Verständnis von LSZH-Verbindungen für sicherere Transportkabel

Die Nachfrage nach mehr Sicherheit in öffentlichen und öffentlichen Verkehrsmitteln war noch nie so hoch. Eine entscheidende Komponente dabei ist die Verkabelung, die alles von der Signal- und Kommunikationstechnik bis hin zu Beleuchtungs- und Steuerungssystemen versorgt. Herkömmliche Kabelmaterialien können ein erhebliches Brandrisiko darstellen, da bei der Verbrennung dichter, giftiger Rauch und ätzende Gase entstehen. Hier ist LSZH-Compounds für Transportkabel ins Spiel kommen. LSZH steht für „Low Smoke Zero Halogen“ und ist eine spezielle Materialverbindung, die die Sicherheit im Brandfall drastisch verbessern soll. Dieser Artikel geht eingehend auf die Eigenschaften, Vorteile und kritischen Überlegungen der Verwendung von LSZH-Compounds in der Verkehrsinfrastruktur ein und bietet einen umfassenden Leitfaden für Ingenieure, Planer und Sicherheitsexperten.

Was sind LSZH-Verbindungen und warum sind sie so wichtig?

LSZH-Compounds sind thermoplastische oder duroplastische Materialien, die nur minimalen Rauch und kein Halogen erzeugen, wenn sie starken Wärmequellen oder Flammen ausgesetzt werden. Halogene wie Chlor und Fluor kommen häufig in Standard-Kabelummantelungen (wie PVC) vor und erzeugen beim Verbrennen saure Gase, die sowohl für Menschen als auch für Geräte schädlich sind. In geschlossenen Räumen wie U-Bahn-Tunneln, Flugzeugkabinen oder Eisenbahnwaggons können diese Emissionen verheerende Folgen haben, die Evakuierung behindern und langfristige Schäden an elektronischen Systemen verursachen.

• Geringe Rauchemission: LSZH-Materialien sind so konstruiert, dass sie viel sauberer verbrennen und deutlich weniger undurchsichtigen Rauch erzeugen, was die Sicht für Flucht und Rettung erheblich verbessert.
• Null Halogen: Durch den Verzicht auf Halogene aus ihrer chemischen Zusammensetzung verhindern diese Verbindungen die Freisetzung korrosiver und giftiger saurer Gase.
• Materialzusammensetzung: Sie basieren typischerweise auf Polyolefinharzen (wie Polyethylen oder EVA), gefüllt mit Metallhydroxiden wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, die als Flammschutzmittel wirken, indem sie beim Erhitzen Wasserdampf freisetzen.

Hauptvorteile der Verwendung von LSZH im Transportkabeldesign

Einbinden LSZH-Compounds für Transportkabel bietet einen vielfältigen Vorteil, der über die bloße Einhaltung gesetzlicher Vorschriften hinaus hin zur aktiven Risikominderung reicht. Die Designvorteile sind von wesentlicher Bedeutung für die Schaffung sichererer Transportumgebungen für Passagiere und Ersthelfer.

• Erhöhte Sicherheit für Passagiere und Besatzung: Der Hauptvorteil ist der Schutz von Menschenleben durch verbesserte Sicht und geringere Toxizität während eines Brandereignisses.
• Schutz empfindlicher Geräte: Die Eigenschaft ohne Halogen stellt sicher, dass keine korrosiven Säuren freigesetzt werden, wodurch teure und kritische elektronische Steuerungssysteme, Kommunikationsplatinen und Datenserver vor Säurekorrosion geschützt werden.
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Transportprojekte auf der ganzen Welt werden zunehmend dazu verpflichtet, LSZH-Kabel in geschlossenen öffentlichen Räumen zu verwenden, um strenge internationale Sicherheitsstandards wie EN 45545 (Eisenbahn), NFPA 130 (Verkehrssysteme) und IMO-Anforderungen (Seefahrt) zu erfüllen.
• Langfristige Betriebssicherheit: Durch den Schutz der internen Komponenten und angeschlossenen Geräte tragen LSZH-Kabel zur Langlebigkeit des Gesamtsystems bei und senken die Wartungskosten.

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LSZH vs. herkömmliche PVC-Kabel: Ein detaillierter Vergleich

Bei der Auswahl von Materialien für ein Transportprojekt ist es von größter Bedeutung, die grundlegenden Unterschiede zwischen LSZH und herkömmlichem PVC zu verstehen. Während PVC ein weit verbreitetes und kostengünstiges Material ist, ist seine Leistung in Brandszenarien ein großer Nachteil für sicherheitskritische Anwendungen.

In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Leistungsunterschiede zwischen diesen beiden Kabelmaterialtypen unter Brandbedingungen aufgeführt:

• Nachwirkungen: Bei Bränden von PVC-Kabeln kommt es aufgrund von Säurekorrosion oft zu großflächigen Schäden, die weit über den Brandherd hinausgehen, wohingegen sich LSZH-Vorfälle auf den physischen Schaden beschränken, der allein durch die Hitze verursacht wird.
• Gesamtbetriebskosten: Während die anfängliche Kosten für LSZH-Kabelmaterialien höher ist als bei PVC, können die potenziell vermiedenen Kosten durch Geräteschäden, Haftung und Ausfallzeiten enorm sein.

So wählen Sie die richtige LSZH-Mischung für Bahnanwendungen aus

Auswahl des Passenden LSZH-Material für Eisenbahnkabelspezifikationen ist kein einheitlicher Prozess. Es erfordert eine sorgfältige Bewertung der Anwendung, der Umgebungsbedingungen und spezifischer regulatorischer Rahmenbedingungen. Die europäische Norm EN 45545 ist der Maßstab für Bahnanwendungen und definiert Gefahrenstufen (HL1-HL3) basierend auf der Betriebsumgebung.

• Verstehen Sie die Gefahrenstufe (HL): Bestimmen Sie den erforderlichen HL für Ihre Anwendung. So gelten für U-Bahnen (HL3) im Vergleich zu oberirdischen Regionalzügen (HL1) die strengsten Anforderungen.
• Bewerten Sie mechanische Eigenschaften: Die Mischung muss über eine ausreichende Abriebfestigkeit, Zugfestigkeit und Flexibilität verfügen, um den ständigen Vibrationen und mechanischen Belastungen im Bahnbetrieb standzuhalten.
• Berücksichtigen Sie die Umweltbelastung: Wird das Kabel UV-Strahlung, Ölen, Chemikalien oder extremen Temperaturen ausgesetzt? Wählen Sie eine Compound-Formulierung, die für diese spezifischen Bedingungen stabilisiert ist.
• Zertifizierung überprüfen: Stellen Sie immer sicher, dass die Mischung und das fertige Kabel von einer akkreditierten Stelle gemäß den relevanten Standards (z. B. EN 45545, NFPA 130) getestet und zertifiziert werden.

Leistungsstandards für LSZH in der Automobilverkabelung

Die Annahme von LSZH in der Automobil- und Fahrzeugverkabelung wächst rasant, insbesondere bei Elektrofahrzeugen (EVs) und Bussen. Die Hochspannungsbatterien und umfangreichen Kabelbäume in Elektrofahrzeugen stellen neue Brandschutzherausforderungen dar, für deren Bewältigung LSZH-Materialien gut geeignet sind.

Die Leistung wird anhand verschiedener automobilspezifischer Standards gemessen, die auf Hitzealterung, Flüssigkeitsbeständigkeit und Flammenausbreitung prüfen.

• Flammenausbreitungstests: Standards wie ISO 6722 und SAE J1128 definieren Testmethoden zur Beurteilung der Flammwidrigkeit von Automobilkabeln. LSZH-Verbindungen müssen selbstverlöschende Eigenschaften aufweisen.
• Hitzebeständigkeit: Die Temperaturen unter der Motorhaube können extrem sein. Verbindungen müssen eine hohe thermische Alterungsbeständigkeit aufweisen, um eine langfristige Leistung ohne Rissbildung oder Zersetzung zu gewährleisten.
• Chemische Beständigkeit: Automobilkabel sind Kraftstoffen, Bremsflüssigkeiten und Reinigungsmitteln ausgesetzt. Der LSZH-Mantel muss einer Schwellung oder Zersetzung durch diese Chemikalien standhalten.
• Prüfung der Rauchdichte: Während dies traditionell für den öffentlichen Nahverkehr üblich war, werden nun Rauchdichtetests für geschlossene Personenkraftwagen in Betracht gezogen, um die Sicherheit der Insassen und die Fluchtzeit zu erhöhen.

FAQ

Wofür steht LSZH und warum ist es für den Transport wichtig?

LSZH steht für Low Smoke Zero Halogen. Dies ist für den Transport von entscheidender Bedeutung, da diese Umgebungen häufig geschlossen sind (z. B. Züge, Flugzeuge, Busse), was eine Evakuierung während eines Brandes erschwert. LSZH-Materialien erhöhen die Sicherheit erheblich, indem sie nur minimalen undurchsichtigen Rauch erzeugen, der die Sicht bewahrt, und keine giftigen Gase auf Halogenbasis, was Vergiftungen verhindert und empfindliche elektronische Geräte vor Korrosionsschäden schützt.

Sind LSZH-Kabel teurer als Standardkabel?

Ja, zunächst LSZH-Kabelmaterialien sind teurer als Standard-PVC-Alternativen. Dies ist auf die komplexere Formulierung und den Einsatz teurer flammhemmender Additive wie Metallhydroxide zurückzuführen. Allerdings müssen die Gesamtbetriebskosten berücksichtigt werden. Durch die Investition in LSZH-Kabel können katastrophale Kosten im Zusammenhang mit Korrosion der Ausrüstung, Haftung durch Passagierverletzungen und Betriebsausfallzeiten nach einem Brandereignis vermieden werden, was sie zu einer kostengünstigen Wahl für sicherheitskritische Transportanwendungen macht.

Was ist der Unterschied zwischen LSZH und FR-PVC?

Während sowohl flammhemmendes PVC (FR-PVC) als auch LSZH feuerbeständig sind, unterscheidet sich ihr Verhalten bei der Verbrennung grundlegend. FR-PVC gibt bei der Verbrennung immer noch dichten, schwarzen Rauch und ätzendes Salzsäuregas ab, obwohl es einer Entzündung länger widerstehen kann als Standard-PVC. Aufgrund seiner Konstruktion ist LSZH nicht nur entzündungsbeständig, sondern verbrennt auch sauber und erzeugt dabei nur sehr geringe Mengen an ungiftigem Rauch und keine korrosiven Halogengase. Dies macht LSZH zur besten Wahl für die Sicherheit von Menschen und den Schutz von Vermögenswerten.

Was sind die wichtigsten Standards für LSZH-Kabel im Schienenverkehr?

Der wichtigste Standard für Bahnanwendungen in Europa ist EN 45545 – Bahnanwendungen – Brandschutz auf Schienenfahrzeugen . Diese Norm definiert verschiedene Gefahrenstufen (HL1 bis HL3) basierend auf dem Betrieb und Standort des Fahrzeugs und legt Anforderungen an die Brandreaktion fest, einschließlich Wärmefreisetzung, Flammenausbreitung, Rauchtrübung und Toxizität von Dämpfen. In Nordamerika, NFPA 130 – Standard für ÖPNV- und Personenschienensysteme mit fester Führung ist die vorherrschende Norm für Brandschutz- und Kabelanforderungen für Schienensysteme.

Können LSZH-Verbindungen für Hochspannungs-Ladekabel für Elektrofahrzeuge verwendet werden?

Absolut. Die Verwendung von LSZH für die Hochspannungssicherheit von Elektrofahrzeugen wird dringend empfohlen und entwickelt sich zur Best Practice der Branche. Ladesysteme für Elektrofahrzeuge und die interne Verkabelung von Elektrofahrzeugen unterliegen sehr hohen Spannungen und Strömen, die ein erhebliches Lichtbogen- und Brandrisiko darstellen. Durch die Verwendung von LSZH-Verbindungen für den Kabelmantel und die Isolierung wird sichergestellt, dass im seltenen Fall eines Brandes die Sicherheit von Ersthelfern und Fahrzeuginsassen durch geringe Rauchentwicklung und das Fehlen giftiger Gase Vorrang hat, wodurch eine sicherere Notfallreaktion und Evakuierung unterstützt wird.