باعتبارها مكونات أساسية لنقل الطاقة واتصالات الإشارات، يؤثر أداء احتراق الأسلاك والكابلات بشكل مباشر على السلامة أثناء حوادث الحريق. تنتشر هذه المنتجات في مختلف المباني ومركبات النقل والمنشآت الصناعية. في حالة نشوب حريق، معدل الاحتراق, انبعاث الدخان، و المنتجات الثانوية السامة تؤثر بشكل كبير على كفاءة الإخلاء والإنقاذ، بل وتُشكل مخاطر تهدد الحياة. لذلك، يُعدّ إجراء اختبارات علمية ومنهجية لأداء الاحتراق على الأسلاك والكابلات أمرًا بالغ الأهمية.
من خلال اختبارات الاشتعال المهنية، يتم تحديد المعايير الرئيسية مثل مقاومة الحريق, سرعة الاحتراق، و إنتاج الدخان يمكن تقييم مدى تعرض الأسلاك والكابلات للهب علميًا. وهذا يسمح باختيار منتجات ذات خصائص فائقة في مقاومة اللهب، وهو أمر بالغ الأهمية لتعزيز معايير السلامة الكهربائية في البناء وضمان السلامة من الحرائق.
لماذا يعد اختبار الحرائق للأسلاك والكابلات أمرًا ضروريًا
✔ منع انتشار الحرائق بسرعة - تعمل الكابلات المقاومة للهب على إبطاء الاحتراق، مما يسمح بوقت أطول للإخلاء.
✔ تقليل الدخان السام - تعمل الكابلات منخفضة الدخان والخالية من الهالوجين (LSZH) على تقليل انبعاثات الغازات الخطرة.
✔ الالتزام بالمتطلبات التنظيمية - إلزامي في البناء والسكك الحديدية والسفن ومراكز البيانات.
✔ تعزيز السلامة العامة - وهو أمر بالغ الأهمية للمستشفيات والمطارات والمباني الشاهقة.
معايير تقييم أداء الكابلات والأسلاك الكهربائية في مواجهة الحرائق في الأنظمة التنظيمية المختلفة
يتم تقييم أداء الكابلات والأسلاك الكهربائية في مقاومة الحرائق وفقًا لمعايير مميزة بموجب لوائح وطنية مختلفة.
النظام الأوروبي (لائحة منتجات البناء - CPR)
في أوروبا، تُلزم لائحة منتجات البناء (CPR) جميع الكابلات الكهربائية المُركّبة في المباني بالخضوع لاختبارات أداء صارمة ضد الحرائق. ويستند هذا التقييم إلى المعيار EN 13501-6، الذي يُصنّف الكابلات وفقًا لتفاعلها مع الحرائق. وتشمل طرق الاختبار ما يلي:
ايزو 1716 - تحديد الحرارة الكلية للاحتراق (القيمة الحرارية)
EN 50399 - معدل انتشار اللهب وإطلاق الحرارة في ظل ظروف الحريق
IEC 60332-1-2 - انتشار اللهب للأسلاك/الكابلات المعزولة العمودية الفردية
IEC 61034-2 - قياس كثافة الدخان في ظل ظروف محددة
IEC 60754-2 - تحديد انبعاث غاز حمض الهالوجين
ويضمن هذا النهج الشامل أن الكابلات المستخدمة في البناء الأوروبي تلبي متطلبات السلامة الصارمة فيما يتعلق بانتشار اللهب وإنتاج الدخان والسمية.
نظام الولايات المتحدة (مختبرات التأمين - معايير UL وNFPA)
في الولايات المتحدة، يجب أن تتوافق الكابلات المقاومة للحريق مع معايير UL (مختبرات التأمين) وNFPA (الجمعية الوطنية للحماية من الحرائق). تُعلّم الكابلات التي تجتاز الاختبارات المطلوبة بعلامة UL، وتصنيف مقاومة الحريق، ورقم الموافقة. تشمل طرق الاختبار الرئيسية ما يلي:
UL 910 / NFPA 262 - اختبار اللهب والدخان لكابلات المجمع (مساحات معالجة الهواء)
UL 1666 - اختبار انتشار اللهب لكابلات الرفع (تطبيقات العمود الرأسي)
UL 1581 - اختبار قابلية الاشتعال العامة للأسلاك والكابلات
UL 1685 - اختبار انتشار الحريق وإطلاق الدخان باستخدام صينية عمودية
وتضمن هذه المعايير أن الكابلات المستخدمة في التطبيقات المختلفة في الولايات المتحدة (على سبيل المثال، المجمع، والرافعة، والأغراض العامة) تتمتع بمقاومة مناسبة للحريق وانبعاثات منخفضة من الدخان.
يُعدّ اختبار أداء الكابلات والأسلاك الكهربائية في مقاومة الحرائق أمرًا بالغ الأهمية لتقييم قدرتها على مقاومة اللهب، وانبعاث الدخان، وسميتها، وخصائص انتشار اللهب في ظروف الحريق. ورغم اختلاف أنظمة المعايير بين الدول والمناطق، إلا أن أساليب الاختبار الأساسية تشمل بشكل رئيسي الفئات التالية:
1. اختبارات انتشار اللهب:
(1) غرفة اختبار اللهب العمودي المفردة ZL-1028 (IEC 60332-1 / GB/T 18380.1)
المعايير المطبقة: IEC 60332-1، UL 1581 VW-1، GB/T 18380.1
طريقة الاختبار:
يتم تثبيت كابل واحد بشكل عمودي وتعريضه لشعلة قياسية (20/30/45 ثانية).
تم ملاحظة ارتفاع انتشار اللهب ووقت الإطفاء الذاتي.
التطبيق: تقييم مقاومة اللهب لكابل واحد.
(2) جهاز اختبار اللهب العمودي ZL-1048 (IEC 60332-3 / GB/T 18380.3)
المعايير المطبقة: IEC 60332-3، UL 1685، GB/T 18380.3
طريقة الاختبار:
يتم تثبيت كابلات متعددة بشكل عمودي في حزمة وتعريضها للهب عالي الكثافة (20.5 كيلو وات، 40 دقيقة).
يتم قياس ارتفاع انتشار اللهب وطول الاحتراق.
التطبيق: محاكاة سلوك الحرائق في سيناريوهات الكابلات المثبتة بكثافة.
(3) جهاز اختبار اللهب الأفقي ZL-1021 (UL 1581 FT1/FT2/FT4)
المعايير المطبقة: UL 1581 (FT1/FT2/FT4)، IEC 60332-2
طريقة الاختبار:
يتم وضع الكابلات بشكل أفقي وتعريضها للهب (30 ثانية).
تم مراعاة مسافة الاحتراق ووقت الإطفاء الذاتي.
التطبيق: تقييم مقاومة اللهب للكابلات الخالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان (LSZH).
اختبارات كثافة الدخان:
(1) غرفة اختبار كثافة الدخان ZL-1049 (IEC 61034 / GB/T 17651)
المعايير المطبقة: IEC 61034، GB/T 17651، ASTM E662
طريقة الاختبار:
يتم حرق الكابلات في غرفة مغلقة، ويتم قياس نفاذية الضوء.
يتم حساب الكثافة البصرية النوعية (تركيز الدخان).
التطبيق: تقييم تأثير الدخان على الرؤية أثناء الحريق.
(2) جهاز اختبار غرفة الدخان NBS (ASTM E662 / NFPA 258)
المعايير المعمول بها: ASTM E662 (الولايات المتحدة)، NFPA 258
طريقة الاختبار:
يتم حرق العينات تحت ظروف خاضعة للرقابة، ويتم قياس الكثافة البصرية للدخان (قيمة Ds).
التطبيق: يستخدم في السوق الأمريكية لتقييم حجب الدخان.
3. اختبارات السمية:
(1)جهاز اختبار انبعاثات غازات الهالوجين الحمضية ZL-1050 (IEC 60754 / GB/T 17650)
المعايير المطبقة: IEC 60754، GB/T 17650
طريقة الاختبار:
يتم حرق الكابلات، وجمع غازات الهالوجين الحمضية (HCl، HBr، الخ).
يتم حساب قيمة الرقم الهيدروجيني والتوصيل.
التطبيق: تقييم السلامة البيئية لكابلات LSZH.
(2) جهاز اختبار مؤشر السمية (EN 50305 / NFPA 269)
المعايير المعمول بها: EN 50305 (أوروبا)، NFPA 269 (الولايات المتحدة)
طريقة الاختبار:
يتم حرق الكابلات وتحليل الغازات السامة (CO، HCN، NOx، وما إلى ذلك).
يتم حساب مؤشر السمية (ITC).
التطبيق: تقييم المخاطر على صحة الإنسان أثناء الحرائق.
4. اختبار مؤشر الأكسجين:
(1) جهاز اختبار مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) ZL-3010 (ISO 4589 / ASTM D2863)
المعايير المطبقة: ISO 4589، ASTM D2863، GB/T 2406
طريقة الاختبار:
يقيس الحد الأدنى من تركيز الأكسجين المطلوب للحفاظ على الاحتراق في خليط من النيتروجين والأكسجين.
تعتبر المواد التي تحتوي على LOI > 28%1 مواد مثبطة للهب.
التطبيق: تحديد درجة مقاومة اللهب لمواد الكابلات.
5. اختبارات إطلاق الحرارة وانتشار الحرائق:
(1) جهاز اختبار المسعر المخروطي (ISO 5660 / ASTM E1354)
المعايير المطبقة: ISO 5660، ASTM E1354
طريقة الاختبار:
يحاكي ظروف الحرائق الحقيقية لقياس معدل إطلاق الحرارة (HRR) وإطلاق الحرارة الإجمالي (THR).
التطبيق: تقييم معدل نمو الحرائق.
(2) آلة اختبار حريق صينية الكابلات (EN 50266 / UL 1685)
المعايير المعمول بها: EN 50266 (أوروبا)، UL 1685 (الولايات المتحدة)
طريقة الاختبار:
يتم حرق مجموعة من الكابلات في صينية كابلات محاكاة، ويتم قياس مسافة انتشار اللهب.
التطبيق: تقييم مخاطر الحرائق في تركيبات الكابلات واسعة النطاق.
لا يقتصر دور اختبار حرائق الكابلات والأسلاك الكهربائية على تقييم وتحسين أداء السلامة في منتجات الكابلات فحسب، بل له أيضًا قيمة وأهمية بالغتين في صياغة معايير السلامة، وإدارة السلامة من الحرائق، ورفع مستوى الوعي العام بالسلامة. لذلك، يُعدّ تعزيز البحث في مجال اختبار حرائق الكابلات وتطبيقه ذا أهمية عملية بالغة لضمان السلامة العامة وتعزيز التنمية المستدامة لصناعة الكابلات.
