Flame-Retardant Control Cable Manufacturers

Kiến thức ngành

Danh mục chất chống cháy và ý nghĩa thực sự của việc phân loại trong thực tế

Cáp điều khiển chống cháy s không phải là một danh mục sản phẩm duy nhất — chúng bao gồm một hệ thống phân loại theo từng cấp được xác định bởi IEC 60332 và GB/T 18380 tương đương của Trung Quốc, mỗi cấp phản ánh một mức độ hiệu quả ngăn cháy khác nhau một cách có ý nghĩa. Các bậc được chỉ định phổ biến nhất là IEC 60332-1 (thử nghiệm ngọn lửa dọc cáp đơn), IEC 60332-3 (thử nghiệm lan truyền ngọn lửa dọc cáp đi kèm) và các danh mục IEC 60332-3-22 đến 60332-3-25 có yêu cầu khắt khe hơn, khác nhau về tổng khối lượng vật liệu cáp bị đốt cháy trong quá trình thử nghiệm. Hiểu được những điểm khác biệt này rất quan trọng vì cáp vượt qua bài kiểm tra cáp đơn vẫn có thể cho phép lửa lan truyền khi lắp đặt trong các khay cáp dày đặc cùng với hàng chục loại cáp khác — chính xác là tình trạng thường thấy trong các phòng điều khiển công nghiệp, tòa nhà thiết bị đóng cắt và các tuyến cáp của nhà máy xử lý.

Thử nghiệm bó IEC 60332-3 mô phỏng mật độ lắp đặt thực tế bằng cách đốt một thang cáp thẳng đứng dài 3,5 mét với tổng thể tích phi kim loại được xác định trên mỗi mét khay. Loại A (nghiêm ngặt nhất) cho phép thể tích cáp phi kim loại lên tới 7 lít trên một mét khay, trong khi Loại C cho phép lên tới 1,5 lít trên mét — thể tích cho phép càng thấp thì càng dễ đi qua vì có ít vật liệu dễ cháy hơn để duy trì ngọn lửa. Việc chỉ định cáp Loại C cho khay cáp có mật độ dân cư đông đúc trong đó mật độ lắp đặt thực tế tương ứng với các điều kiện Loại A là một tính toán sai lầm phổ biến và nguy hiểm. Các kỹ sư lựa chọn cáp điều khiển chống cháy để lắp đặt khay phải tính toán thể tích phi kim loại thực tế trên mỗi mét cáp dự định của họ và khớp nó với loại thử nghiệm thích hợp chứ không chỉ đơn giản chỉ định "chất chống cháy" làm yêu cầu chung.

Ngoài khả năng lan truyền ngọn lửa, các biến thể LSZH (Low Smoke Zero Halogen) và LSHF (Low Smoke Halogen Free) giới thiệu các kích thước hiệu suất bổ sung ngày càng được yêu cầu trong các cơ sở khép kín. Cáp chống cháy cách điện PVC tiêu chuẩn giải phóng khí hydro clorua và khói đen dày đặc khi cháy - HCl ăn mòn thiết bị điện tử và gây độc cho nhân viên, đồng thời khói dày đặc cản trở việc sơ tán. Công thức LSZH loại bỏ các chất chống cháy gốc halogen để ưu tiên các hệ thống dựa trên khoáng chất (thường là nhôm trihydrat hoặc magie hydroxit), giải phóng hơi nước thay vì khí axit khi đốt cháy. Zhishang Cable sản xuất cả hai biến thể LSZH dựa trên PVC và cáp điều khiển chống cháy s, với việc lựa chọn vật liệu phù hợp với các yêu cầu quy định và môi trường cụ thể của từng dự án.

Phụ gia chống cháy ảnh hưởng như thế nào đến tính chất cáp điện và cơ khí

Việc đạt được khả năng chống cháy trong các hợp chất cách điện và vỏ bọc cáp không phải là trung tính về mặt hóa học — các chất phụ gia ngăn chặn quá trình đốt cháy tương tác với nền polyme theo những cách ảnh hưởng đến đặc tính điện môi, tính linh hoạt và hành vi lão hóa lâu dài. Sự cân bằng này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng cáp điều khiển, trong đó điện trở cách điện, điện dung giữa các dây dẫn và tính toàn vẹn của tín hiệu trên cấu hình đa lõi là những yêu cầu chức năng không thể bị tổn hại khi chỉ theo đuổi hiệu suất chữa cháy.

Trong các hợp chất chống cháy halogen hóa (dựa trên PVC), antimon trioxide thường được sử dụng làm chất tổng hợp chống cháy cùng với clo đã có trong PVC. Mặc dù có hiệu quả trong việc ngăn chặn sự đánh lửa, lượng trioxit antimon cao làm tăng độ thấm cách điện và giảm điện trở suất thể tích, điều này có thể làm tăng khả năng ghép điện dung giữa các dây dẫn liền kề trong cáp điều khiển nhiều lõi. Đối với các mạch điều khiển mang tín hiệu tương tự mức thấp hoặc truyền thông nối tiếp tốc độ cao, điện dung tăng cao trên một đơn vị chiều dài này sẽ làm tăng độ suy giảm tín hiệu và hạn chế chiều dài cáp có thể sử dụng. Việc chỉ định độ dày thành cách nhiệt và công thức hợp chất có lưu ý đến tần số tín hiệu thực tế - không chỉ loại ngọn lửa - là cần thiết để tránh kết quả này.

Các hợp chất LSZH dựa trên hệ thống chất độn khoáng có nhiều điểm khác biệt. Nhôm trihydrat (ATH) phải được nạp ở nồng độ rất cao (thường là 50–65% trọng lượng của hợp chất polyme) để đạt được khả năng chống cháy đáng kể thông qua quá trình phân hủy thu nhiệt của nó. Ở các mức tải này, hợp chất trở nên cứng hơn và giòn hơn so với các polyme không được độn, làm giảm tính linh hoạt và hiệu suất ở nhiệt độ lạnh. Các nhà sản xuất giải quyết vấn đề này thông qua các polyme gốc đàn hồi (EVA, EBA hoặc TPE) và các hạt độn được xử lý bề mặt để cải thiện độ phân tán và giảm độ cứng. Kết quả là một hợp chất có thể đạt được cả hiệu suất ngọn lửa IEC 60332-3 và tuân thủ uốn nguội IEC 60811 — nhưng chỉ khi công thức được thiết kế riêng cho loại cân này thay vì được lắp ráp từ các thành phần hàng hóa. Công ty TNHH Công nghệ Cáp An Huy Zhishang xác nhận hiệu suất của hỗn hợp thông qua cả thử nghiệm ngọn lửa và cơ học thay vì chỉ dựa vào chứng nhận của nhà cung cấp vật liệu, đảm bảo rằng cáp thành phẩm đáp ứng đồng thời tất cả các thông số được chỉ định.

Cấu hình che chắn trong cáp điều khiển chống cháy và ý nghĩa về hiệu suất EMI của chúng

Cáp điều khiển trong môi trường công nghiệp hoạt động cùng với các bộ truyền động có tần số thay đổi, thiết bị chuyển mạch dòng điện cao và cáp nguồn — tất cả đều tạo ra nhiễu điện từ có thể làm hỏng các tín hiệu điều khiển mức thấp nếu lớp che chắn không đủ. Trong cáp điều khiển chống cháy, tấm chắn phải được thiết kế không chỉ để đảm bảo hiệu suất điện mà còn để tương thích với kết cấu chống cháy xung quanh nó: dây thoát nước có tấm chắn, băng dính và bất kỳ thành phần kim loại nào đều tương tác với đặc tính cháy của cáp tổng thể và không được tạo ra cầu nối nhiệt hoặc các điểm đánh lửa cục bộ làm suy yếu hiệu suất ngọn lửa định mức của cáp.

Hai cấu trúc che chắn nổi bật trong cáp điều khiển chống cháy là các lá chắn tổng thể bằng nhôm-polyester (Al/PET) có dây thoát nước và các lá chắn bện bằng đồng đóng hộp tổng thể hoặc riêng lẻ. Tấm chắn bằng giấy bạc cung cấp phạm vi phủ sóng quang học gần 100% và có hiệu quả chống nhiễu tần số cao ghép điện dung, nhưng độ cứng cơ học của chúng khiến chúng dễ bị rách ở khớp chồng lên nhau của tấm chắn trong quá trình uốn cong hoặc kéo lắp đặt lặp đi lặp lại. Tấm chắn bện có độ bao phủ quang học thấp hơn (thường là 85–95%) nhưng mang lại độ bền cơ học vượt trội hơn nhiều và điện trở của tấm chắn thấp hơn, giúp cải thiện hiệu suất chống lại nhiễu tần số thấp kết hợp cảm ứng. Đối với cáp được lắp đặt theo tuyến cố định trong phòng thiết bị đóng cắt hoặc tủ DCS, kết cấu lá kim loại cộng với ống thoát nước nói chung là phù hợp; đối với cáp đi qua ống dẫn hoặc bị dịch chuyển trong quá trình bảo trì, tốt nhất nên sử dụng tấm chắn bện.

Cáp điều khiển nhiều lõi dùng để truyền tín hiệu analog (vòng 4–20 mA, mạch cặp nhiệt điện, kết nối RTD) thường yêu cầu lớp chắn từng cặp riêng lẻ bên cạnh tấm chắn tổng thể. Các tấm chắn cặp riêng lẻ ngăn nhiễu xuyên âm giữa các mạch giữa các cặp tín hiệu trong cùng một cáp — một mối lo ngại đáng kể khi tín hiệu mức cao (chẳng hạn như I/O kỹ thuật số 24V) và tín hiệu tương tự mức thấp (đầu ra cặp nhiệt điện dải millivolt) dùng chung một cáp. Dây thoát nước cho mỗi tấm chắn riêng lẻ phải được nối đất chỉ ở một đầu để ngăn chặn các vòng dòng điện của tấm chắn, điều này sẽ gây ra tiếng ồn tần số thấp mà tấm chắn vốn định chặn. Nguyên tắc nối đất này cũng quan trọng như chính vật liệu che chắn và phải được quy định rõ ràng trong tài liệu lắp đặt và đấu nối cáp.

Cấu hình che chắn chung và các ứng dụng điển hình

• Tổng thể dây thoát nước lá Al/PET: Bảo vệ EMI tần số cao hiệu quả về mặt chi phí; thích hợp cho việc chạy cáp tín hiệu DCS/PLC cố định; dễ bị hư hỏng lá nếu bị uốn cong nhiều lần.
• Tổng thể dây bện bằng đồng đóng hộp: Độ bền cơ học tốt hơn và hiệu quả che chắn tần số thấp; ưu tiên cho việc lắp đặt ống dẫn hoặc môi trường có nguồn nhiễu 50/60 Hz đáng kể.
• Bím tóc tổng thể từng cặp riêng lẻ (lá chắn đôi): Cách ly liên mạch cao nhất; được yêu cầu khi các mức tín hiệu hỗn hợp dùng chung cáp; được sử dụng trong các vòng lặp thiết bị tương tự chính xác.
• Không được che chắn (chỉ được che chắn bằng áo giáp): Thích hợp cho các tín hiệu điều khiển kỹ thuật số có khả năng chống nhiễu vốn có (ví dụ: chuyển mạch DC 24V); không thích hợp cho các mạch đo tương tự.

Chiến lược đếm lõi và nhóm để lắp đặt cáp điều khiển nhiều mạch

Quyết định chạy nhiều cáp số lượng lõi nhỏ hay ít cáp số lượng lõi lớn để lắp đặt điều khiển nhiều mạch sẽ dẫn đến nguy cơ hỏa hoạn, khả năng tiếp cận bảo trì và tính linh hoạt lâu dài vượt xa chi phí mua sắm cáp ban đầu. Các bó cáp nhỏ được bọc riêng lẻ dày đặc trong khay làm tăng tổng khối lượng phi kim loại trên mỗi mét, nâng cao tải đốt hiệu quả ngay cả khi mỗi cáp riêng lẻ có chỉ số chống cháy. Việc hợp nhất các mạch thành ít cáp nhiều lõi hơn giúp giảm tải lấp đầy khay và tải đốt, nhưng tạo ra một điểm lỗi duy nhất khi hư hỏng một cáp có thể ảnh hưởng đồng thời đến nhiều mạch không liên quan.

Một cách tiếp cận thực tế được sử dụng trong các ngành công nghiệp chế biến và các cơ sở sản xuất điện là nhóm các mạch theo hệ thống chức năng thay vì theo khoảng cách địa lý, với các cáp riêng biệt cho các mạch quan trọng về an toàn (tắt khẩn cấp, phát hiện cháy và khí) và các mạch điều khiển vận hành (vòng điều khiển quy trình, bộ khởi động động cơ, thiết bị đo đạc). Sự phân tách này đảm bảo rằng một lỗi cáp không thể đồng thời vô hiệu hóa cả chức năng điều khiển quy trình và bản sao lưu an toàn của nó. Nó cũng đơn giản hóa việc tìm lỗi và thay thế cáp, vì lỗi ở một nhóm chức năng không đòi hỏi phải làm xáo trộn hệ thống dây điện của nhóm chức năng khác. Nhiều tiêu chuẩn lắp đặt - bao gồm IEC 60364 và các tiêu chuẩn kỹ thuật dành riêng cho cơ sở trong lĩnh vực hóa dầu và năng lượng - quy định rõ ràng loại cách ly mạch này.

Lập kế hoạch lõi dự phòng trong cáp điều khiển đa lõi là một khía cạnh khác thường bị đánh giá thấp ở giai đoạn đặc điểm kỹ thuật. Việc lắp đặt cáp với 10–20% lõi dự phòng tại thời điểm xây dựng ban đầu tốn rất ít so với tổng giá trị dự án, nhưng việc bổ sung các mạch sau khi xây dựng đòi hỏi các dây kéo cáp mới gây gián đoạn, tốn kém và đôi khi không thể thực hiện được về mặt vật lý thông qua các tuyến đường hiện có bị tắc nghẽn. Các lõi dự phòng nên được phân phối trên các nhóm cáp thay vì tập trung vào một cáp duy nhất và vị trí của chúng được ghi lại một cách có hệ thống để có thể xác định và kích hoạt chúng mà không cần phải truy tìm nhiều. Là một phần trong khả năng hỗ trợ ứng dụng của mình, Zhishang Cable làm việc với các nhóm kỹ thuật để tối ưu hóa việc lựa chọn số lượng lõi dựa trên các kịch bản mở rộng hệ thống dự kiến, giúp tránh tình trạng phổ biến khi cơ sở hạ tầng cáp trở thành hạn chế hạn chế đối với việc sửa đổi nhà máy chỉ sau vài năm vận hành.