يُبرز الطلب المتزايد على اختبارات مقاومة الحريق للكابلات في الشرق الأوسط الحاجة إلى توفير إمكانيات مختبرات IEC 60332 وسلامة الدوائر الكهربائية.

تُعد سلامة الكابلات من الحرائق أحد الاعتبارات المهمة للامتثال فيما يتعلق بتمديدات المباني، ودوائر إنذار الحريق، وأنظمة الطاقة الاحتياطية، والبنية التحتية للنقل، والمنشآت الصناعية، وغيرها من المنشآت التي يمكن أن يؤثر فيها سلوك الكابلات أثناء الحريق بشكل مباشر على سلامة النظام.

تُقدّم منطقة الشرق الأوسط مثالاً مفيداً على كيفية تطور اختبارات مقاومة الحريق للكابلات من مجرد متطلبات جهاز واحد إلى قدرة مختبرية أوسع. أنشأت شركة UL Solutions مختبرها الخاص بسلامة وأداء الكابلات في أبوظبي لتزويد المصنّعين الإقليميين وموردي الكابلات والجهات المعنية بالمشاريع بإمكانية الوصول إلى اختبارات مقاومة الحريق للكابلات الكهربائية والبصرية دون الحاجة إلى إرسال العينات إلى مختبرات في أوروبا أو آسيا أو مناطق أخرى.

تُعلن مؤسسة UL علنًا عن قدراتها الاختبارية، بما في ذلك اختبار انتشار اللهب في كابل واحد، وانتشار اللهب في مجموعة من الكابلات، وتقييم الدخان والغازات الحمضية، بالإضافة إلى اختبارات سلامة الدوائر الكهربائية التي تشمل الحريق والماء والصدمات الميكانيكية . وقد ساهمت متطلبات الدفاع المدني الإقليمية، ومواصفات البنية التحتية، ومشاريع البناء، والامتثال لمعايير التصدير، في زيادة الطلب على قدرات اختبار حرائق الكابلات محليًا.

لكن بالنسبة لمصنعي الكابلات ومهندسي المختبرات، فإن أهم نقطة ليست موقع المختبر، بل أن مصطلح "اختبار مقاومة الكابلات للحريق" لا يصف اختباراً واحداً، أو معياراً واحداً، أو جهازاً واحداً.

التميز الهندسي:

• يقوم معيار IEC 60332 بشكل أساسي بتقييم رد الفعل تجاه الحريق وانتشار اللهب.
  

• يتناول معيار IEC 60331 هدف أداء مختلفًا بشكل جذري:
  

• ما إذا كان الكابل قادراً على الحفاظ على سلامة الدائرة الكهربائية أثناء تعرضه لظروف حريق محددة،
  

• أحيانًا بالتزامن مع الصدمات الميكانيكية أو ظروف الاختبار المتعلقة بالماء.

يتناول المعياران IEC 60332 وIEC 60331 مسائل مختلفة تتعلق بالسلامة من الحرائق

ينبغي أن يستند القرار الهندسي الأول في مشروع مختبر حرائق الكابلات إلى سؤال الأداء المطلوب بدلاً من مجرد رقم قياسي مدرج في طلب الشراء.

IEC 60332-1 انتشار اللهب عمودياً عبر كابل واحد

تتناول سلسلة IEC 60332-1 اختبار الحريق لموصل معزول واحد أو كابل أو كابل ألياف بصرية تحت التعرض المحدد للهب.

تحدد المواصفة القياسية IEC 60332-1-2:2025 إجراء اختبار مقاومة انتشار اللهب الرأسي باستخدام لهب مختلط مسبقًا بقدرة 1 كيلوواط . ويتم تعريف الجهاز ذي الصلة في المواصفة القياسية IEC 60332-1-1.

يجب على كل من موظفي المشتريات ومهندسي المختبرات فهم أحد القيود المهمة: الأداء الناجح في اختبار كابل واحد لا يُظهر سلوك الكابلات المركبة معًا كمجموعة. وتتناول المواصفة القياسية الدولية IEC 60332-3 تركيبات الكابلات المجمعة بشكل منفصل.

ما الذي يجب على المهندسين فحصه في جهاز اختبار IEC 60332-1

بالنسبة لاختبار الكابل الواحد، توفر شركة KingPo جهاز اختبار انتشار اللهب العمودي ذو الكابل الواحد IEC 60332-1 ، والذي يتضمن غرفة الاحتراق، وترتيب الموقد، ودعامة العينة، ووظائف التحكم المرتبطة المطلوبة لهذا النوع من التقييم.

اختبار انتشار اللهب في الكابلات المجمعة وفقًا للمعيار IEC 60332-3

عند تركيب عدة كابلات معًا، فإن المواد غير المعدنية المشتركة، والتباعد بينها، وترتيب تركيبها، وتدفق الهواء فيها يمكن أن ينتج عنها سلوك حريق مختلف تمامًا عن ذلك الذي لوحظ على كابل واحد معزول.

يحدد معيار IEC 60332-3-10 الجهاز والترتيب المستخدم لتقييم انتشار اللهب الرأسي لكابلات الألياف الكهربائية أو البصرية المجمعة المثبتة رأسياً.

من الناحية العملية في المختبر، لم يعد هذا اختبارًا يتم إجراؤه في خزانة صغيرة. يتطلب النظام عادةً حاوية اختبار كبيرة، وسلّم كابلات رأسي، وتحميل عينات محدد، ونظام احتراق، وإمداد هواء مُتحكم به، وقدرة عادم أكبر بكثير.

اختبار مقاومة اللهب للكابلات وفقًا لمعياري UL 1581 VW-1 و CSA FT1

قد تتطلب المختبرات التي تخدم المصنعين الذين يصدرون منتجاتهم إلى أمريكا الشمالية أيضًا اختبار اللهب للأسلاك والكابلات الرأسية وفقًا لطرق UL و CSA بالإضافة إلى متطلبات IEC.

لهذا التطبيق، توفر شركة KingPo غرفة اختبار اللهب UL 1581 VW-1 / CSA FT1 ، المصممة لتطبيق اللهب بشكل متكرر على عينات الأسلاك والكابلات المثبتة عموديًا.

لا ينبغي اعتبار معايير IEC 60332 وUL 1581 VW-1 وCSA FT1 متطابقة لمجرد أنها جميعًا تتضمن لهبًا وعينة كابل مثبتة رأسيًا. يجب أن يلتزم تكوين الموقد، وتسلسل تطبيق اللهب، وترتيب العينة، والتوقيت، وطريقة الملاحظة، ومعايير القبول بالمعيار المرجعي بدقة.

اختبار كثافة الدخان وغازات الاحتراق

لا يُعدّ انتشار اللهب سوى جانب واحد من جوانب أداء الكابلات في حالة الحريق. كما يمكن أن ينتج عن احتراق مواد الكابلات البوليمرية دخان كثيف ونواتج احتراق أكالة تؤثر على الرؤية والإخلاء والمعدات الحساسة والأماكن المأهولة.

IEC 61034 — كثافة الدخان

تتناول سلسلة معايير IEC 61034 قياس كثافة الدخان الناتج عن احتراق الكابلات في ظروف محددة. ويتطلب الاختبار عادةً غرفة مخصصة لقياس كثافة الدخان مزودة بمسار قياس بصري، بدلاً من ملحق مُثبَّت داخل غرفة اللهب IEC 60332.

بالنسبة لمشروع المختبر، فإن نطاق المعدات يمتد بالتالي إلى ما هو أبعد من مصدر الاحتراق ليشمل هندسة الحجرة، وجهاز الاستقبال والإرسال البصري، وترتيب المعايرة، واستخراج الدخان، ومتطلبات التنظيف بعد الاختبار.

IEC 60754 - الغازات المنبعثة أثناء احتراق الكابلات

تتناول سلسلة معايير IEC 60754 الغازات المنبعثة أثناء احتراق مواد الكابلات. يرتبط معيار IEC 60754-1 بتحديد محتوى غازات حمض الهالوجين، بينما يقيم معيار IEC 60754-2 احتمالية التآكل من خلال قياسات الحموضة والتوصيل الكهربائي.

يُدخل هذا النوع من الاختبارات سلسلة قياس مختلفة تشمل الاحتراق المُتحكم فيه، والتقاط الغاز، ومحاليل الامتصاص، والقياس التحليلي. لذا، ينبغي التعامل معه كقدرة مختبرية مستقلة وليس امتدادًا لجهاز اختبار اللهب العمودي.

مقاومة الحريق لا تعني بالضرورة تثبيط اللهب

يُعد هذا التمييز مهمًا بشكل خاص لدوائر إنذار الحريق، وإضاءة الطوارئ، وأنظمة الإخلاء، وأنظمة التحكم الحرجة، وغيرها من تطبيقات السلامة الحياتية حيث قد يلزم استمرار التشغيل الكهربائي بعد اندلاع الحريق بالفعل.

يتناول معيار IEC 60332 بشكل أساسي كيفية تفاعل الكابل مع اللهب. أما معيار IEC 60331 فيطرح سؤالاً هندسياً مختلفاً.

يُطلق على هذا عادةً اسم اختبار سلامة الدائرة . لا يتم حرق عينة الاختبار وفحصها بعد ذلك فحسب، بل تتم مراقبة وظيفتها الكهربائية أثناء الاختبار.

معيار IEC 60331 هو عائلة معايير - القطر والجهد مهمان

من الأخطاء الشائعة في الشراء طلب "جهاز اختبار IEC 60331" دون تحديد الجزء المناسب أو قطر الكابل أو جهد الكابل أو سيناريو الحريق المطلوب.

تتضمن طرق معيار IEC 60331 أيضًا فحص الاستمرارية، وترتيبات محددة للعينات، ومعايير الفشل، وإعداد تقارير الاختبار. وبحسب الجزء المعني، يصبح التحكم الدقيق في إمداد الوقود والهواء، والمراقبة الكهربائية الموثوقة، عنصرين أساسيين في نظام الاختبار.

لماذا يُعد نظام IEC 60331 أكثر من مجرد غرفة لهب؟

يجمع نظام سلامة الدائرة بين التعرض الحراري والمراقبة الكهربائية، وحسب الطريقة المستخدمة، الوظائف الميكانيكية. لذلك ينبغي التعامل معه كنظام اختبار متكامل.

لهذا السبب، من الأفضل عادةً التعامل مع منشأة سلامة دائرة الكابلات كمشروع هندسي مختبري بدلاً من مجرد شراء غرفة احتراق أخرى.

سيناريوهات اختبار الحريق والصدمات الميكانيكية والماء

قد تتجاوز ظروف الحريق الحقيقية مجرد التعرض المباشر للهب. فقد تحتاج دوائر الطوارئ إلى الاستمرار في العمل أثناء تعرض هياكل المباني لاضطرابات ميكانيكية أو أثناء تشغيل أنظمة الرش ومكافحة الحرائق.

يصف مختبر الكابلات التابع لشركة UL في أبوظبي قدرات الحماية من الحريق وحده، والحريق مع الماء، والحريق مع الصدمة الميكانيكية، والحريق مع كل من الصدمة الميكانيكية والماء.

لا يعني هذا أن كل اختبار وفقًا لمعيار IEC 60331 يتطلب الماء تلقائيًا. يجب تحديد سيناريو الحريق الفعلي بناءً على متطلبات IEC أو EN أو BS أو الدفاع المدني أو متطلبات المشروع الفردية.

لا ينبغي تحديد نظام اختبار مقاومة الكابل للحريق إلا بعد التأكد من هذه المعايير.

خريطة المعدات النموذجية لمختبر اختبار مقاومة الكابلات للحريق

متطلبات هندسة مختبرات مكافحة حرائق الكابلات

إن الخطأ الأكثر شيوعًا في مشروع مختبر حرائق الكابلات هو إكمال قائمة المعدات قبل تحديد المرافق وأنظمة السلامة والبنية التحتية لغرفة الاختبار.

1. التحكم في غاز الاحتراق والموقد

تؤثر هندسة الموقد، وتركيب الغاز، وضغط الغاز، وتدفق الوقود، وتدفق الهواء، وموضع الموقد بشكل مباشر على قابلية تكرار الاختبار. وبحسب طريقة الاختبار، قد يتطلب النظام تنظيم الضغط، ومقاييس تدفق معايرة، وأجهزة تحكم في تدفق الكتلة، ومعدات مخصصة للتحقق من اللهب.

تشمل مجموعة معدات اختبار اللهب وقابلية الاشتعال من KingPo أنظمة الحرق وأجهزة اختبار اللهب وأدوات المعايرة الداعمة لطرق اختبار الحريق المختلفة.

2. العادم والتهوية

يمكن أن ينتج عن احتراق الكابلات دخان وغازات أكالة ومنتجات سامة وقطرات مشتعلة. لذا، ينبغي مراعاة سعة العادم أثناء تصميم المختبر الأصلي بدلاً من إضافتها بعد تركيب معدات الاختبار.

3. مراقبة استمرارية التيار الكهربائي

اختبار سلامة الدائرة الكهربائية وفقًا لمعيار IEC 60331 ليس اختبارًا يعتمد على "الحرق أولًا ثم الفحص لاحقًا". تتم مراقبة الأداء الكهربائي أثناء تعرض الكابل للإجهاد الحراري، وعند الاقتضاء، للإجهاد الميكانيكي.

بالنسبة لأنظمة الكابلات متعددة النوى، يجب تحديد الحد الأقصى لعدد الموصلات التي تتم مراقبتها في وقت واحد قبل اختيار بنية التحكم والاستحواذ.

4. نظام امتصاص الصدمات الميكانيكي

عندما تشكل الصدمة الميكانيكية جزءًا من طريقة الاختبار، يجب أن تتوافق طاقة الصدمة والتسلسل والتوقيت وهندسة دعم العينة مع المعيار المعمول به.

يجب أن تستمر الآلية في العمل بشكل موثوق في بيئة ذات درجة حرارة عالية دون التسبب في حركة غير مقصودة للكابل أو انقطاع كهربائي لا علاقة له بالاختبار المطلوب.

لهذا السبب، ينبغي تصميم المحرك الميكانيكي، ودعم العينة، والمراقبة الكهربائية، والحماية الأمنية كنظام واحد منسق.

5. رذاذ الماء، ونفث الماء، والصرف الصحي

عندما يشكل الماء جزءًا من الطريقة المرجعية أو مواصفات المشروع، يصبح تطبيق الماء معيار اختبار خاضعًا للتحكم بدلاً من كونه وظيفة مساعدة بسيطة.

يؤدي الجمع بين الدوائر الكهربائية النشطة واللهب المكشوف والصدمات الميكانيكية والماء إلى زيادة متطلبات السلامة الهندسية في المختبر بشكل كبير. لذا، يجب مراعاة أنظمة الصرف والعزل الكهربائي منذ بداية المشروع.

6. أقفال الأمان

ينبغي لنظام اختبار الحريق الاحترافي للكابلات أن ينسق بين الأنظمة الفرعية الرئيسية المتعلقة بالسلامة بدلاً من السماح لكل وظيفة بالعمل بشكل مستقل.

7. جمع البيانات وتتبع الاختبار

تستفيد مختبرات الاعتماد ومراكز البحث والتطوير التابعة للمصنعين ومختبرات مراقبة الجودة التي تجري اختبارات متكررة من سجلات الاختبار الإلكترونية المنظمة بدلاً من تسجيل نتيجة النجاح/الفشل النهائية فقط.

كيفية تحديد المهندسين لطلب عرض أسعار لمختبر حماية الكابلات من الحرائق

غالباً ما يؤدي إرسال قائمة بأرقام قياسية فقط إلى تكوين غير دقيق أو مكلف للمعدات. يجب أن يصف طلب عرض الأسعار المفيد الجهاز قيد الاختبار، وسيناريو الاختبار المطلوب، والبنية التحتية المختبرية المتاحة.

من جهاز اختبار واحد إلى قدرة اختبار حريق الكابلات على مستوى المختبر

يوضح مثال الشرق الأوسط لماذا ينبغي اعتبار مختبرات حرائق الكابلات بشكل متزايد أنظمة قدرات بدلاً من كونها مجموعات من أدوات الاحتراق غير ذات الصلة.

تستخدم هذه القدرات أساليب اختبار مختلفة، ومبادئ قياس مختلفة، وأدوات مساعدة مختلفة، وأنظمة أمان مختلفة، ولا ينبغي التعامل معها على أنها قابلة للتبادل.

بالنسبة لطرق انتشار اللهب المعتمدة، توفر شركة KingPo حاليًا معدات اختبار اللهب المخصصة للكابلات IEC 60332 وغرف اختبار اللهب UL 1581 VW-1 / CSA FT1.

يمكن أيضًا مراجعة الأنظمة الميكانيكية وأنظمة المتانة ذات الصلة من خلال مجموعة معدات اختبار الكابلات من KingPo.

بالنسبة لاختبارات الكابلات المجمعة، وقياس الدخان، وتحليل غازات الاحتراق، ومشاريع سلامة الدوائر IEC 60331، يجب مراجعة نطاق المعدات مقابل طريقة الاختبار الدقيقة، وبنية العينة، والظروف الكهربائية، والبنية التحتية المختبرية المتاحة قبل تأكيد التكوين النهائي.

الخلاصة الهندسية

إن انتشار اللهب في الكابلات، وانتشار الحريق في الكابلات المجمعة، وإنتاج الدخان، وسلوك غازات الاحتراق، وسلامة الدوائر المقاومة للحريق هي مواضيع مترابطة بشكل وثيق في مجال السلامة من الحرائق، ولكنها ليست طرق اختبار قابلة للتبادل.

بالنسبة للمختبرات التي تدعم البنية التحتية والنقل وأنظمة الطوارئ وأسواق الكابلات الدولية، فإن التسلسل الهندسي الصحيح هو تحديد سيناريو الحريق المطلوب أولاً، وتحديد المعيار المطبق وطريقة الاختبار ثانياً، وبعد ذلك فقط تحديد متطلبات المعدات والمرافق وأنظمة السلامة.

ينبغي تصميم مختبر اختبار حرائق الكابلات وفقًا لسيناريو الحريق المطلوب والعينة وهدف الامتثال - وليس وفقًا لجهاز اختبار واحد.