능을 달성하기 위해 높은 로딩 수준(종종 중량 기준 50~65%)을 요구하기 때문입니다. 그러나 규제된 환경에서 규정을 준수하는 케이블 시스템에 대한 총 설치 비용 계산은 규정 비준수, 보험 책임 노출 및 화재 발생 후 시스템 교체 비용을 고려해야 하며, 이는 지속적으로 LSZH 케이블 사양의 수명주기 경제성을 선호합니다.

LSZH 화합물을 표준 PVC 압출 장비에서 가공할 수 있습니까?

전원 케이블용 LSZH 화합물 스크류 압축비, 배럴 온도 프로파일 및 다이 설계를 수정하여 기존 단일 스크류 압출기에서 가공할 수 있습니다. LSZH 화합물은 동일한 가공 온도에서 PVC보다 점성이 높으며 XLPE-LSZH 등급에서 조기 가교제 활성화를 방지하려면 정밀한 온도 제어가 필요합니다. 처음으로 LSZH를 처리하는 대부분의 케이블 제조업체는 생산 규모를 확대하기 전에 재료 공급업체로부터 화합물별 공정 감사를 의뢰합니다.

LSZH와 LSOH 또는 LS0H 지정의 차이점은 무엇입니까?

LSZH(Low Smoke Zero Halogen), LSOH, LS0H 및 OHLS(Zero Halogen Low Smoke)는 모두 동일한 재료 성능 범주, 즉 연소 시 연기 방출이 적은 할로겐 프리 고분자 화합물을 참조하는 업계 명칭입니다. 약어의 변화는 재료 사양이나 테스트 표준 준수의 차이보다는 다양한 지역 및 산업 관례를 반영합니다. IEC 문서에서는 동일한 화합물 범주에 대해 선호되는 기술 명칭으로 무할로겐 난연제(HFFR)라는 용어를 사용합니다.