February 29. 1988
R. Felst
1. DESY has recently issued a document summarizing the requirements concerning the fire resistance of cables. A copy of the document is enclosed. It is written in German. The English translation is Hl-internal. In case of doubts, the German version is relevant. With the exception of the Radiation Resistance specified in topic e), the requirements listed have to be fulfilled by the cables used for the H1-detector. If, because of compelling reasons, this is not possible, please contact me to ask the DESY safety group for an exception from these values.
2. As you probably know an experiment at FNAL caught fire recently, causing considerable damage. First investigations indicate, that the origin of the fire was within some mainframe (HV or dynode supply) which was filled with only a few subunits, which where not individually overcurrent protected, while the mainframe fuse was dimensioned for a completely filled unit. Some sort of short circuit within a subunit was then suffucient to inflame the cables but not to blow off the fuse. In designing the H1-electronics and its supplies, please make sure, that we don't run into similar problems. Protect each subunit against overcurrent or invent other relatively foolproof means.
- encls.
Brandschutztechnische Anforderungen an Leistungskabel und -leitungen sowie an Fernmelde- und Steuerkabel fuer HERA-Experimente
Die Kabel und Leitungen ohne Isolations-Erhalt muessen folgende Forderungen erfuellen:
a) Flammwidrigkeit. Pruefung nach DIN/VDE 0472, Teil 804 Pruefart C (Buendelanordnung, 20 Min. Flammeinwirkung) oder IEC 332.3.
Ausnahmen hiervon koennen nach Detailueberpruefungen nur von der DESY-Sicherheitsgruppe zugelassen werden.
b) Korrosivitaet von Brandgasen. Pruefung nach DIN/VDE 0472, Teil 813. Anforderung gemaess VDE 0266 fuer Leistungskabel und -leitungen und gemaess VDE 0815 fur Fernmelde- und Steuerkabel.
c) Rauchgasdichte. Die Pruefung erfolgt mit dem "cube test" gemaess UITP Standard E 4. Die Absorption am Ende des ON-Zustandes, d h. beim Verloeschen der Flamme, wird festgelegt zu:
A0 = 0,25, wobei A0 = V/(n·l) log(I0/It) ist
V = Volumen der Kammer - 27 m³ -
l = optische Lange - 3 m -
n = Anzahl der Proben
d) Toxizitaet der Rauchgase
Pruefung gemaess den Vorschriften der Firma Airbus - Industrie, Spezifikation ATS 1OOO.OO1, §§ 6 und 7.3. oder wahlweise und nach Ermessen des Anbieters auch Pruefung nach UITP-Standard E 6. Danach ist die Anforderung Toxizitaetsindex < 100.
e) Strahlungsresistenz
Massgebend sind hier die Pruefbedingungen des CERN fuer die Resistenz gegen radioaktive Strahlung. Nach der Einwirkung einer Strahlungsdosis von 5 x 107 rad muss die Bruchdehnung der Isolier- und Mantelmaterialien mindestens 50 % der Ausgangswerte vor der Strahlungseinwirkung betragen
f) Sauerstoffindex:
Fuer den LOI-Wert der Maentel nach ASTM D 2863 wird gefordert:
LOI > 35 %
Fuer alle hier unter a) - f) genannten Typpruefungen muessen im Angebotsstadium neutrale Pruefzeugnisse fuer die Typanerkennung vorliegen, Z.B. vom VDE - Approbation bei VDE-Typen oder Gutachten mit Fertigungsueberwachung (ÜG) - oder von anderen neutralen in- und auslaendischen anerkannten Stellen. Dazu zaehlen wir auch CERN. Eine Wiederholung dieser Typpruefung im Auftragsfall ist nicht erforderlich. Bei bereits an uns erfolgte Lieferungen von Kabeln und/oder Leitungen gleichen Typs und mit gleichem Aufbau und gleichen Materialien gelten die dafuer beigebrachten Pruefzeugnisse auch hier.
Alle anderen Anforderungen an Leistungskabel und -leitungen und Fernmelde- und Steuerkabel muessen den zustaendigen DIN/VDE-Bestimmungen entsprechen, aus denen sich auch alle duchzufuehrenden Pruefungen ergeben.
Die Gleichwertigkeit von auslaendischen Fertigungsvorschriften mit den DIN/VDE-Vorschriften ist vom Anbieter bzw. Lieferanten nachzuweisen.
Die Aussenmaentel von Leistungskabeln und -leitungen und Fernmelde- und Steuerkabeln sind in Abstaenden von etwa 1 m folgendermassen zu kennzeichnen:
- Typ des Kabels, bei Leistungskabeln mit Nennspannung und Nennquerschnitten, bei Fernmelde- und Steuerkabeln mit Paarzahl bzw. Aderzahl x Leiterdurchmesser
- Angaben des Herstellers
- VDE-Zeichen, wenn vorhanden
- Herstellungsjahr
- lfd. Meterzahl
Hoch- und Mittelspannungskabel bzw. -leitungen aller Typen erhalten einen rotgefaerbten Aussenmantel.
Starkstrom- und Fernmeldekabel, deren Funktion im Brandfall erhalten bleiben muss, sind nach DIN/VDE 0266 bzw. DIN/VDE 0815 jeweils in der Klasse FE (Funktionserhalt) anzulegen. Die Isolation bleibt dann mindestens 2O Minuten erhalten. Fuer Kabel dieser Klasse ist dann zusaetzlich als Typpruefung nachzuweisen:
- Isolationserhalt bei Flammeinwirkung gemaess DIN/VDE 0472, Teil 814 ( s. IEC-Report 331)
Vor Bestellung muessen Fernmeldeleitungen bemustert werden, um bei DESY die Vertraeglichkeit mit den standardisierten Steckvorrichtungen sicherzustellen. Die Flexibilitaet dieser Fernmeldeleitungen gegenueber bisher ueblichen darf nicht wesentlich eingeschraenkt werden.
Fuer Koaxial-Kabel gelten diese Regelungen sinngemaess.
Hamburg, 18 Januar 1988
H1-translation
Fire Resistance Requirements for Power-Cables and -Conductors and Communication- and Control-Cables for HERA Experiments.
Cables and conductors whose insulation is not required to survive fire are to meet the following requirements:
a) Nonflammability
Testing according to "DIN/VDE 0472", section 804, testing category C (cable bundle, 20 min, exposure to flame), or "IEC 332.3".
Any exceptions to this rule must be passed by the DESY safety group. This will require extensive testing.
b) Corrosivity of combustion products
Testing according to "DIN/VDE 0472", section 813. Requirement according to "VDE 0266" for power-cables and -conductors and according to "VDE 0815" for communication- and control cables.
c) Smoke Density
The testing is done with the cube test according to "UITP Standard E 4". The absorption at the end of the on-status. i.e, at the flame extinction will be fixed as follows:
A0 = 0.25, with A0 = V/(n·l) log(I0/It)
V = chamber volume -27 m3-
l = optical length -3m-
n = number of probes
d) Toxicity of smoke gases
Testing in accordance with the regulations of Airbus-Industries, specification ATS 1000.001, §§ 6 and 7.3., or alternatively, if preferred by the tenderer, according to UITP-standard E 6. In this case a toxicity index < 100 is required.
e) Radiation Resistance
The CERN testing requirements for resistance to ionizing radiation are to be used. After exposure to a radiation dose of 5·107 rad the breaking elongation of the insulation- and sheathing-materials must amount to at least 50 % of the value before exposure to radiation.
f) Oxygen Index
"LOI > 35%" is required for the LOI-value of the sheaths according to"ASTM D 2863".
At the tendering stage certificates from a neutral party (eg CERN, VDE or other domestic or foreign acknowledged authorities) must be produced to demonstrate that the cable types in question satisfy the requirements a) to f) above. Repetition of these tests of types is not obligatory if an order is then placed. The test certificates for cables and/or conductors of the same type and with the same construction and materials already delivered to us will suffice.
In all other respects power-cables, -conductors. communication- and control-cables must meet the current DIN/VDE-rules, from which all the required tests result.
The tenderer or deliverer has to prove the equivalence of foreign manufacturing requirements with the DIN/VDE-requirements.
The outer sheaths of power-cables and -conductors and communication- and control-cables must be marked in intervals of about 1 m as follows:
. Type of cable, the nominal voltage and cross-section must be marked on power cables, the number of pairs, or cores, and the conductor diameter on communication or control cables.
. Specifications of the manufacturer.
· VDE-mark, if available.
. Year of manufacture.
. Continuous numbering in meters.
The outer coating of high-voltage- and medium-voltage-cables or -conductors must be red in colour.
Power- and communication-cables which must continue to function in case of fire are to be layed according to DIN/VDE 0266 or DIN/VDE 0815, classification FE. The insulation will then survive for at least 20 minutes. Such cables must be shown to pass a further test, namely: maintenance of insulation upon exposure to fire according to DIN/VDE 0472, section S14 (see IEC-report 331)
Before ordering, samples of cables must be tested, to guarantee the compatibility with the standardized connectors at DESY. The flexibility of communication-cables must not be markedly restricted in comparison with those currently in use.
Similar regulations apply for coaxial-cables.
Hamburg, January 18, 1988