Кабели оптические LSZH

Кабели оптические LSZH: конструкция, стандарты и применение

Оптические кабели с оболочкой и изоляцией из материала с пониженным дымовыделением и безгалогенным составом (Low Smoke Zero Halogen, LSZH) представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для обеспечения безопасности людей и чувствительного электронного оборудования в случае пожара. Их ключевое отличие от традиционных кабелей с оболочкой из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена (ПЭ) заключается в химическом составе полимерных композиций, которые при горении и термическом разложении выделяют минимальное количество дыма и не содержат галогенов (хлора, фтора, брома, йода).

Химический состав и принцип действия материалов LSZH

Основой материалов LSZH являются полиолефины, чаще всего полиэтилен (ПЭ) или этиленвинилацетат (EVA). Для придания необходимых механических, термостойких и противопожарных свойств в базовый полимер вводятся большие объемы минеральных наполнителей, главным образом, гидроксида алюминия (Al(OH)₃) или гидроксида магния (Mg(OH)₂). Механизм их действия является эндотермическим. При нагреве до температур примерно 180-200°C (для Al(OH)₃) и 300-340°C (для Mg(OH)₂) эти соединения разлагаются с поглощением значительного количества тепловой энергии и выделением водяного пара, что охлаждает зону горения. Одновременно образуется тугоплавкий оксидный остаток (Al₂O₃ или MgO), который создает защитный барьер на поверхности материала, замедляя дальнейшее пиролитическое разложение и выделение летучих горючих веществ. Отсутствие в рецептуре галогенсодержащих соединений исключает образование высокотоксичных и коррозионно-активных газов (хлороводорода, фтороводорода и др.).

Конструкции оптических кабелей LSZH

Конструктивное исполнение оптических кабелей LSZH охватывает все основные типы, применяемые в телекоммуникациях и на объектах энергетики. Материал LSZH используется для изготовления наружной оболочки, а в ряде случаев — и для缓冲ных труб (буферных трубок), изоляции силовых элементов и внутренних разделительных элементов.

• Кабели для внутренней прокладки (Indoor): Могут иметь плотный (tight) или свободный (loose tube) буфер. Оболочка выполняется из LSZH-компаунда. Часто имеют упрочняющие элементы из арамидных нитей. Применяются для горизонтальной и вертикальной разводки в зданиях.
• Кабели универсальные (Indoor/Outdoor): Имеют конструкцию, стойкую к внешним воздействиям. Центральный силовой элемент (ЦСЭ) из стеклопластика или металла, модули со свободным буфером, заполненные гидрофобным гелем, и обязательная наружная оболочка из LSZH. Позволяют осуществлять переход с внешней трассы внутрь здания без сращивания.
• Кабели для прокладки в пленум-пространствах (Plenum): Специальный подкласс для прокладки в воздуховодах, фальшполах и подвесных потолках, служащих для циркуляции воздуха. Требуют использования материалов с максимально низким коэффициентом дымовыделения и распространения пламени. Часто имеют оболочку из модифицированного полиолефина (например, FEP) или специального LSZH-состава с улучшенными огнестойкими характеристиками.
• Бронированные кабели LSZH: Могут включать броню из гофрированной стальной ленты (CSL) или стальной проволоки, поверх которой всегда накладывается внутренняя оболочка из LSZH, а затем — наружная, также из LSZH. Это обеспечивает защиту от коррозии и сохранение низкой дымности и безгалогенных свойств.

Ключевые стандарты и нормативные требования

Кабели LSZH должны соответствовать комплексу международных и национальных стандартов, регламентирующих пожарную безопасность, электрические и механические параметры.

Таблица 1. Основные стандарты для оптических кабелей LSZH

Область стандартизации	Стандарт	Ключевые параметры и требования
Пожарная безопасность (Общие)	МЭК 60332-1-2	Испытание на нераспространение горения для одиночного вертикально расположенного кабеля.
Пожарная безопасность (Пучковая прокладка)	МЭК 60332-3-24 (Категория C)	Испытание на нераспространение горения для пучков кабелей. Категория C — базовый уровень.
Коррозионная активность газов	МЭК 60754-1, -2	Определение количества и кислотности галогеноводородных газов (Часть 1) и кислотности по pH и проводимости (Часть 2). Для LSZH: отсутствие галогенов, pH > 4.3, проводимость < 10 мкС/мм.
Дымовыделение	МЭК 61034-1, -2	Измерение плотности дыма в заданном объеме. Минимальная светопроницаемость (для строгих требований — >80%).
Токсичность	EN 50305 (NES 713)	Определение индекса токсичности (IT) продуктов горения. Для LSZH IT обычно значительно ниже, чем для ПВХ.
Конструкция и эксплуатация	МЭК 60794 (серия)	Общие технические условия на оптические кабели, включая методы механических и климатических испытаний.

Области применения и обязательность использования

Применение кабелей LSZH является не рекомендацией, а строгим требованием нормативных документов в следующих областях:

• Объекты транспортной инфраструктуры: Метрополитен, железнодорожные тоннели, аэропорты, вокзалы. Снижение дымовыделения критически важно для эвакуации и работы пожарных.
• Многоэтажные здания и небоскребы: Вертикальные стояки, коллекторы, эвакуационные пути. Предотвращение распространения огня и задымления по кабельным трассам.
• Объекты энергетики: АЭС, ГЭС, ТЭЦ, распределительные и трансформаторные подстанции, в том числе закрытые (ЗРУ, КРУ). Защита дорогостоящего и критически важного оборудования от коррозии, вызванной продуктами горения кабелей.
• Центры обработки данных (ЦОД) и телекоммуникационные узлы: Защита серверного и коммутационного оборудования от коррозионного воздействия. Сохранение видимости в случае возгорания для персонала.
• Общественные и коммерческие здания с массовым пребыванием людей: Торговые центры, больницы, стадионы, музеи.
• Морские и offshore-объекты: Платформы, суда. В условиях замкнутого пространства токсичность и дымовыделение представляют смертельную опасность.

Сравнительный анализ: LSZH vs. ПВХ vs. ПЭ

Таблица 2. Сравнительные характеристики материалов оболочки кабеля

Параметр	ПВХ (PVC)	Полиэтилен (PE)	LSZH
Механическая прочность	Хорошая, гибкий	Очень хорошая, жесткий	Удовлетворительная/Хорошая (зависит от наполнителя)
Стойкость к УФ-излучению	Средняя (требует стабилизаторов)	Высокая (черный вуглерод)	Средняя/Высокая (зависит от рецептуры)
Гибкость при низких температурах	Низкая (дубеет)	Очень низкая	Средняя (хуже, чем у ПВХ)
Поведение при пожаре: Распространение пламени	Замедляет (благодаря хлору)	Хорошо горит	Замедляет (благодаря наполнителям)
Поведение при пожаре: Дымовыделение	Очень высокое, плотный черный дым	Низкое	Очень низкое, прозрачный дым
Поведение при пожаре: Токсичность/Коррозия	Очень высокая (HCl, диоксины)	Низкая (CO2, CO, сажа)	Низкая (H2O, CO2, оксиды металлов)
Экологичность производства и утилизации	Низкая (хлор, пластификаторы)	Высокая	Высокая
Стоимость	Низкая	Низкая	Высокая (на 20-50% выше ПВХ)

Особенности монтажа и эксплуатации

При работе с оптическими кабелями LSZH необходимо учитывать ряд специфических особенностей, обусловленных свойствами материала оболочки:

• Повышенная жесткость: Из-за высокого содержания минеральных наполнителей кабели LSZH, как правило, менее гибкие, чем аналогичные кабели в оболочке из ПВХ. Минимальный радиус изгиба при монтаже может быть несколько больше, что требует внимания при проектировании трасс.
• Абразивность: Наполнители могут вызывать повышенный износ режущего инструмента (стрипперов, ножей). Рекомендуется использовать инструмент с твердосплавными лезвиями.
• Температурный режим: Рабочий температурный диапазон обычно составляет от -20°C до +70°C, что уже, чем у некоторых типов ПЭ (-60°C). При низких температурах требуется осторожность при размотке и прокладке.
• Маркировка: Кабели LSZH должны иметь четкую маркировку на оболочке, например: «LSZH», «LSOH», «HF-free», «IEC 60754-2», «Low Smoke Zero Halogen».
• Совместимость с аксессуарами: Кабельные каналы, лотки, крепежные хомуты должны быть рассчитаны на возможную повышенную жесткость кабеля и не должны поддерживать горение.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между «негорючим» кабелем и кабелем LSZH?

Это разные понятия. Кабель LSZH горит, но при горении выделяет мало дыма и не выделяет галогенов. Его основная функция — обеспечение безопасности при пожаре. «Негорючий» кабель (огнестойкий, с маркировкой FR, Fire Resistant) предназначен для сохранения работоспособности в течение заданного времени (например, 30, 60, 180 минут) в условиях прямого воздействия пламени, что критически важно для систем аварийного оповещения, эвакуации и пожаротушения. Кабель может одновременно обладать свойствами LSZH и огнестойкости (например, маркировка FR-LSZH).

Можно ли прокладывать кабель LSZH на улице?

Да, но только если он имеет соответствующую конструкцию и маркировку (Outdoor или Indoor/Outdoor). Стандартный материал LSZH для внутренней прокладки нестабилен под длительным воздействием ультрафиолета и атмосферных осадков. Уличные кабели LSZH имеют в составе УФ-стабилизаторы и, как правило, защитную оболочку из черного полиэтилена поверх LSZH-слоя или специальные устойчивые к УФ композиции.

Почему кабель LSZH дороже ПВХ?

Высокая стоимость обусловлена ценой сырья (специальные полиолефиновые основы, дорогие минеральные наполнители высокой чистоты) и более сложным технологическим процессом экструзии оболочки из-за высокой наполненности состава, что требует специального оборудования и точного контроля параметров.

Как проверить, действительно ли кабель является LSZH?

Визуально или простыми методами — невозможно. Необходимо требовать у поставщика протоколы испытаний от аккредитованной лаборатории, подтверждающие соответствие стандартам МЭК 60754-2 (кислотность/проводимость) и МЭК 61034 (дымовыделение). Косвенным признаком может служить маркировка и наличие сертификатов от признанных органов по сертификации (например, UL, ETL, LPCB, Росстандарт).

Существуют ли ограничения по количеству прокладываемых в пучок кабелей LSZH?

Да, как и для любых других кабелей, при пучковой прокладке необходимо учитывать категорию по нераспространению горения (по МЭК 60332-3). Кабели LSZH, прошедшие испытания по категории A, B или C, имеют регламентированное количество горючей массы на метр длины. Проектирование должно вестись в соответствии с нормами пожарной безопасности, которые определяют допустимое количество кабелей в пучке, этажности креплений и необходимость дополнительных противопожарных барьеров.

Теряет ли кабель LSZH свои свойства со временем?

При правильном хранении и эксплуатации в рамках заявленного температурного диапазона основные свойства (механические, оптические) не деградируют. Однако длительное воздействие прямых солнечных лучей на кабель, не предназначенный для этого, или химически агрессивных сред может привести к старению оболочки. Свойства пожарной безопасности (низкое дымовыделение, безгалогенность) заложены в химический состав материала и также сохраняются на весь срок службы кабеля (обычно не менее 25 лет).

Заключение

Оптические кабели LSZH являются не альтернативой, а обязательным элементом современных безопасных кабельных систем на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности и защите критической инфраструктуры. Их выбор обусловлен не технико-экономическим расчетом в чистом виде, а необходимостью строгого соблюдения нормативных требований и снижения рисков для жизни людей и сохранности оборудования. Понимание химических основ, конструктивных особенностей, областей регламентированного применения и нюансов монтажа позволяет проектировщикам, монтажникам и эксплуатационному персоналу принимать обоснованные решения и обеспечивать надежную и долговечную работу волоконно-оптических линий связи в самых ответственных сегментах энергетики, транспорта и телекоммуникаций.