Разработаны высокоскоростные кабели связи повышенной огнестойкости для автобусов

Автомат по продаже билетов, дисплей указателя пункта маршрута, камеры видеонаблюдения: поток обмена данных в автобусах чрезмерно нарастает, поэтому всё чаще там используются высокоскоростные Ethernet-кабели. Новый европейский стандарт (EU) предписывает высокие требования по пожаробезопасности для кабелей, которые прокладываются в салонах автобусов. 

Компания LappGroupразработала для немецкого производителя автобусов новые типы кабелей связи в особо огнестойкой оболочке: кабели марки ETHERLINE^®HEAT 6722.

Чем отличается автомобиль или автобус от современного производственного оборудования на заводе? Только если колёсами. Если забыть о предназначении пассажирского транспорта, то современные автомобили являются ярким примером автоматизации на колёсах. Система предупреждения о столкновении или вибрируемое сиденье при выезде с полосы движения являются ярким примером, который сегодня каждый автомобилист знает. 

В автобусах аналогично: они, как правило, имеют дисплей под крышей, который используя навигационные данные, показывает следующую остановку. К современной коммуникации относятся также автоматы по продаже билетов, которые в зависимости от маршрута вычитают с крединой карточки пассажира оплату за проезд, а также камеры видеонаблюдения, которые должны устрашать дебоширов. А в автобусах дальнего следования или туристических пассажиры могут пользоваться интернетом.

Известно из офиса

Выше указанные примеры показывают: поток обмена данных в транспортных средствах продолжает расти. С помощью низкочастотных кабелей связи с таким потоком данных уже не справиться, поэтому производители оснащают свои транспортные средства высокочастотными кабелями связи, всё чаще Ethernet-кабелями. Стандарт Ethernet был разработан в 1973 году фирмой Xerox Research, тогда удалось создать скромную скорость 3 Мегабита в секунду. Этот стандарт в то время был больше спецификацией фирмы Xerox, а сегодня определяет техническое обеспечение (кабели, распределители, сетевые карты), а также протоколы программного обеспечения для передачи пакетов данных. Важно знать, что Ethernet означает не только сетевые кабели с медными жилами, этот стандарт включает сегодня и волоконно-оптические кабели и даже безпроводный Wireless-Ethernet.

Кроме офиса технология Ethernet твёрдо зарекомендовала себя в промышленности, в автоматизации технологических процессов/ производства, где всё больше заменяет классические системы полевой шины, обмен данными между датчиками/ исполнительными механизмами и управлением производства. Преимущества очевидны: программное обеспечение для управления компанией, например, ERP и для управления оборудованием всё больше сливаются вместе, да это и понятно, что менеджеры информационных технологий в фирмах хотят иметь единые стандарты для технического обеспечения и для протоколов программного обеспечения. На заводах технология Ethernet может иметь ряд преимуществ: возможны дистанции более 100 метров, изменяемая сетевая структура, позволяет подключить новые приборы с помощью Plugand Play, кроме того, режим реального времени способен обрабатывать критичные по времени задачи управления, как например, если рабочий нажмёт на красную аварийную кнопку, высокие скорости передачи до 10 Гигабит в секунду.

Химическая стойкость и стойкость к вибрациям

Ethernet-кабели для прокладки в бюро не предназначены для использования в промышленности, поскольку кабели для промышленных областей должны иметь химическую стойкость, маслостойкость, термостойкость, стойкость к переменным циклам изгибов в кабельных цепях. Многие кабельные фирмы разработали кабели и штекерные соединители для IndustrialEthernet, которые также стойкие к вибрациям и электромагнитным помехам. Кабели связи марки ETHERLINE® компании LappGroup отвечают самым высоким требованиям по качеству и предназначены для различных систем Industrial Ethernet, например, для Profinet / EtherCAT. 

Новые требования преподнесла пищевая промышленность, где кабели и штекерные соединители должны быть стойкими к остаткам пищи и бактериям, а также агрессивным моющим средствам. Для этой и других областей промышленности компания LappGroup предлагает различные типы кабелей со специальными техническими характеристиками. Но существуют области применения, которые требуют разработки специальных кабелей, так было и по просьбе известного немецкого производителя автобусов. Причиной является стандарт ECE-R 118.01 и уведомление экономической комиссии (Economic Commission for Europe, ECE), что в конце 2015 года ужесточаются требования по пожарной безопасности кабелей, прокладываемых в автобусах. 

Эти требования относятся к кабелям, которые прокладываются в салоне автобусов, а не в моторном отделении, здесь требования по пожаробезопасности намного выше. Уже до этого компания LappGroup предлагала кабели для салонов автобусов, но в основном это были одножильные провода или низкочастотные кабели связи, а требования нового стандарта заставили разработать новые типы кабелей.

Токсичные газы в случае пожара

Цельновых стандартов/требований защитить пассажиро в случае пожара, 60% людей погибают не от ожогов, а от угарного газа. Зачастую причиной являются кабели, которые не соответствуют требованиям по пожарной безопасности, например, кабели с изоляцией и оболочкой из пвх-пластиката, материалы содержат галогены (фтор, хлор, бром). 

Эти добавки предотвращают быстрое сгорание оболочки кабеля и упрощают тушение пожара на кабеле, если внешняя причина пожара отсутствует, или потушен пожарниками. Поэтому ПВХ-кабели являются первым выбором в моторном отсеке автомобилей. Но эта противопожарная защита является обоюдоострым мечом, поскольку в результате пожара ПВХ-кабели сгорают медленно, но с плотным дымообразованием. Кроме того галогены выделяют токсичные газы, в том числе большое количество хлора. 

При тушении пожара газообразный хлор в контакте с водой образует хлористоводородную кислоту, кроме того образуются кислоты, как например, фтористоводородная кислота, бромистоводородная кислота, а также ядовитый диоксин. Кислоты вызывают ожог дыхательных путей и в худшем случае это может привести к смерти. Таким образом ПВХ-кабели с наличием галогенов в принципе можно использовать в областях с повышенной пожароопасностью, но только там, где нет в непосредственной близости людей.

ПВХ-кабели запрещены для использования в пассажирских салонах

В салонах автобусов, где зачастую осуществляется открытая прокладка кабелей связи для различных целей (автоматы по продаже билетов, камеры видеонаблюдения, дисплей указателя пункта маршрута...), необходимо придерживаться требований стандарта ECE-R 118.01, поэтому о ПВХ-кабелях не может быть и речи.

В промышленности альтернативой к ПВХ-пластикату является полиуретан(PUR). Полиуретан без галогенов и имеетвыликолепныехарактеристики: хорошую химическуюстойкость, маслостойкость, высокую износостойкость. Но полиуретан имеет и недостатки,  поглощает воду и у полиуретана хуже характеристики по огнестойкости, чем у ПВХ-пластиката, поэтому для использования в салонах автобусов полиуретан тоже не годится.

Задача для инженеров LappGroup заключалась в том, чтобы довести огнестойкость смеси полиуретана до уровня ПВХ-пластиката. Разработчикам удалось это сделать с помощью специальных добавок, в которых отсутствуют галогены и которые не представляют риска для здоровья, даже в случае пожара.

После 3-х летней работы, в которую входят также длительные испытания и сертификация кабелей, наши разработчики смогли сообщить о своём успехе. Новые типы кабелей связи полностью соответствуют всем требованиям нового стандарта ECE-R 118.01, кабели не содержат галогенов и других вредных веществ.

Кабели повышенной огнестойкости

Разработанные новые типы кабелей выдерживают пожарные испытания согласно указанному выше стандарту: берётся образец кабеля длиной 60 см, к нижнему концу кабеля (на высоте 10 см) прикладывают пламя, время воздействия пламени 15 секунд,горение образца должно прекратиться в течении 70 секунд.       

После прекращения горения образца должна остаться поверхность без повреждения, расстояние от верхнего края образца до начала обугленной части должно быть не менее 5 см. Это жёсткие испытания кабелей на нераспространение горения, кабели же в оболочке изобычного полиуретана такие испыния не выдержат. 

Обычно в автобусе прокладывается до 140 метров различных кабелей, эта впечатляющая длина относится и к первым автобусам, которые будут оснащены новыми типами кабелей от LappGroupмарки ETHERLINE® HEAT 6722. Этиавтобусы будут поставлены водиниз столичных городов Европы, который недавно заказал более 100 транспортных средств такого типа. Длина прокладываемого в автобусе кабеля будет меняться и может быть гораздо больше, например, в сочленённых автобусах или в туристических автобусах, которые будут оснащены развлекательной системой, где  пассажирам предлагается свободный выбор фильмов. Такое люксовое оснащение заставляет значительно увеличить поток передаваемой информации. 

Однако переход на волоконно-оптические Ethernet-кабели для ещё более высоких скоростей передачи маловероятен из-за небольших длин. В автобусах, которые в настоящее время заказаны, будут монтироваться только кабели связис медными жилами, соответственно компания LappGroupи предлагает кабели связи повышенной огнестокости ETHERLINE® HEAT 6722 с медными жилами. При соответствующем спросе и другие типы кабелей могут иметь такую же полиуретановую оболочку повышенной огнестойкости, так как в будущем в автобусах наряду с Ethernet-кабелями будут использоваться, например, силовые кабели или низкочастотные кабели связи и все они должны соответствовать стандарту ECE-R 118.01, если будут прокладываться в салонах автобусов.

Четыре месяца при температуре 125 градусов

Наряду со стандартом ECE-R 118.01 является стандартDINISO 6722 с классом температуры B до 100°C на и более важным стандартом для кабелей, используемых в автомобильной промышленности. Для этого температурного класса В кабели должны быть стойкими к температурному диапазону от -40°Cдо +100°C.  Термостойкость наших новых типов кабелей марки ETHERLINE^®HEAT 6722 ещё выше, они имеют специальный температурный класс B(105). Этот температурный класс в соответствии со стандартом оговаривает длительную температуру эксплуатации 3000 часов при температуре до +105°C и 240 часов при температуре до +130°C.Этот запас по надёжности очень важен при использовании кабелей в автобусах или автомобилях.

Компания LappGroup предлагает кабели марки ETHERLINE® HEAT 6722 различныхкатегорий: Cat.5e, Cat.6A, Cat.7.

Кабели категории Cat.5e предназначены для передачи данных со скоростью до 1 Гбит/сек., кабели других категорий - до 10 Гбит/сек.

Отличие кабелей Cat.6Aи Cat.7 в частоте передачи.

Преимущество имеют кабели Cat.7 -частота передачи 1000 Мгцпо сравнению с кабелями Cat.6A - 500 МГц, когда речь идёт о потере информации в результате помех и отдельные пакеты данных должны быть переданы повторно.

Новые типы кабелей имеют 4 пары, по каждой из которых передаётся четверть информации, например, по кабелям Cat.6A и Cat.7-2,5 Гбит/сек. по каждой паре. СечениежилAWG24, соответствует геометрическому сечению 0,18-0,20мм², это позволяет передавать питание через Ethernet (PoE+), передача небольшой электрический мощностью до25,5 Ватт для работы небольших устройств, таких как датчики или камерывидеонаблюдения.

Новые типы кабелей повышенной огнестойкости и с такими техническими характеристиками предназначены для прокладки в автобусах, а также для других применений, где должна гарантироваться защита людей. Компания LappGroupуже получила заказы на поставку новых типов кабелей от изготовителей автомобилей, которые хотят использовать эти кабели для испытательных стендов.Вполне возможно использование этих типов кабелей в трамваях, которые в настоящее время не охвачены стандартом. Самые высокие требования предъявляются в поездах, но и для этих целей Lapp Groupбудет в будущем предлагать подходящие решения.

Новые типы кабелей марки ETHERLINE^®HEAT 6722 полностью соответствуют европейскому стандарту ECE-R 118.01

Новые типы кабелей марки ETHERLINE® HEATсоответствуют специальному температурному классу B(105)

Компания LappGroup разработала для использования в автобусах новые типы кабелей повышенной огнестойкости марки ETHERLINE^®HEAT 6722

Пожарные испытания по стандарту ISO 6722

Результаты испытаний – затухание четырёхполюсника: красная линия - это требование стандарта, синяя, зелёная и желтая линии –это характеристики кабелей марки ETHERLINE^®HEAT 6722, которые значительно выше, чем стандартные.