Při pořizování kabelů a kabeláže se téměř vždy setkáváme s vlastnostmi jako „bezhalogenový“, „samozhášivost“ nebo záhadnými zkratkami jako například „LSZH“. Co však tyto pojmy skutečně znamenají? V následujícím článku uvádíme vysvětlení jejich významu a zaměříme se na kabely s teflonovou izolací HELUKABEL.
Konstrukce kabelů je podstatně složitější záležitost, než se může z laického pohledu zdát. Toto téma se netýká pouze samotných žil a jejich schopnosti vést proudy různé intenzity nebo signály dané frekvence. Při hledání vhodného výrobku pro konkrétní použití se ukazuje, že velmi důležitou vlastností kabeláže je její izolace, tedy materiál použitý pro vnější (a vnitřní) plášť a jeho vlastnosti.
Vysvětlení pojmu „bezhalogenový”
Co to vlastně jsou bezhalogenní materiály a proč se s nimi vlastně v elektrotechnice zabýváme? Pro vysvětlení musíme sáhnou alespoň trochu do chemie. Halogeny jsou chemické prvky vytvářející halogenní soli, což je obsaženo i v názvu, protože doslovně přeloženo halogenní znamená solitvorné. Mezi halogeny neboli halové prvky, patří fluor, chlor, brom, jód a astat. Chemické prvky, které tvoří soli a jsou součástí silných kyselin (samozřejmě včetně kyseliny chlorovodíkové).
Mnoho umělých hmot jako například polyvinylchlorid (PVC) obsahuje molekuly chlóru, který se v případě zvýšených teplot a tím i při požáru, uvolňuje a zabraňuje přístupu kyslíku, nutného k hoření. Tím se vlastní materiál obtížně zapaluje a v případě požáru je samozhášitelný. To jsou vlastnosti pozitivní. Ale samozřejmě zde máme i druhou stránku a to je právě obsah halogenních plynů ve splodinách hoření.
Tyto plyny se vážou s vodíkem, obsaženým v rozkládajících se umělých hmotách, nebo v přítomném vzduchu a vytvářejí tak s přítomných chlórem chlorovodík, resp. fluorovodík. Tyto plyny jsou toxické a vysoce korozivní. V těkavém stavu a jako kouř vznikající při hoření jsou tyto látky toxické natolik, že ohrožují lidský život.
Čtěte také: Kabely v podlahové izolaci
Z praktického hlediska použití si dokáže každý představit, co způsobí takový toxický plyn v únikových chodbách, na požárním schodišti a všude tam, kde se shromažďuje větší počet lidí. Právě na takových místech musí být použit bezhalogenní materiál, který svými vlastnostmi odpovídá požadavkům na nehořlavost a současně na „čisté“ zplodiny v případě přímého působení plamene. Další nevýhodou halogenních sloučenin je jejich vysoká korozivita. S vlhkem, které vzniká vysrážením vzdušné vlhkosti rozdílnými teplotami při požáru vznikne, například u chlóru, kyselina chlorovodíková. Nikdo jistě nepochybuje o ničivých schopnostech této chemické sloučeniny. Hovoří se i o tom, že škody způsobené korozí po následném požáru jsou často vyšší, než škody způsobené vlastním hořením.
Bezhalogenní kabely a vodiče HELUKABEL jsou vyráběny z materiálů, které žádnou z uvedených látek neobsahují. Navíc musí být bezhalogenní kabely a vodiče podle bezpečnostních požadavků provedeny jako nehořlavé a samozhášecí. Proto se do těchto materiálů přidávají při výrobě plniva ze speciálních směsí, které obsahují značné procento ohnivzdorných látek. Tyto látky se skládají například z hydroxidu hlinitého, který při zahřátí na jedné straně ochlazuje požářiště chemicky vázanou vodou a na druhé straně omezuje přístup kyslíku prostřednictvím uvolněných vodních par, čímž dochází k udušení ohně. Těmito faktory jsou zabezpečeny požadavky na „bezpečné“ kabely - odolnost proti vznícení.
Kde je nutné použití bezhalogenních kabelů a vodičů HELUKABEL?
Všude tam, kde se shromažďují lidé, nebo tam, kde je třeba chránit vysoké hodnoty. Halogeny se používají při výrobě mnoha plastů, aby jim dodaly požadované vlastnosti. V případě kabelů se takové materiály používají pro vnější povlaky. Nejběžnějším příkladem je PVC, tedy polyvinylchlorid, což je sloučenina chloru. Absence halogenových sloučenin se nejčastěji projevuje menší škodlivostí kouře, který materiál při hoření vytváří. Tato funkce je velmi důležitá z hlediska požární bezpečnosti. V místě nebezpečí představují plameny a teplota stejnou hrozbu jako naplnění interiéru jedovatými plyny. Proto se klade stále větší důraz na používání bezhalogenových materiálů − zejména u kabelů určených pro použití v obytných interiérech, kancelářích, dopravních prostředcích (automobily, železnice).
Chemický výzkum naštěstí v posledních desetiletích přinesl řadu alternativních materiálů se sníženou toxicitou. V důsledku toho se výrazně snížily náklady na výrobu těchto materiálů a jejich derivátů, tedy také kabelů v bezhalogenové izolaci. Mnoho předních výrobců, jako např. německá značka HELUKABEL, dodává širokou nabídku těchto produktů, které poskytují vynikající ochranu jak zhotovitelům, tak i uživatelům elektrických zařízení, ale také zvýšenou bezpečnost třetích osob v případě požáru.
Zkratky LSZH a FRNC
LSZH
LSZH je zkratka pro Low Smoke Zero Halogen, což je látka, která uvolňuje omezené množství kouře (při hoření) a neobsahuje halogenové sloučeniny. Tato zkratka se používá mimo jiné k označení materiálu použitého při výrobě kabelů, ale neurčuje konkrétní chemickou sloučeninu, pouze její vlastnosti. Výše uvedený sortiment značky HELUKABEL zahrnuje i takové výrobky, jako jsou např. řady vícežilových ovládacích kabelů JZ-500 a OZ500.
Čtěte také: Montáž kabelových žlabů
FRNC
Další zkratka pro vlastnosti materiálu, tentokrát odvozená z angl. Flame Retardant, Non Corrosive. To znamená, že izolace má samozhášecí schopnost (nešíří plamen) a také neobsahuje korozivní sloučeniny, což v praxi znamená použití bezhalogenových plastů. Tento typ kabeláže vytváří při kontaktu s ohněm především vodní páru a oxid uhličitý. Takové výrobky lze nalézt také v sortimentu HELUKABEL.
Izolační materiály pro kabely HELUKABEL
Protože v souvislosti s kabely a požární bezpečností bude klíčovou otázkou izolační materiál, ze kterého je vyrobena izolace, je na tomto místě důležité podívat se na vlastnosti materiálů, které se používají při výrobě vnějšího pláště. Přestože všechny z nich tak či onak snižují riziko otravy výpary nebo alespoň zlepšují tepelnou odolnost kabeláže, mají i další vlastnosti, které je třeba mít při nákupu na paměti.
Typy izolačních materiálů
- PVC (polyvinylchlorid): Jedná se o odolný syntetický polymer, který se nejčastěji vyskytuje v plastifikované (PVC-P, "polvinit") a neplastifikované (PVC-U, "polviplast") formě. PVC je nehořlavý, povětrnostním vlivům či kyselinám odolný materiál, který se díky svým vlastnostem stal jedním z nejoblíbenějších materiálů používaných k izolaci elektrických kabelů. Vysoce zušlechtěná PVC izolace má podstatně vyšší odolnost jakož i podstatně vyšší flexibilitu při nízkých teplotách.
- Polyolefiny (PE, PP, XLPE): Jedná se o skupinu materiálů, které obsahují uhlík a vodík.
- PE (polyethylen): Ve srovnání s PVC má nízkou požární odolnost. Polyethylenová izolace je tuhá, tvrdá a neohebná. Díky svým elektrickým vlastnostem se používá při výrobě koaxiálních kabelů a nízkokapacitních kabelů. Kabely v polyethylenovém plášti se díky svému stabilnímu chemickému složení používají ve velmi obtížných podmínkách a náročných prostředích, např. k napájení hlubinných ponorných čerpadel.
- PP (polypropylen): Podobný polyethylenu, má širší teplotní rozsah. Používá se v případech, kdy je vyžadována vyšší dielektrická pevnost nebo vyšší provozní teploty.
- XLPE (zesítěný polyethylen): Pokročilá forma polyethylenu s vyšší mechanickou pevností a teplotní odolností, odolnější vůči chemikáliím a rozpouštědlům. Vnější nátěr kromě odolnosti proti ohni a schopnosti elektrické (a tepelné) izolace se bude vyznačovat také vysokou mechanickou trvanlivostí, s životností delší než u povlaků vyrobených například z PVC.
- PUR (polyuretan): Vyznačuje se vynikající odolností vůči chemikáliím, vodě a oděru. Je velmi flexibilní i za studených podmínek. Bezhalogenový, vysoce odolný otěru a mechanickému poškození. Má dobrou až střední odolnost vůči mnoha agresivním látkám, avšak má sklon k hydrolýze a absorpci vody. Izolace z polyuretanu je oblíbenou volbou pro vojenské účely a práce při nízkých teplotách.
- PTFE (polytetrafluorethylen), běžně známý jako „teflon“: Jedná se o fluorouhlíkový polymerní materiál, který se používá především ve vodičích s malým průřezem, kde je důležitý vysoký teplotní rozsah. Materiál je termoplastický, což znamená, že je velmi pružný. Další výhodou je odolnost vůči vodě, oleji, teplu a široké škále chemikálií. Má extrémně vysokou odolnost vůči téměř všem známým chemikáliím. Je to materiál "první volby" pokud si nejste jisti, co všechno se může v daném prostředí vyskytnout, a chcete mít jistotu, že to kabel vydrží. Bohužel je to však materiál velmi drahý.
- FEP (fluorovaný etylen-propylen): Podobný teflonu, nabízí vynikající chemickou a teplotní odolnost.
- PFA (perfluoroalkoxy): Typ fluoropolymeru s velmi vysokou chemickou a teplotní odolností. PFA je údajně srovnatelný s PTFE, ale má lepší tvarovatelnost, takže je vhodnější pro řešení, kde je vyžadována schopnost tváření za tepla.
- TPE (termoplastické elastomery): Směs tvrdých termoplastických materiálů s měkkým kaučukem. Používají se hlavně pro ohebné vodiče, takže vydrží vysoké mechanické zatížení. Optimalizovaný termoplastický elastomer TPE, používaný u LAPP kabelů série ROBUST, je odolný olejům (i bio olejům, tukům a voskům), čpavku, bioplynům a celé řadě agresivních chemikálií. Je vysoce bezpečný při požáru - bezhalogenový s nízkou hustotou kouře, netoxický - odolný UV záření, ozónu a povětrnostním podmínkám.
- Silikon: Oblíbený izolační materiál s vysokou odolností vůči teplotě (až do +180 °C) a elektrickým průrazům. Má relativně nízkou odolnost vůči mechanickému poškození. Díky této vysoké kvalitě se silikonové kabely používají pro měřicí nebo montážní aplikace.
- MPPE (modifikovaný termoplastický polyfenylether): Termoplastický materiál používaný v automobilovém průmyslu. Je lehčí než PVC, což se promítá do nižší spotřeby paliva díky nižší hmotnosti vozidla. Neobsahuje halogeny, je nehořlavý a má vysoké dielektrické vlastnosti.
- EPDM (etylen-propylen-dienový kaučuk): Odolný vůči horké vodě, vodní páře a alkoholům. Kabely vyrobené z tohoto materiálu se vyznačují odolností vůči UV záření a omezeným stárnutím vlivem povětrnostních faktorů.
Normy pro elektrické vodiče
Normy pro elektrické vodiče jsou důležité, protože zajišťují bezpečnost, kvalitu, kompatibilitu a soulad s právními předpisy a požadavky trhu. Uživatelé tak mají jistotu, že zakoupené výrobky splňují určité normy a jsou vhodné pro zamýšlené použití.
CPR a norma EN 50575
Směrnice CPR (z angl. Construction Products Regulation) platí ve státech Evropské unie. Jejím hlavním účelem je úprava otázek týkajících se materiálů používaných ve stavebnictví, především z hlediska jejich náchylnosti ke vznícení a chování při hoření. Zákonodárce ve směrnici stanovil klasifikaci kabeláže z hlediska bodu vzplanutí, chemických sloučenin viditelných při hoření atd. Předpisy umožňují přesně určit, do které třídy („eurotřídy“) daný výrobek patří, což se provádí laboratorními testy (popsanými v normě EN 50575).
Osoby nakupující kabeláž (např. vývojáři nebo instalující osoby) by měly mít na paměti především dva typy vodičů: Eca a Dca. První z nich byly schváleny pro použití v samostatných obytných budovách, garážích, na farmách a v lesnictví. Požadavky na kabely Dca jsou přísnější, což umožňuje jejich instalaci ve výškových a vysokých budovách (několik podlaží), školách, školkách, veřejné architektuře. Zde je však třeba mít na paměti, že jejich použití není povoleno v únikových cestách.
Čtěte také: jak uspořádat a skrýt kabeláž
Třídy a klasifikace hořlavosti
Poslední otázkou (podobnou normě CPR), kterou je třeba zmínit, pokud jde o bezpečnost kabelů, je třída hořlavosti. Zde se setkáváme s několika symboly a mezi nejoblíbenější, jejichž význam stojí za to znát, patří normy UL94 a ECE R-118.
UL94
UL94 je norma vytvořená v USA, která umožňuje předpovídat, jak se daný materiál bude chovat v případě požáru a ve skutečnosti - při jakémkoli kontaktu s plameny. Jedná se o vícestupňovou klasifikaci, která se používá pro plasty. V případě izolace kabelů jsou nejběžnější označení UL94V-0 a UL94V-2. První označení informuje kupujícího, že materiál zhasne do 10 sekund po odstranění plamene. Je přípustné odkapávání roztaveného materiálu, pokud kondenzát nebude hořlavý. Nižší třída hořlavosti, V-2, umožňuje přítomnost těchto hořících částic, přičemž doba hašení je současně prodloužena na 30 sekund. Zkoušky pro stanovení klasifikace UL94 se provádějí zapálením vertikálně umístěného vzorku materiálu o délce přibližně 12 cm.
ECE R-118
Označení 118 lze nalézt v mnoha zemích, protože vyplývá z Předpisu OSN č. 118. ECE je zkratka pro Evropskou hospodářskou komisi (United Nations Economic Commission for Europe). Cílem tohoto předpisu je sjednotit mezinárodní technické předpisy o hořlavosti materiálů používaných při výrobě osobních automobilů. Především se jedná o součásti prostoru pro cestující, tedy dveře, podlahu, kokpit atd. V moderním automobilovém průmyslu se samozřejmě jedná o elektrifikované prvky, v nichž je umístěna řada senzorů, spínačů, elektronických systémů a akčních členů. Těmto předpisům podléhají všechny z nich - a s nimi i jejich elektroinstalace, tedy například všechny kabely používané k vytvoření podlahových a stropních svazků, připojení ozvučení atd. Shoda s normou ECE R-118 je jednou z klíčových vlastností kabelů používaných v automobilovém průmyslu. Příkladem takového výrobku může být řada HELUTHERM® 145 značky HELUKABEL. Jeho vysoké tepelné odolnosti je dosaženo díky síťované izolaci, která je odolná proti roztavení i při kontaktu s páječkou s hrotem zahřátým na teplotu 380 °C.
Kabely HELUKABEL odolné vůči vysokým a nízkým teplotám a chemikáliím
Nejen vysoké teploty ale také oleje, rozpouštědla a jiné chemické látky dokáží rychle zničit běžný kabel. Společnost HELUKABEL je dodavatelem široké nabídky kabelů, včetně kabeláže odolné vůči vysokým a nízkým teplotám a agresivnímu prostředí. Materiály odolné vysokým teplotám jsou často odolné i různým agresivním látkám, samozřejmě to ale není přímo úměrné, platí to jen částečně a pouze u některých materiálů. Níže uvádíme čtyři řady výrobků značky HELUKABEL, které tyto vlastnosti splňují. To, co mají společné, je široká tepelná tolerance - nabídka však zahrnuje kabely, v nichž byly použity různé technologie a materiály. Jedná se o jednožilové (instalační) i vícežilové (ovládací a napájecí) kabely.
Řady výrobků HELUKABEL
HELUTHERM® 120
- Vícežilová kabeláž přizpůsobená pro použití v průmyslových strojích.
- Odolnost vůči širokému rozsahu teplot: od -30 °C do 105 °C.
- Měděné žíly o průřezu od 0,5 mm2 do 2,5 mm2, umístěné v izolaci z PVC (barevná označení).
- Samozhášecí vlastnosti, nešíří plameny.
- Většina modelů obsahuje samostatnou ochrannou žílu.
HELUTHERM® 145 MULTI
- Široká a rozmanitá skupina výrobků pro ovládání i napájení.
- Polyolefiny použité při jejich konstrukci poskytují dobrou pružnost a odolnost vůči UV záření, ozónu, roztrhání, roztahování a olejům.
- V případě požáru nešíří plameny ani neuvolňují toxický kouř.
- Ideální pro náročné instalace, jako je kabeláž svítidel, semaforů, těžkých strojů, systémů průmyslové automatizace - zejména tam, kde automatizované procesy zahrnují tepelné zpracování.
- Provozní teplota od -55 °C do 300 °C.
HELUTHERM® 400
- Kabely s izolací ze skelných vláken.
- Používají se v aplikacích vyžadujících odolnost vůči velmi vysokým teplotám (až 400 °C).
- Vhodné pro svazky vedené u ohřívačů, spalovacích motorů, páječek apod.
- Průřezy až do 4 mm2, pro napájení tepelných prvků i vedení signálů ze senzorů.
- Provozní teplota od -60 °C.
HELUFLON® FEP-6Y
- Používají jako izolační materiál fluoropolymer (FEP), známý také jako teflon.
- Odolnost vůči velmi nízkým (-100 °C) i vysokým (až 205 °C) teplotám.
- Odolnost vůči vodě, oleji, teplu a široké škále chemikálií. Chemicky téměř inertní, extrémně odolný téměř všem běžným agresivním látkám.
- Použití v mnoha průmyslových odvětvích, především v chemických zpracovatelských závodech a v chladírenství, ale také v automobilovém průmyslu.
- Zahrnuje instalační (jednožilové) i vícežilové kabely (svazky až 7 žil).
Tabulka: Přehled vlastností vybraných izolačních materiálů
| Materiál | Teplotní rozsah | Chemická odolnost | Odolnost proti ohni | Mechanická odolnost | Speciální vlastnosti |
|---|---|---|---|---|---|
| PVC (zesílené) | Nízká - střední (se speciální LT verzí) | Dobrá (kromě silných kyselin, benzínu, organických rozpouštědel) | Samozhášecí | Dobrá | Vysoká flexibilita při nízkých teplotách (u zušlechtěných verzí) |
| Silikon | -60 °C až +180 °C | Střední až dobrá (kromě koncentrovaných kyselin, olejů, rozpouštědel) | Vysoký bod vzplanutí | Nízká (není doporučena pro časté tření) | Velmi dobrá pružnost, elektrická odolnost |
| PTFE/FEP (teflon) | -100 °C až +205 °C (FEP), -200 °C až +260 °C (PTFE) | Extrémně vysoká (téměř inertní vůči většině chemikálií) | Vysoká (nehřlavé) | Vynikající mechanické vlastnosti | Hydrofobní, odolnost vůči olejům, vysoká cena |
| PUR | Široký rozsah (flexibilní za studena) | Dobrá až střední (kromě silných kyselin); sklon k hydrolýze | Bezhalogenový | Vynikající otěru a mechanickému poškození | Není vhodné do trvale mokrého prostředí |
| Guma (H07RN-F) | Široký rozsah (elastická i v chladu) | Velmi dobrá (kromě kyseliny fosforečné, solné, benzínu, organických rozpouštědel) | Dobrá | Velmi dobrá | Odolnost mnoha olejům |
| TPE (Optimalizovaný) | -50 °C až +90 °C | Odolný olejům (i bio), čpavku, bioplynům, řadě chemikálií | Bezhalogenový, nízká hustota kouře, netoxický | Vysoká | Odolný UV záření, ozónu, povětrnostním podmínkám, čištění tlakovou párou, cenově dostupný |
O HELUKABEL
Jsme HELUKABEL propojení kvalitou a nabízíme zejména tyto kategorie kabelů: ovládací a připojovací kabely, motorové, servo a signální kabely, datové, koaxiální a počítačové kabely. Kabely pro aplikace s neustálým pohybem. Jako skrytý šampión a středně velký rodinný podnik ručí značka HELUKABEL za kvalitu, spolehlivost a inovace. Během více než 40leté historie našeho podniku jsme si vypracovali krok po kroku rozsáhlé know-how a získali bohaté zkušenosti v mnoha odvětvích a klíčových technologiích. Dali jsme si úkol, přenášet energii a data k jejich cíli kdykoliv, za jakýchkoliv možných i nemožných podmínek, spolehlivě a bez přerušení. O to se ze všech sil snaží více než 2.500 zaměstnanců na 76 pobočkách v 43 zemích. A aby při každodenním tvrdém nasazení nebyl žádný důvod ke stížnostem, prozkoušíme si každou novinku řádně v našem výzkumné a vývojovém centru ve Windsbachu u Norimberku. Konkrétní informace o vyráběných bezhalogenních kabelech a vodičích HELUKABEL jsou na stránkách HELUKABEL CZ - www.helukabely.cz. Můžete nás kontaktovat na 312 672 620, nebo 622.
tags: #kabely #s #teflonovu #izolaci #helukabel #informace