• hr
  • sl

Specialisti za elektrotehnični material

Brezhalogene spojine v proizvodnji kablov in razlaga pojmov

Elektronabava > Nasveti  > Kabli in pribor  > Brezhalogene spojine v proizvodnji kablov in razlaga pojmov
Brezhalogene-spojine

Brezhalogene spojine v proizvodnji kablov in razlaga pojmov

Zgodovina

Brezhalogene spojine se uporabljajo v kabelski industriji od leta 1970. Razni požari z množičnimi smrtnimi žrtvami so dvignili zavedanje glede uporabe brezhalogenih komponent v kablih. Najbolj znan in opisan primer požara je požar na postaji podzemne železnice v Londonu King Cross, kjer je leta 1987 umrlo 32 ljudi. Ugotovljeno je bilo, da so žrtve umrle zaradi zastrupitve s toksičnimi plini ali kot posledica vdihavanja dima, ne pa direktno zaradi ognja. Od takrat je v podzemni železnici v Londonu prepoved uporabe halogenov v kablih. Mnoge industrije, kjer so visoki požarni riziki, so sledile temu primeru. Odziv proizvajalcev kablov je bil z razvojem materialov, ki so bolj odporni proti ognju in manj toksični kot materiali s halogeni. To je vodilo v razvoj brezhalogenih kablov, ki jih danes uporabljajo v raznih panogah (offshore, vojska, bolnišnice, trgovski centri, kinodvorane) in drugje, kjer se v omejenih prostorih zadržuje večje število ljudi.

 

Definicija in razlaga halogenov

Fluor, klor, brom, jod in astantine so nekovinski elementi, ki tvorijo skupino 7 v periodičnem sistemu; poznani so pod imenom halogeni. »Halogen« v originalu pomeni »tvorec soli« in spojine, ki vsebujejo halogene, imenujemo »soli«.

 

halogeni-elementi

Posebej nevarna v primeru požara sta elementa brom in klor, ker tvorita korozivne in/ali strupene spojine. Mednarodna elektrotehnična komisija (IEC) definira brezhalogene snovi na bazi vsebnosti klora in broma po standardu IEC 61249-2-21.

Sprejeta definicija brezhalogeni po standardu IEC 61249-2-21:
– Klor (Cl) < 900 ppm,
– Brom (Br) < 900 ppm,
– Br+Cl < 1,500 ppm.

Termin »brezhalogen« (halogen-free) ne indicira nujno celotne odsotnosti halogenov. Obstaja možnost, da so delčki halogenov nenamerno prisotni in material tako ni v celoti brez halogenov. Obstoječe testne metode na splošno dovoljujejo prisotnost majhne količine halogenov.
Obstajajo različni termini, ki se uporabljajo za označevanje, da je material brez halogenov. Najpogostejši izrazi so: brezhalogeni, 0 (nič) halogeni, 0H in ZH.

 

Prednosti brezhalogenih spojin v plastičnih materialih

Obstajajo trije primarni razlogi za izbor brezhalogenih spojin v kabelski industriji: požarna varnost, preprečevanje škode in skrb za okolje. Podrobnostim se v tem članku ne bomo posvečali. Omenimo samo, da je skrb za okolje predmet različnih standardov in direktiv (ISO 14001, RoHS, REACH, WEEE, LEED, CPR).

 

Brezhalogeni kabli

Na področju terminologije brezhalogenih kablov obstaja zmeda, in sicer zaradi pomanjkanja dogovorjenih terminov. Najbolj pogoste definicije so:

Okrajšava – Pomen
– LS0H –  low smoke, zero halogen (malo dima, brez halogenov),
– LSZH – low smoke, zero halogen (malo dima, brez halogenov),
– LSHF – low smoke, halogen free (malo dima, brez halogenov),
– LSNH – low smoke, non-halogen (malo dima, nič halogenov),
– NHFR – non-halogen, flame retardant (nič halogenov, zaviranje plamenov),
– HFFR – halogen free, flame retardant (brez halogenov, zaviranje plamenov),
– FRZH – fire retardant, zero halogen (zaviranje ognja, nič halogenov),
– LSFRZH – low smoke, fire retardant, zero halogen (malo dima, zaviranje ognja, nič halogenov).

Izraza nič/brez halogenov in malo dima (zero halogen, low smoke) nimata istega pomena in nista medsebojno zamenljiva. Brez halogenov opisuje količino halogenov v spojini materialov. Brezhalogeni kabli še vedno oddvajajo veliko dima pri gorenju. Malo dima opisuje količino dima, ki ga proizvaja/oddaja/izpušča spojina pri gorenju. Low smoke kabli proizvajajo malo čistega dima pri gorenju, kar omogoča lažjo in varnejšo evakuacijo in boj proti požaru.
Pogosto so uporabniki zainteresirani za kable z obema lastnostma. Kabli, ki so brezhalogeni, imajo običajno v oznaki črko H (N2XH, NHXH, NHXHM …).

 

Brezhalogne spojine v kabelski izolaciji in plašču

Izolacija in plašč brezhalogenih kablov z malo emisijo dima lahko temeljita na termoplastičnih, elastoplastičnih ali termoreaktivnih spojinah. Glavna razlika med temi spojinami je, da se termoplastični in elastoplastični materiali stopijo v stiku z ognjem, termorekativni materiali pa ostanejo v trdem stanju. Primer so duroplasti, kjer se polimeri zamrežijo in se jih ne da več preoblikovati. Termoreaktivne spojine so bolj odporne na visoke temperature od termoplastičnih in elastoplastičnih.

 

Brezhalogeni materiali

Brezhalogeni materiali bazirajo na spojinah kot na primer:
Etilen vinilacetat kopolimer (EVA),
Poliamidi (najlon),
Etilen polipropilen – guma (EP, EPR ali EPDM),
Etilen propilen dien – elastomer (EPDM),
Polietilen (PE),
Polipropilen (PP),
SHF1 – večinoma za ladijske in pomorske kable,
SHF2 – večinoma za ladijske in pomorske kable.

 

Standardi za brezhalogne kable

Kot že omenjeno, je lahko kabel »halogen-free« ne da bi bil »low-smoke«. Ker pa so povečane zahteve tako po »halogen-free« kot tudi »low-smoke« lastnostih, so spodaj navedeni standardi tako za brezhalogenost kot za nizke emisije dima oziroma korozivne in strupene pline. Ti standardi so:

– IEC 60754, testni metodi IEC 60754-1 in IEC 60754-2,
– EN 50267-2-1, testna metoda EN 50267-2-1 (v osnovi je enaka kot IEC 60754-1),
– IEC 61034-2.

Več o vsebini standardov in vsebini testnih metod si lahko preberete na straneh Slovenskega inštituta za standardizacijo (SIST) – www.sist.si.

Preveri v e-trgovini >>

 

Žarko Litera, zarko.litera@elektronabava.si

 

Viri: Incore cables: halogen free cable compounds (www.incore.cables.com), E-knjiga
Integer Research: The Europena Fire Peformance Cable Market (2014)
Wikipedia: Halogeni

Žarko Litera
Žarko Litera

zarko.litera@elektronabava.si

Žarko Litera je zaposlen v Elektronabavi kot produktni specialist za kable in vodnike.