در زمینه‌های سیستم‌های الکتریکی ساختمان، توزیع برق صنعتی و ایمنی آتش‌سوزی، انتخاب کابل یک تصمیم حیاتی است که مربوط به ایمنی جان و مال است. کابل‌های شعله‌بازکن و کابل‌های مقاوم در برابر آتش دو محصولی هستند که اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند اما عملکردهای بسیار متفاوتی دارند. درک عمیق تفاوت‌های بین آنها سنگ بنای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد سیستم‌های الکتریکی است.

کابل‌های شعله‌بازکن چیستند؟

هدف اصلی طراحی کابل‌های شعله‌بازکن جلوگیری از گسترش شعله در طول مسیر کابل است. هنگامی که در معرض منبع آتش خارجی قرار می‌گیرند، کابل‌های شعله‌بازکن به راحتی شعله را گسترش نمی‌دهند؛ هنگامی که منبع آتش حذف می‌شود، خود خاموش می‌شوند.

ویژگی کلیدی کابل‌های شعله‌بازکن در توانایی آنها در محدود کردن گسترش شعله است، نه حفظ عملکرد الکتریکی در آتش. این کابل‌ها معمولاً از مواد عایق و غلاف حاوی افزودنی‌های شعله‌بازکن مانند ترکیبات مبتنی بر برم، کلر و فسفر، یا پرکننده‌های معدنی مانند هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم استفاده می‌کنند. این مواد هنگام گرم شدن گازهای غیرقابل اشتعال آزاد می‌کنند و در نتیجه اکسیژن را رقیق کرده و احتراق را مهار می‌کنند. در آتش، کابل‌های شعله‌بازکن معمولاً در مدت کوتاهی دچار نقص الکتریکی می‌شوند، اما اجازه نمی‌دهند آتش به طور گسترده در طول کابل گسترش یابد.

ویژگی‌های اصلی کابل‌های شعله‌بازکن عبارتند از: خواص خود خاموش‌شوندگی (احتراق پس از حذف شعله خارجی متوقف می‌شود)؛ فاصله محدود گسترش شعله؛ عدم تضمین یکپارچگی مدار در آتش؛ و هزینه نسبتاً پایین. کابل‌های شعله‌بازکن عمدتاً بر اساس استانداردهای سری IEC 60332 هستند. به عنوان مثال، تست سوزاندن عمودی کابل تکی (IEC 60332-1-2) مستلزم آن است که یک کابل عمودی تکی که در معرض شعله مخلوط 1 کیلوواتی قرار گرفته است، در صورتی که بخش آسیب‌دیده بیش از 50 میلی‌متر از نقطه اتصال بالایی فاصله نداشته باشد، (واجد شرایط) در نظر گرفته شود. برای کابل‌های دسته‌ای (IEC 60332-3)، الزامات سخت‌گیرانه‌تر هستند - پس از قرار گرفتن دسته کابل در معرض شعله تحت تهویه اجباری به مدت 20 دقیقه، گسترش شعله نباید از 2.5 متر تجاوز کند. این تست‌ها فاصله گسترش شعله و قابلیت خود خاموش‌شوندگی را ارزیابی می‌کنند، نه اینکه آیا مدار در آتش رسانا باقی می‌ماند.

کابل‌های مقاوم در برابر آتش چیستند؟

کابل‌های مقاوم در برابر آتش با اهداف کاملاً متفاوتی طراحی شده‌اند: حفظ یکپارچگی مدار به طور مداوم در آتش و ادامه کار برای مدت زمان مشخص (معمولاً 90 تا 180 دقیقه)، اطمینان از اینکه سیستم‌های حیاتی ایمنی جان به دلیل آتش از کار نمی‌افتند.

کابل‌های مقاوم در برابر آتش از طراحی ساختاری ویژه‌ای برای مقاومت در برابر دماهای شدید، شوک‌های مکانیکی و حتی تأثیر آب‌پاش‌های آتش استفاده می‌کنند. رایج‌ترین پیاده‌سازی شامل پیچیدن هادی مسی با نوار میکا است - میکا یک ماده معدنی طبیعی با پایداری حرارتی عالی است و خواص عایق خود را حتی در دماهای بالاتر از 1000 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند. لایه‌های عایق و غلاف اضافی محافظت مکانیکی و مقاومت محیطی را فراهم می‌کنند. طرح‌های پیشرفته‌تر شامل کابل‌های عایق معدنی هستند که از هادی‌های مسی، عایق اکسید منیزیم و غلاف مسی بدون درز استفاده می‌کنند - همه مواد معدنی هستند، نه می‌سوزند و نه احتراق را پشتیبانی می‌کنند.

ویژگی‌های کلیدی کابل‌های مقاوم در برابر آتش عبارتند از: حفظ یکپارچگی مدار و انتقال جریان مداوم در طول آتش؛ زمان بقای مشخص (معمولاً 90، 120 یا 180 دقیقه بسته به استانداردها و رتبه‌بندی‌ها)؛ توانایی مقاومت در برابر اثرات ترکیبی شعله، شوک مکانیکی و اسپری آب؛ هزینه بالاتر؛ و غلاف بیرونی اغلب از رنگ قرمز به عنوان رنگ متمایز استفاده می‌کند.

کابل‌های مقاوم در برابر آتش باید تحت آزمایش‌های دقیقی قرار گیرند که شرایط اضطراری واقعی آتش را شبیه‌سازی می‌کنند. استانداردهای کلیدی بین‌المللی عبارتند از: استانداردهای سری IEC 60331 مستلزم آن است که کابل‌ها به طور مداوم بدون نقص مدار تحت شرایط شعله حداقل 750 درجه سانتی‌گراد به مدت 90 دقیقه تغذیه شوند. IEC 60331-1:2018 علاوه بر این مستلزم آن است که کابل‌های با قطر بیش از 20 میلی‌متر در معرض دمای شعله حداقل 830 درجه سانتی‌گراد قرار گیرند و همزمان تحت تأثیر مکانیکی قرار گیرند. استاندارد بریتانیا BS 6387 سه سطح (C، W و Z) را بر اساس سناریوهای مختلف استفاده تعیین می‌کند: سطح C نیاز به 3 ساعت قرار گرفتن در معرض شعله 950 درجه سانتی‌گراد به تنهایی دارد؛ سطح W نیاز به شعله به علاوه اسپری آب دارد؛ و سطح Z نیاز به شعله به علاوه شوک مکانیکی دارد. بالاترین سطح، CWZ، مستلزم آن است که همان کابل به طور متوالی هر سه آزمایش را پشت سر بگذارد.

آیا این دو نوع کابل می‌توانند همزمان هر دو نیاز را برآورده کنند؟

پاسخ مثبت است. بسیاری از کابل‌های مدرن برای برآورده کردن هر دو الزامات شعله‌بازکنی و مقاومت در برابر آتش طراحی شده‌اند. این کابل‌ها معمولاً از نوار میکا برای مقاومت در برابر آتش (یکپارچگی مدار) استفاده می‌کنند در حالی که از مواد عایق و غلاف شعله‌بازکن برای محدود کردن گسترش شعله استفاده می‌کنند. در مدارهای حیاتی که هم جلوگیری از گسترش شعله و هم بقای مدار مورد نیاز است، باید از کابل‌هایی با این عملکرد دوگانه استفاده شود. هنگام خرید، مهم است که تأیید شود که آیا محصول گواهینامه آزمایشگاه مستقل را برای هر دو ویژگی عملکردی دریافت کرده است - به عنوان مثال، همزمان مطابق با IEC 60331 (مقاومت در برابر آتش) و IEC 60332 (شعله‌بازکنی)، یا همزمان مطابق با UL 2196 (مقاومت در برابر آتش) و UL 1685 (شعله‌بازکنی).

خلاصهتفاوت اساسی بین کابل‌های شعله‌بازکن و کابل‌های مقاوم در برابر آتش این است که کابل‌های شعله‌بازکن از گسترش آتش جلوگیری می‌کنند، در حالی که کابل‌های مقاوم در برابر آتش اطمینان حاصل می‌کنند که سیستم‌های حیاتی نمی‌سوزند. کابل‌های شعله‌بازکن از طریق مواد شعله‌بازکن به خود خاموش‌شوندگی دست می‌یابند و از گسترش آتش در طول مسیر کابل جلوگیری می‌کنند؛ در مقابل، کابل‌های مقاوم در برابر آتش از لایه مقاوم در برابر آتش نوار میکا برای تأمین مداوم برق در شعله‌های با دمای بالا استفاده می‌کنند. در انتخاب مهندسی،

محصولات کابلکه استانداردها را برآورده می‌کنند باید بر اساس سطح بار، محیط نصب و الزامات عملکردی به طور منطقی انتخاب شوند تا واقعاً یک دفاع محکم برای ایمنی الکتریکی ایجاد شود.