Elf Vorteile werden normalerweise für mineralisolierte Kabel aufgeführt, und alle elf sind real. Was die Liste auslässt, ist die Bedingung, die an jeden einzelnen gebunden ist, und die Bedingung ist normalerweise dasselbe Objekt am Ende des Laufs.
Die Konstruktion ist ein Kupferleiter im Inneren von verdichtetem Magnesiumoxid im Inneren eines Kupfermantels. Zwei dieser drei Teile sind bei jeder Temperatur, die ein Gebäude erzeugen kann, inert, und der dritte ist ein Pulver, das seine dielektrische Festigkeit nur behält, solange es trocken und verdichtet ist. Das gibt den elf Behauptungen drei verschiedene Grundlagen, und die Grundlagen versagen auf drei verschiedene Arten.
Diese Seite nimmt die Liste auseinander. Jeder Anspruch wird auf das Teil zurückgeführt, von dem er abhängt, der Standard, der ihn misst, wird genannt, und die eine Zahl, die am häufigsten zitiert wird, wird wieder dorthin zurückgelegt, wo sie hingehört.
Die Ansprüche sind keine elf unabhängigen Eigenschaften. Die meisten von ihnen hängen davon ab, dass der Mantel kontinuierlich und versiegelt bleibt, eine weitere Gruppe hängt davon ab, dass das Magnesiumoxid verdichtet bleibt, und der Rest hängt vom Leiter und von der Anschlussstelle ab. Die Sortierung der Liste auf diese Weise ist nützlich, da sie eine Verkaufsseite in einen Inspektionsplan verwandelt: Der Test, der einen Anspruch verifiziert, ergibt sich aus dem, wovon der Anspruch abhängt.
| Anspruch | Wovon es abhängt | Was es kaputt macht |
|---|---|---|
| Feuerbeständigkeit | Alle drei Teile gleichzeitig, plus die Anschlussstelle | Eine Anschlussstelle, die vor dem Kabel aufgibt |
| Hohe Betriebstemperatur | Die Dichtung der Anschlussstelle, dann das Kupfer | Eine Dichtung, die unter der Leitertemperatur bewertet ist |
| Lange Lebensdauer | Korrosionsbeständigkeit des Mantels und Integrität der Dichtung | Feuchtigkeit, die das Pulver durch ein Ende erreicht |
| Explosionsgeschützt | Verdichtung, plus die Verschraubung | Eine Verschraubung, die die Barriere nicht aufrechterhält |
| Kleiner Außendurchmesser | Verdichtung des Pulvers | Nichts, vorausgesetzt, die Wandstärke wird nicht reduziert |
| Wasserdicht | Ein nahtloser Mantel und versiegelte Enden | Ein unversiegeltes Ende oder ein Mantel, der beim Ziehen beschädigt wurde |
| Hohe mechanische Festigkeit | Mantelzustand und Wandstärke | Ein Mantel, der durch die Installation geglüht wurde |
| Hohe Strombelastbarkeit | Der thermische Pfad durch das Pulver | Eine Herabstufungstabelle für ein Polymerkabel |
| Kurzschlussstrombelastbarkeit | Der Leiter und die Anschlussstelle | Eine Verbindung, die den Fehlerstrom nicht aushält |
| Erdung ohne separaten Leiter | Der Mantel und der Kontakt der Verschraubung | Eine Verschraubung, die den Mantel nicht verbindet |
| Korrosionsbeständigkeit | Der Kupfermantel und der Überzug, falls vorhanden | Ammoniak, Sulfide und einige Säuren |
Lesen Sie die dritte Spalte herunter und ein Muster erscheint. Die meisten dieser Ausfälle sind mechanische oder chemische Ereignisse an einer Grenze, und keiner von ihnen ist ein Versagen des Magnesiumoxids als Material. Das Pulver verschleißt nicht. Was verschleißt, ist die Hülle, die es trocken hält.
Die Zahl von 1.083 °C kursiert weit und ist der Schmelzpunkt von Kupfer. Sie erscheint in Datenblättern neben einem Satz über kurze Zeiträume und ist leicht als Temperatur zu lesen, bei der das Kabel bearbeitet werden kann. Das ist nicht der Fall. Vier verschiedene Zahlen leben auf demselben Datenblatt und beantworten vier verschiedene Fragen.
| Figur | Was es tatsächlich beschreibt | Wo es gilt |
|---|---|---|
| 250 °C | Kontinuierliche Leitertemperatur für die Standardkonstruktion | Normaler Betrieb, mit dafür ausgelegten Anschlussstellen |
| 1.083 °C | Schmelzpunkt des Kupfermantels und des Leiters | Die Materialgrenze, keine Betriebsbedingung |
| 2.852 °C | Schmelzpunkt von Magnesiumoxid | Der Grund, warum die Isolierung bei einem Brand nicht zersetzt wird |
| 950 °C für 3 Stunden | Schaltkreisintegrität unter direkter Flamme, bei angelegter Nennspannung | Die BS 6387 Kategorie C Bedingung |
Der Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Zeile ist der springende Punkt. Ein Kupferleiter bei 1.000 °C wurde in einen weichen Zustand geglüht und hat fast keine mechanische Festigkeit mehr, und jedes Polymerteil in der Anschlussstelle ist längst verschwunden. Die Baugruppe überlebt, weil der Mantel immer noch das Pulver enthält und das Pulver immer noch isoliert, was eine andere Behauptung ist, als bei dieser Temperatur betriebsbereit zu sein.
Deshalb messen die Brandstandards die Zeit, nicht die Temperatur. Die Frage ist, wie lange der Stromkreis hält, und die Antwort ist eine Dauer unter einer angegebenen Bedingung. Ein Kabel, das als fähig beschrieben wird, sich dem Schmelzpunkt von Kupfer zu nähern, wurde durch seine Materialgrenze beschrieben, und der Käufer weiß immer noch nicht, wie lange es hält.
Die Seite zitiert BS 6387, was korrekt und auch unvollständig ist. Der Standard legt drei separate Tests fest, und die höchste Klasse ist die Kombination aller drei.
| Kategorie | Bedingung | Dauer |
|---|---|---|
| C, Feuerbeständigkeit | Direkte Flamme bei 950 °C, angelegte Nennspannung | 3 Stunden |
| W, Feuerbeständigkeit mit Wasser | Flamme bei 650 °C, dann Wassersprühnebel, während die Flamme weiterbrennt | 30 Minuten Flamme, dann 15 Minuten Sprühnebel |
| Z, Feuerbeständigkeit mit mechanischem Stoß | Flamme bei 950 °C, Rückwand wird von einem Stahlstab mit dem Kabeldurchmesser getroffen | 15 Minuten, ein Stoß alle 30 Sekunden |
Drei Details in dieser Tabelle sind mehr wert als die Schlagzeile. Die Tests werden an separaten Proben durchgeführt, sodass ein CWZ-Anspruch drei Ergebnisse und nicht eines ist. Kategorie C legt die Nennspannung durchgehend an, was sie ebenso zu einem elektrischen wie zu einem Feuertest macht. Kategorie Z trifft die Rückwand und nicht das Kabel, was zeigt, wie eine reale Kollision eine Leitung belastet.
Der unvollständige Teil ist, dass BS 6387 nicht mehr von den Verhaltenskodizes für Brandmelde- und Notbeleuchtung im Vereinigten Königreich gefordert wird. Diese Dokumente verweisen nun auf eine andere Familie von Tests, und der Unterschied ist wichtig für jeden, der ein ausländisches Datenblatt spezifiziert.
| Test | Bedingung | Was es bewertet |
|---|---|---|
| BS EN 50200 | 830 °C Flamme mit mechanischem Stoß, kleine Kabel bis 20 mm | PH15 bis PH120, nach Überlebenszeit |
| BS 8434-2 | 930 °C Flamme, für erhöhte Feuerbeständigkeit | Erforderlich neben PH120 für erhöhte Stromkreise |
| BS 8519 Anhang D | 930 °C Propangasflamme für 120 Minuten, durchgehender Stoß, Wassersprühnebel in den letzten 5 Minuten | Kategorie 3 Strom- und Steuerkabel |
Die praktische Konsequenz ist, dass zwei Kabel beide als feuerbeständig bezeichnet und gegen Bedingungen zertifiziert werden können, die Jahrzehnte auseinander liegen. Ein CWZ-Zertifikat ist eine starke Aussage über drei separate Tests an drei separaten Proben. Es ist keine Aussage darüber, dass das Kabel dem aktuellen Code für ein bestimmtes Gebäude entspricht, und eine Spezifikation, die CWZ verlangt, ohne zu fragen, welcher Code gilt, ist einen Schritt zu kurz gegangen.
Das Pulver ist kein Füllstoff. Es wird zu einer Dichte verdichtet, die keine durchgehenden Hohlräume entlang des Kabels hinterlässt, und diese einzelne Tatsache erzeugt den kleinen Durchmesser, die Strombelastbarkeit, die Kurzschlussstrombelastbarkeit und den explosionsgeschützten Anspruch.
Das thermische Argument ist das am häufigsten schlecht dargestellte. Magnesiumoxid leitet Wärme weitaus besser als eine Polymerisolierung, und der Metallmantel verteilt diese Wärme entlang der Leitung, sodass für denselben Leiter die Wärme einen kürzeren Weg nach außen hat. Der Anspruch auf Strombelastbarkeit ergibt sich aus dem thermischen Pfad, nicht aus dem Leiter, weshalb eine Herabstufungstabelle, die für ein Polymerkabel geschrieben wurde, nicht in beide Richtungen auf dieses angewendet werden kann.
Der explosionsgeschützte Anspruch ergibt sich aus derselben Verdichtung, mit einer Ergänzung. Ein Gas, das bei einem Fehler in einem konventionell isolierten Kabel zündet, kann sich entlang der Zwischenräume ausbreiten. In einem verdichteten Kabel gibt es keine Zwischenräume, durch die es sich ausbreiten kann, sodass der Flammenpfad geschlossen ist. Die Ergänzung ist die Verschraubung, da die Barriere nur dort existiert, wo das Kabel intakt ist, und die Verschraubung dort ist, wo das intakte Kabel endet.
Der Kurzschlussanspruch hat die gleiche Form. Der Leiter kann heißer laufen als ein polymerisoliertes Kabel, da nichts im Kabel zersetzt wird, sodass ein gegebener Querschnitt mehr Fehlerenergie aufnimmt, bevor er beschädigt wird. Die Grenze verschiebt sich zur Anschlussstelle, wo die Dichtung der Teil ist, der die Temperatur nicht aushält.
Eine Anschlussstelle für dieses Kabel ist eine kleine Baugruppe mit vier Aufgaben, und jede Aufgabe hat ihren eigenen Ausfallmodus. Die Standards behandeln sie aus diesem Grund als separates Produkt: IEC 60702-1 deckt die Kabel ab, und IEC 60702-2 deckt die Anschlussstellen ab, mit einer Nennspannung von nicht mehr als 750 V für das Paar.
| Teil der Anschlussstelle | Was es tut | Wie es versagt |
|---|---|---|
| Verschraubung oder Vergussmasse | Presst die Dichtung und verbindet den Mantel mit Erde | Lose Verschraubung, hoher Widerstand des Erdungspfades, keine Barriere |
| Dichtung | Hält Feuchtigkeit vom Magnesiumoxid fern | Reißt bei thermischer Zyklisierung, Pulver nimmt Wasser auf |
| Isolierender Verguss oder Hülse | Hält den Leiterabstand am Ende | Karbonisiert, kriecht über die Oberfläche |
| Stiefel oder Schutzhülle | Mechanischer Schutz und Zugentlastung | Fehlt, sodass die Dichtung die Last des Kabels trägt |
Die Dichtung verdient die Betonung, weil das Pulver hygroskopisch ist. Magnesiumoxid, das Wasser aufgenommen hat, leitet, und ein Kabel, das vor Ort einen niedrigen Isolationswiderstand aufweist, ist normalerweise ein Kabel, dessen Enden der Luft ausgesetzt waren. Der Wert erholt sich üblicherweise, nachdem die Anschlussstellen angebracht und die Baugruppe getrocknet wurde, weshalb ein Isolationswiderstandstest an einer Schnittlänge sehr wenig beweist und ein Test an der angeschlossenen Leitung viel beweist.
Dies ist auch die Antwort auf den Anspruch auf lange Lebensdauer. Nichts im Kabel altert so wie ein Polymer. Was über Jahrzehnte passiert, ist, dass die Dichtung an jedem Ende der thermischen Zyklisierung standhalten muss, und eine Dichtung, die undicht ist, lässt Feuchtigkeit in ein Pulver eindringen, das sie nicht herauslässt.
Der Anspruch auf Erdungskontinuität ist korrekt und hängt von der Verschraubung ab. Der Kupfermantel ist ein Leiter, und wo die Installation den Mantel als Schutzleiter verwendet, ist die Verschraubung die Verbindung. Eine nicht angezogene Verschraubung oder ein während des Ziehens beschädigter Mantel lässt den Anspruch auf dem Papier intakt und im Gebäude abwesend. In einem geerdeten Mantelrückführsystem trägt der Mantel auch den Neutralstrom, und diese Anordnung lebt oder stirbt an derselben Verbindung.
Der Anspruch auf Korrosionsbeständigkeit ist für Kupfer in den meisten Umgebungen korrekt und erfordert die angegebene Ausnahme. Kupfer wird von Ammoniak und Ammoniumverbindungen, von Sulfiden und von einigen Säuren angegriffen und verfärbt sich in Industrieatmosphären. Wo diese vorhanden sind, wird das Kabel mit einem Kunststoffüberzug geliefert, und der Überzug ist ein separater Kauf mit eigener Temperaturgrenze, die dann die niedrigste Decke in der Baugruppe darstellt.
Fünf Punkte auf einem Angebot entscheiden darüber, ob die elf Ansprüche bei Lieferung bestehen. Keiner von ihnen ist teuer zu verlangen, und jeder entspricht einer Zeile in den obigen Tabellen.
| Was zu verlangen ist | Was es regelt |
|---|---|
| Der Standard und seine Ausgabe für das Kabel | Welcher Feuertest gilt und ob die Ausgabe aktuell ist |
| Der Anschlussstandard und die Anschlussbewertung | Ob die Dichtung für die Leitertemperatur ausgelegt ist |
| Die kontinuierliche Temperatur und die Feuerüberlebenszeit, separat angegeben | Welche der vier Zahlen auf dem Datenblatt die Arbeitsgrenze ist |
| Das Überzugsmaterial, falls vorhanden | Ob die äußere Schicht die Temperaturgrenze senkt |
| Ein Ergebnis des Isolationswiderstands nach der Anschlussmontage | Ob das Pulver trocken war, als die Baugruppe geschlossen wurde |
Die Liste der elf Vorteile ist eine faire Beschreibung des Produkts. Sie wird zu einer Spezifikation, wenn jeder Vorteil mit dem Test gepaart wird, der ihn demonstriert, und die meisten dieser Tests werden an der Baugruppe und nicht an der Trommel durchgeführt.
DLX liefert den Legierungsmantel und die Leitermaterialien, die sich im Inneren dieser Konstruktion befinden, gezogen in Changzhou, Jiangsu, zusammen mit denselben Nickellegierungen in Stangen-, Draht-, Band- und Rohrform, wo das Kabel zu einem Thermoelement oder einer Hochtemperatur-Anschlussstelle übergeht. Kupferummanteltes Kabel ist der Standardfall. Wo der Mantel einer schwefelhaltigen oder oxidierenden Atmosphäre bei Temperatur standhalten muss, ändert sich die Mantellegierung und das Kabel wird zu einem anderen Produkt.
Zwei Fragen schließen die meisten dieser Anfragen ab. Die erste ist die Atmosphäre, die der Mantel sehen wird, denn das entscheidet, ob Kupfer die richtige Hülle ist. Die zweite ist die Anschlussstelle, denn das entscheidet, welche der elf Ansprüche nach der Installation noch wahr sein werden.
Es kann ein Feuer bei Temperaturen in dieser Region für eine gemessene Zeit überstehen und kann nicht bei dieser Temperatur bearbeitet werden. Die Dauerleistung der Standardkonstruktion beträgt 250 °C. Bei 1.000 °C ist das Kupfer in einen weichen Zustand geglüht und jedes Polymerteil der Anschlussstelle ist weg. Die Feuernormen bewerten daher die Überlebenszeit unter einer angegebenen Bedingung, nicht eine Arbeitstemperatur.
Weil Magnesiumoxid hygroskopisch ist. Pulver, das an einem Schnittende freigelegt ist, nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf, und feuchtes Pulver leitet. Der Wert erholt sich normalerweise, sobald die Anschlussstellen angebracht und die Enden versiegelt und getrocknet sind. Ein Test an einer Schnittlänge sagt wenig über die installierte Leitung aus.
Es ist eine starke Aussage über drei separate Tests an separaten Proben, und die Verhaltenskodizes für Brandmelde- und Notbeleuchtung im Vereinigten Königreich fordern sie nicht mehr. Diese Dokumente verweisen auf BS EN 50200 mit seinen PH-Klassen, auf BS 8434-2 für erhöhte Stromkreise und auf BS 8519 Anhang D für Kategorie 3 Kabel. Fragen Sie, welcher Code das Gebäude regelt, bevor Sie eine Klasse verlangen.
Das kann er, und die Verbindung ist die Verschraubung. Wo der Mantel als Schutzleiter verwendet wird, verläuft der Erdungspfad über die Verschraubung zum Gehäuse, sodass die Verschraubung als Teil der Elektroinstallation spezifiziert und angezogen werden muss und nicht als mechanisches Bauteil behandelt werden darf. In einem geerdeten Mantelrückführsystem trägt der Mantel auch den Neutralstrom.
Weil der Wärmepfad kürzer ist. Magnesiumoxid leitet Wärme besser als eine Polymerisolierung, und der Metallmantel verteilt sie entlang der Leitung. Der Gewinn gehört dem thermischen Pfad, nicht dem Leiter, sodass eine Herabstufungstabelle, die für ein Polymerkabel geschrieben wurde, in keiner Richtung übertragen werden kann.
Die Enden. Nichts im Kabel altert so wie ein Polymer, und die Dichtung an jeder Anschlussstelle muss jahrzehntelang der thermischen Zyklisierung standhalten. Eine undichte Dichtung lässt Feuchtigkeit in ein Pulver eindringen, das sie festhält, und der Ausfall erscheint dann als sinkender Isolationswiderstand und nicht als mechanischer Bruch.
Die elf Vorteile sind korrekt und beruhen auf drei Grundlagen. Der Mantel bestimmt die Feuerbeständigkeit, den Wasserausschluss, die Korrosionsbeständigkeit, die Erdungskontinuität, die mechanische Festigkeit und die explosionsgeschützte Barriere. Die Verdichtung des Pulvers bestimmt den Durchmesser, die Strombelastbarkeit und die Kurzschlussstrombelastbarkeit. Die Anschlussstelle bestimmt, ob davon etwas die Installation übersteht.
Die Zahl, die die meiste Sorgfalt erfordert, ist 1.083 °C. Sie ist der Schmelzpunkt von Kupfer, sie beschreibt, was die Materialien im Brandfall aushalten können, und sie sagt nichts über eine Arbeitstemperatur aus, die für die Standardkonstruktion 250 °C beträgt. Ein Käufer, der die erste Zahl als die zweite liest, hat ein Kabel für eine Anwendung gekauft, für die es nie ausgelegt war, und das Datenblatt wird den Fehler nicht korrigieren.
BS 6387, Spezifikation für Leistungsanforderungen an Kabel, die die Integrität von Stromkreisen unter Brandbedingungen aufrechterhalten müssen, für die Kategorien C, W und Z sowie deren Flammentemperaturen, Dauern und Stoßbedingungen.
BS EN 50200, Prüfverfahren für die Feuerbeständigkeit von ungeschützten kleinen Kabeln für den Einsatz in Notstromkreisen, für die Bedingung von 830 °C und die Klassifizierung PH15 bis PH120.
BS 8434-2, Prüfverfahren zur Bewertung der Feuerintegrität von Elektrokabeln, für die Bedingung von 930 °C, angewendet auf Stromkreise mit erhöhter Feuerbeständigkeit.
BS 8519 Anhang D, für den Kategorie 3 Test bei 930 °C für 120 Minuten mit Stoß und einem abschließenden Wassersprühnebel.
IEC 60702-1, Mineralisolierte Kabel und ihre Anschlussstellen mit einer Nennspannung von nicht mehr als 750 V, Teil 1, für die Kabelbewertung.
IEC 60702-2, dieselbe Reihe, Teil 2, für Anschlussstellen als separat spezifiziertes Produkt.
GB/T 34926, der chinesische Standard für mineralisolierte Kabel mit einer Nennspannung von 750 V und darunter, als paralleles Dokument, das in der nationalen Spezifikation verwendet wird.
Veröffentlichte physikalische Konstanten von Kupfer und Magnesiumoxid, für die Schmelzpunkte von 1.083 °C und 2.852 °C und Datenblattwerte für die Dauerleistung von 250 °C der Standardkonstruktion.
Die hier zitierten Zahlen sind die veröffentlichten Werte der genannten Dokumente und Materialien und keine Bescheinigung für eine gelieferte Charge. Feuerteststandards werden überarbeitet, und die in der Projekt spezifikation genannte Ausgabe und der Verhaltenskodex sind maßgebend. Die Zahl 250 °C beschreibt die Standardkonstruktion mit dafür ausgelegten Anschlussstellen, und eine andere Anschlussstelle oder ein Überzug kann diese senken. Der Isolationswiderstand hängt vom Zustand des Pulvers zum Zeitpunkt der Prüfung ab und ist keine Materialkonstante. Wenn ein Leistungsanspruch für ein Kabel erhoben wird, gilt er für das Kabel und die Anschlussstelle als geprüfte Baugruppe. Produktspezifikationen werden überarbeitet, und die auf der Bestellung genannte Ausgabe ist maßgebend. Nichts hier ist ein Ersatz für eine technische Freigabe oder für die zwischen Käufer und Lieferant vereinbarte Prüfung.