数据中心采购和验收网线时,经常会看到UL和RoHS两个认证标识。两者都出现在线缆的规格书或外皮标识上,容易被放在一起理解,实际上它们评价的是完全不同的两件事。UL侧重线缆在火灾情形下的安全表现,RoHS则关注材料里有没有超出限值的有害物质。搞清楚两者各管什么,布线设计和验收时才不容易漏项,下面按顺序梳理。
一、UL认证与RoHS认证的性质区别
UL是美国保险商实验室制定和执行的安全认证体系,通信线缆对应的标准是UL 444,配合美国国家电气规范NEC,也就是NFPA 70第800条的要求使用。线缆经过阻燃、烟密度等测试之后,才能获得相应的防火等级并印在外皮上。这一套体系的核心,是限制火焰沿线缆蔓延的距离,以及燃烧时产生烟雾的量。
RoHS是欧盟的有害物质限制指令,编号2011/65/EU,限制铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚六类物质,均质材料中的含量上限为0.1%,镉为0.01%。2015年通过的指令(EU)2015/863又增加了DEHP、BBP、DBP和DIBP四种邻苯二甲酸酯,限值同样为0.1%,自2019年7月起适用于绝大多数电子电气设备。它关心的是材料成分,与线缆是否阻燃没有直接关系。中国也有对应的电子电气产品有害物质限制管理办法和GB/T 26572标准,规则思路相近。
二、UL防火等级在数据中心不同空间的对应
NEC把通信线缆按使用场所分成几个主要等级。CMP是阻燃等级最高的一档,适用于回风静压箱等空气处理空间,依据UL 910的施泰纳隧道燃烧试验,要求火焰蔓延距离不超过1.52 m(5英尺),峰值光学烟密度不超过0.5,平均光学烟密度不超过0.15。CMR适用于楼层之间的竖井,依据UL 1666试验,火焰的蔓延高度不超过3.66 m(12英尺)。CM和CMG用于一般的水平布线,CMX则限于住宅或者管道内的有限场合。
放到数据中心里,判断依据是线缆所在的空间性质。机房吊顶上方或者架空地板下方,如果作为空调回风或者送风通道使用,就属于NEC 300.22意义上的环境空气处理空间,需要采用CMP等级的线缆。机柜顶部的走线桥架和机房内的封闭金属线槽,通常不属于回风通道,可以按CMR或CM来选用,但具体还要看当地的消防规范和项目要求。等级越高,线缆的绝缘和护套常常使用氟塑料等材料,成本也相应更高,所以合理划分空间,能让布线方案既满足规范,又不会过度配置。
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三、RoHS限用物质与线缆材料的关系
线缆里的材料相对简单,导体是铜,绝缘层多用聚乙烯或者氟塑料,护套以PVC、LSZH聚烯烃或氟塑料为主。历史上PVC配方里常用铅盐作为热稳定剂,同时也会使用邻苯二甲酸酯类增塑剂来提升柔软度,这两类物质正好落在RoHS的管控范围内。满足RoHS的PVC护套,目前普遍改用钙锌复合稳定剂,增塑剂也换成了限制清单以外的品种。
有一个常见的误解,需要单独说明。RoHS并不禁止卤素,只限制多溴联苯和多溴二苯醚这两类含溴阻燃剂。氟塑料含氟,PVC含氯,它们都可以是RoHS合规的材料。低烟无卤(LSZH)则是另一个维度,依据IEC 60754测定卤酸气体释放量,依据IEC 61034测定烟密度,与RoHS的物质限制没有对应关系。所以一根线缆可以满足RoHS却不是无卤的,也可以是LSZH材料而在具体物质含量上另有要求,两项指标各自独立标注。
四、认证标识、验证方式与文件的区别
UL认证的线缆,外皮上会印有UL的标识、文件编号(以E开头的一串数字)、线缆类型如CMP或CMR、温度等级和线规。这个编号可以在UL的在线认证目录中查询,能够核对制造商、型号和对应的防火等级,验证过程比较直接。此外,线缆外皮还常印有性能类别,例如CAT6A,以及依据ANSI/TIA-568.2-D给出的电气参数,Cat6A的传输带宽为500 MHz,可以支持10GBASE-T在100 m链路长度上运行。
RoHS则没有统一的外皮标识,通常以制造商出具的符合性声明、第三方检测报告的形式提供,报告里列出各项物质含量的检测结果,检测方法一般参照IEC 62321系列标准。数据中心采购时,可以要求供应商同时提供UL文件编号和RoHS检测报告,两类文件各自对应防火安全和材料合规。
五、综合两类要求的布线规划
规划阶段,可以先按空间划分防火等级,再叠加材料合规的要求。吊顶和架空地板中的回风空间,选择CMP,主干竖井选择CMR,机柜内部和列间的短距离连接则按项目要求选用CM或者CMG等级。所有线缆再统一要求RoHS符合性,出口欧洲或者向欧盟客户提供服务的项目,这一项就更加重要。
同时要留意区域性的差异。欧盟市场的建筑产品受《建筑产品法规》CPR约束,线缆按照EN 50575分为Aca、B1ca、B2ca、Cca、Dca、Eca、Fca几个欧洲防火等级,并附有烟密度s1到s3、燃烧滴落物d0到d2、酸度a1到a3的附加分类,与NEC体系并不能一一对应。跨区域项目在设计文件里需要注明所采用的标准体系,避免把两套等级混用。线缆验收时,可以核对外皮标识、标签与批次,抽样检查线径、导体材质和外径,铜导体的纯度要求在规格书中也应有明确说明。
六、快问快答
Q:数据中心吊顶上方的线缆,是否一律要使用CMP等级的网线?
A:不一定,要看这个空间是否属于环境空气处理空间。吊顶上方如果被用作回风静压箱,NEC 300.22要求使用CMP或者放在金属管道里的线缆。如果吊顶只是装饰,回风通过专门的风管输送,那么可以按CMR或者CM等级来选用。近年不少新建的大型数据中心采用封闭冷通道和上走线桥架的设计,线缆主要布放在机柜顶部的金属桥架里,这时更多由当地消防验收的要求决定等级。规划时先与消防和建筑专业确认空间性质,再落实线缆等级,比较稳妥。
Q:LSZH低烟无卤线缆和RoHS认证是一回事吗?
A:不是。RoHS限制的是六类加四种邻苯二甲酸酯共十种物质,其中涉及卤素的只有多溴联苯和多溴二苯醚两类含溴阻燃剂,含氯的PVC和含氟的氟塑料都可以满足RoHS。LSZH指的是燃烧时几乎不释放卤酸气体,烟密度低,对应IEC 60754和IEC 61034两项测试。如今欧洲的数据中心和轨道交通项目对LSZH的需求较多,一根线缆需要同时标明是LSZH,并附有RoHS符合性声明,两项内容各有各的依据,采购时分别核对即可。
Q:大功率PoE供电场景下,UL的LP标识代表什么,数据中心里的网线需要留意吗?
A:这个内容比较冷门。2017版NEC在725.144条里加入了对受限功率线缆的载流量规定,通过了相应测试的线缆会带有LP标识,后面括号里的数字表示每对导体允许通过的电流,常见的有0.3 A、0.6 A和1 A。IEEE 802.3bt的Type 3标准中,每对导体的电流约为600 mA,对应60 W供电,Type 4每对约为960 mA,对应90 W供电,这时线缆束的温升需要格外关注。数据中心里的无线接入点、摄像头、传感器和智能照明等设备,大量使用PoE供电,成束敷设的线缆在高电流下热量集中,选择带LP标识、并且线径足够的线缆,可以让线缆束的温升更加可控。
Q:RoHS里的邻苯二甲酸酯管控是否也覆盖网线,这对线缆的护套材料有什么影响?
A:覆盖。RoHS指令第4条明确提到,投放市场的电子电气设备包含线缆及其维修备件,2019年7月22日之后,DEHP、BBP、DBP和DIBP四种物质在均质材料中的含量都需要不超过0.1%。这几种物质过去常被用作PVC护套的增塑剂,管控之后,配方改用了对苯二甲酸酯类或者柠檬酸酯类等替代品,柔软度和低温性能需要重新调整。护套配方的变化不影响线缆的传输性能,但是会体现在检测报告里,所以采购时索取包含这四种物质的检测报告,比只看六类传统物质的报告更完整。铜合金触点里含铅量不超过4%的情况,依据豁免条款仍然可以使用,这一点在连接器部分的报告里也会有相应的说明。
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