La sicurezza antincendio dei cavi è un aspetto fondamentale da considerare per la conformità normativa negli impianti elettrici degli edifici, nei circuiti di allarme antincendio, nei sistemi di alimentazione di emergenza, nelle infrastrutture di trasporto, negli impianti industriali e in altre installazioni in cui il comportamento dei cavi durante un incendio può influire direttamente sulla sicurezza del sistema.
Il Medio Oriente offre un utile esempio di come i test di resistenza al fuoco dei cavi si stiano evolvendo da un requisito relativo a una singola apparecchiatura a una capacità di laboratorio più ampia. UL Solutions ha istituito il suo laboratorio per la sicurezza e le prestazioni antincendio dei cavi ad Abu Dhabi per fornire ai produttori regionali, ai fornitori di cavi e alle parti interessate ai progetti l'accesso ai test di resistenza al fuoco dei cavi elettrici e ottici senza la necessità di inviare i campioni a laboratori in Europa, Asia o altre regioni.
UL descrive pubblicamente le proprie capacità di test, tra cui la propagazione della fiamma su un singolo cavo, la diffusione della fiamma su un fascio di cavi, la valutazione della presenza di fumo e gas acidi, nonché i test di integrità dei circuiti che coinvolgono fuoco, acqua e shock meccanico . I requisiti regionali della Protezione Civile, le specifiche infrastrutturali, i progetti di costruzione e la conformità alle normative sull'esportazione hanno tutti contribuito alla domanda di capacità locali di collaudo antincendio dei cavi.
Per i produttori di cavi e gli ingegneri di laboratorio, tuttavia, il punto più importante non è dove si trova il laboratorio. È il fatto che il termine "test di resistenza al fuoco dei cavi" non descrive un singolo test, un singolo standard o una singola macchina.
Distinzione ingegneristica:
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La norma IEC 60332 valuta principalmente la reazione al fuoco e la propagazione della fiamma.
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La norma IEC 60331 affronta un obiettivo prestazionale fondamentalmente diverso:
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se un cavo è in grado di mantenere l'integrità del circuito se esposto a determinate condizioni di incendio,
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a volte in combinazione con shock meccanici o condizioni di prova legate all'acqua.
Collegamento rapido all'ingegneria
Le norme IEC 60332 e IEC 60331 affrontano diverse questioni relative alla sicurezza antincendio.
La prima decisione ingegneristica in un progetto di laboratorio per la prova di incendio dei cavi dovrebbe basarsi sulle prestazioni richieste, piuttosto che su un valore standard indicato in una richiesta di acquisto.
| Domanda di ingegneria | Standard tipico | Valutazione primaria | Attrezzatura tipica |
|---|---|---|---|
| Fino a che distanza si propaga la fiamma su un singolo cavo? | IEC 60332-1 | Propagazione verticale della fiamma con un singolo cavo | Tester di fiamma verticale a cavo singolo |
| Come si propaga un incendio attraverso più cavi? | IEC 60332-3 | Propagazione verticale della fiamma con cavo raggruppato | Sistema di propagazione della fiamma con fascio di cavi |
| Quanto fumo viene prodotto? | IEC 61034 | Densità dei fumi | Camera di densità del fumo a cavo |
| Quali gas di combustione vengono rilasciati? | IEC 60754 | Gas acido alogenato, acidità e conducibilità | Sistema di analisi dei gas di combustione |
| Il circuito elettrico continua a funzionare durante un incendio? | IEC 60331 | Integrità del circuito | Sistema di resistenza al fuoco / integrità del circuito |
| Il cavo può continuare a funzionare in caso di incendio o guasti meccanici? | Parte applicabile della norma IEC 60331 | Fuoco + shock meccanico | Sistema integrato antincendio e di protezione dalle scosse |
Propagazione verticale della fiamma con cavo singolo IEC 60332-1
La serie IEC 60332-1 riguarda le prove di resistenza al fuoco di un singolo conduttore isolato, cavo o cavo in fibra ottica in condizioni di esposizione alla fiamma definite.
La norma IEC 60332-1-2:2025 specifica la procedura per la prova di resistenza alla propagazione verticale della fiamma utilizzando una fiamma premiscelata da 1 kW . L'apparecchiatura associata è definita dalla norma IEC 60332-1-1.
Un limite importante che sia il personale addetto agli acquisti che i tecnici di laboratorio devono tenere presente è che il successo di un test su un singolo cavo non dimostra il comportamento dei cavi installati insieme in un gruppo. Le installazioni con cavi raggruppati sono disciplinate separatamente dalla norma IEC 60332-3.
Cosa dovrebbero verificare gli ingegneri in un tester IEC 60332-1
Per i test a cavo singolo, KingPo offre il tester di propagazione della fiamma verticale a cavo singolo IEC 60332-1 , che include la camera di combustione, la disposizione del bruciatore, il supporto del campione e le relative funzioni di controllo necessarie per questo tipo di valutazione.
Una richiesta che indichi solo "tester IEC 60332" è incompleta. Gli ingegneri devono innanzitutto stabilire se il requisito riguarda il test di un singolo cavo secondo la norma IEC 60332-1 o il test di un fascio di cavi secondo la norma IEC 60332-3.
Test di propagazione della fiamma per cavi in fascio secondo la norma IEC 60332-3
Quando più cavi vengono installati insieme, la combinazione del materiale non metallico, della spaziatura, della disposizione di montaggio e del flusso d'aria può produrre un comportamento al fuoco sostanzialmente diverso da quello osservato su un singolo cavo isolato.
La norma IEC 60332-3-10 definisce l'apparato e la configurazione utilizzati per valutare la propagazione verticale della fiamma di cavi elettrici o in fibra ottica raggruppati e montati verticalmente.
In termini pratici di laboratorio, questo non è più un test in una cabina compatta. Il sistema in genere richiede un ampio involucro di prova, una scala portacavi verticale, un carico del campione definito, un sistema di bruciatori, un'alimentazione d'aria controllata e una capacità di aspirazione notevolmente maggiore.
| Parametro | IEC 60332-1 | IEC 60332-3 |
|---|---|---|
| Esemplare | Cavo singolo | Cavi multipli su una scala definita |
| Obiettivo primario | Propagazione verticale della fiamma | La fiamma si è propagata attraverso il fascio di cavi. |
| Scala di prova | Apparecchiature di laboratorio compatte | Impianto di prova di grandi dimensioni |
| Rifornimento d'aria | Condizioni della camera controllate | Il flusso d'aria definito diventa parte integrante della progettazione del sistema. |
| Requisiti di scarico | Moderato | Carico di fumo e calore notevolmente maggiore |
| Tipo di progetto | Solitamente attrezzatura individuale | Spesso un progetto di ingegneria di laboratorio |
Test di infiammabilità dei cavi secondo UL 1581 VW-1 e CSA FT1
I laboratori che forniscono servizi ai produttori che esportano in Nord America potrebbero richiedere, oltre ai requisiti IEC, anche test di infiammabilità verticale per fili e cavi secondo i metodi UL e CSA.
Per questa applicazione, KingPo fornisce la camera di prova a fiamma UL 1581 VW-1 / CSA FT1 , configurata per l'applicazione ripetuta della fiamma a campioni di fili e cavi montati verticalmente.
Le norme IEC 60332, UL 1581 VW-1 e CSA FT1 non devono essere considerate intercambiabili solo perché tutte prevedono l'utilizzo di una fiamma e di un campione di cavo montato verticalmente. La configurazione del bruciatore, la sequenza di applicazione della fiamma, la disposizione del campione, la tempistica, il metodo di osservazione e i criteri di accettazione devono attenersi scrupolosamente alla norma di riferimento.
Analisi della densità del fumo e dei gas di combustione
La propagazione delle fiamme è solo un aspetto del comportamento dei cavi in caso di incendio. La combustione dei materiali polimerici dei cavi può anche produrre fumo denso e prodotti di combustione corrosivi che compromettono la visibilità, l'evacuazione, le apparecchiature sensibili e gli spazi occupati.
IEC 61034 — Densità del fumo
La serie IEC 61034 riguarda la misurazione della densità del fumo prodotto dalla combustione di cavi in condizioni definite. Il test richiede normalmente una camera di densità del fumo dedicata, dotata di un percorso di misurazione ottico, anziché un accessorio installato all'interno di una camera di infiammabilità IEC 60332.
Per un progetto di laboratorio, l'ambito delle apparecchiature si estende quindi oltre la sorgente di combustione, includendo la geometria della camera, il ricevitore e il trasmettitore ottici, il sistema di calibrazione, l'aspirazione dei fumi e i requisiti di pulizia post-test.
IEC 60754 — Gas emessi durante la combustione dei cavi
La serie di norme IEC 60754 riguarda i gas che si sviluppano durante la combustione dei materiali dei cavi. La norma IEC 60754-1 è associata alla determinazione del contenuto di gas acidi alogenati, mentre la norma IEC 60754-2 valuta la potenziale corrosività attraverso misurazioni di acidità e conducibilità.
Questo tipo di test introduce una catena di misurazione differente, che comprende combustione controllata, cattura del gas, soluzioni assorbenti e analisi. Pertanto, dovrebbe essere considerato come una capacità di laboratorio a sé stante, piuttosto che come un'estensione di un tester a fiamma verticale.
Le norme IEC 60332 relative alla propagazione della fiamma, IEC 61034 alla densità del fumo e IEC 60754 alle prove sui gas di combustione si basano su principi di misurazione differenti. Pertanto, un laboratorio per prove di incendio sui cavi potrebbe richiedere diverse postazioni di prova dedicate anziché un unico tester di combustione universale.
La resistenza al fuoco non è la stessa cosa dell'ignifugazione.
Questa distinzione è particolarmente importante per i circuiti di allarme antincendio, l'illuminazione di emergenza, i sistemi di evacuazione, i sistemi di controllo critici e altre applicazioni per la sicurezza delle persone in cui il funzionamento elettrico potrebbe dover continuare anche dopo che un incendio è già scoppiato.
La norma IEC 60332 si interroga principalmente su come un cavo reagisce alla fiamma. La norma IEC 60331 pone una diversa domanda di natura ingegneristica:
Questo processo viene solitamente definito test di integrità del circuito . Il campione da testare non viene semplicemente bruciato e ispezionato in seguito; la sua funzionalità elettrica viene monitorata durante il test.
La norma IEC 60331 è una famiglia di norme: diametro e tensione sono importanti.
Un errore comune negli acquisti è quello di richiedere un "tester IEC 60331" senza specificare il componente applicabile, il diametro del cavo, la tensione del cavo o lo scenario di incendio richiesto.
| Standard | Ambito tipico | Punto di selezione importante |
|---|---|---|
| IEC 60331-1: 2018 | Integrità del circuito in caso di incendio e shock meccanico per cavi specificati fino a 0.6/1.0 kV inclusi. | Applicabile a cavi con diametro complessivo superiore a 20 mm. |
| IEC 60331-2: 2018 | Integrità del circuito in caso di incendio e shock meccanico per cavi specificati fino a 0.6/1.0 kV inclusi. | Applicabile a cavi con diametro complessivo non superiore a 20 mm. |
| IEC 60331-3: 2018 | Prove di resistenza al fuoco e agli urti meccanici utilizzando un involucro metallico. | Un metodo separato; la conformità a una parte della norma IEC 60331 non deve essere automaticamente interpretata come conformità a un'altra. |
| IEC 60331-4: 2024 | Integrità del circuito per cavi di alimentazione ad alta tensione superiori a 0.6/1.0 kV fino a 18/30 kV inclusi. | Include i requisiti relativi al fuoco e agli shock meccanici, nonché linee guida facoltative sui protocolli relativi all'acqua. |
I metodi IEC 60331 prevedono anche la verifica della continuità, la definizione di configurazioni dei campioni, i criteri di guasto e la redazione di rapporti di prova. A seconda del componente in questione, un controllo preciso dell'alimentazione di combustibile e aria e un monitoraggio elettrico affidabile diventano elementi essenziali del sistema di prova.
Perché un sistema IEC 60331 è molto più di una semplice camera di combustione
Un sistema di integrità dei circuiti combina esposizione termica, monitoraggio elettrico e, a seconda del metodo, funzioni meccaniche. Pertanto, deve essere considerato come un sistema di prova integrato.
Per questo motivo, un impianto per il collaudo dell'integrità dei circuiti dei cavi è generalmente più indicato come progetto di ingegneria di laboratorio piuttosto che come semplice acquisto di un'altra camera di combustione.
Scenari di prova relativi a fuoco, shock meccanico e acqua.
Le reali condizioni di un incendio possono comportare più della semplice esposizione diretta alle fiamme. I circuiti di emergenza potrebbero dover continuare a funzionare anche quando le strutture dell'edificio sono soggette a sollecitazioni meccaniche o mentre sono in funzione gli impianti antincendio e di sprinkler.
Il laboratorio di cavi di UL ad Abu Dhabi descrive le capacità di resistenza al fuoco, al fuoco con acqua, al fuoco con shock meccanico e al fuoco con shock meccanico e acqua.
Ciò non significa che ogni prova IEC 60331 richieda automaticamente l'acqua. Lo scenario di incendio effettivo deve essere determinato in base ai requisiti specifici delle norme IEC, EN, BS, della Protezione Civile o del singolo progetto.
Tipo di cavo
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Tensione nominale
→
Diametro complessivo
→
Configurazione principale
→
Condizione di incendio
→
Shock meccanico
→
Fabbisogno idrico
→
Monitoraggio della continuità
→
Certificazione target
Solo dopo la conferma di questi parametri si dovrà specificare il sistema di prova di resistenza al fuoco dei cavi.
Schema tipico delle apparecchiature per un laboratorio di prove antincendio per cavi.
| Capacità | Famiglia standard | Apparecchiatura principale | Infrastruttura di supporto |
|---|---|---|---|
| Propagazione della fiamma con un singolo cavo | IEC 60332-1 | Tester di fiamma verticale a cavo singolo | Calibrazione del gas, della ventilazione e del bruciatore |
| Propagazione della fiamma del cavo raggruppato | IEC 60332-3 | Sistema di propagazione della fiamma con fascio di cavi | Ampia camera, scala, flusso d'aria, gas e scarico |
| VW-1 / FT1 | UL 1581 / CSA | Camera di prova alla fiamma VW-1 / FT1 | Gas, fasatura e scarico |
| Densità dei fumi | IEC 61034 | Camera di densità del fumo a cavo | Misurazione ottica, estrazione e calibrazione |
| Gas alogeno/corrosivo | IEC 60754 | Sistema di analisi dei gas di combustione | Forno, cattura del gas e misurazione analitica |
| Integrità del circuito | IEC 60331 | Sistema di resistenza al fuoco / integrità del circuito | Alimentazione elettrica, monitoraggio, gas e scarico |
| Fuoco + shock meccanico | Parte applicabile della norma IEC 60331 | Sistema integrato antincendio + shock | Meccanismo d'impatto, protezione e monitoraggio della continuità |
| Fuoco + acqua | Metodo di progetto/IEC applicabile / EN / BS | Configurazione integrata Fuoco + Acqua | Controllo dell'acqua, del drenaggio e della protezione elettrica |
Requisiti di ingegneria del laboratorio antincendio per cavi
L'errore più comune in un progetto di laboratorio per prove di incendio sui cavi è quello di completare l'elenco delle apparecchiature prima di aver definito le utenze, i sistemi di sicurezza e l'infrastruttura della sala prove.
1. Controllo del gas di combustione e del bruciatore
La geometria del bruciatore, la composizione del gas, la pressione del gas, il flusso di combustibile, il flusso d'aria e la posizione del bruciatore possono influenzare direttamente la ripetibilità del test. A seconda del metodo di prova, il sistema potrebbe richiedere la regolazione della pressione, flussimetri calibrati, regolatori di flusso di massa e apparecchiature dedicate per la verifica della fiamma.
La gamma di apparecchiature per il collaudo di fiamma e infiammabilità di KingPo comprende sistemi di bruciatori, apparecchi per prove di fiamma e strumenti di calibrazione di supporto per diversi metodi di prova antincendio.
2. Aspirazione e ventilazione
La combustione dei cavi può generare fumo, gas corrosivi, prodotti tossici e goccioline infiammate. La capacità di aspirazione dovrebbe pertanto essere considerata già in fase di progettazione del laboratorio, anziché essere aggiunta dopo l'installazione delle apparecchiature di prova.
Un'aspirazione eccessiva durante l'applicazione della fiamma può alterare il flusso d'aria intorno al campione in esame. La strategia di ventilazione deve proteggere il personale senza invalidare le condizioni di prova definite.
3. Monitoraggio della continuità elettrica
Il test di integrità del circuito secondo la norma IEC 60331 non è un test del tipo "prima brucia, poi ispeziona". Le prestazioni elettriche vengono monitorate mentre il cavo è esposto a stress termico e, ove applicabile, meccanico.
Per i sistemi di cavi multicore, il numero massimo di conduttori monitorati simultaneamente deve essere stabilito prima di selezionare l'architettura di controllo e acquisizione.
4. Sistema di ammortizzazione meccanica
Qualora lo shock meccanico faccia parte del metodo di prova, l'energia d'impatto, la sequenza, la tempistica e la geometria del supporto del campione devono essere conformi alla norma applicabile.
Il meccanismo deve continuare a funzionare in modo affidabile in un ambiente ad alta temperatura senza provocare movimenti indesiderati dei cavi o disconnessioni elettriche non correlate al test richiesto.
Per questo motivo, l'azionamento meccanico, il supporto del campione, il monitoraggio elettrico e le protezioni di sicurezza devono essere progettati come un unico sistema coordinato.
5. Spruzzatura d'acqua, getto d'acqua e drenaggio
Laddove l'acqua faccia parte del metodo di riferimento o delle specifiche di progetto, l'applicazione dell'acqua diventa un parametro di prova controllato anziché una semplice funzione ausiliaria.
La combinazione di circuiti sotto tensione, fiamme libere, urti meccanici e acqua aumenta considerevolmente i requisiti di sicurezza ingegneristica del laboratorio. Il drenaggio e l'isolamento elettrico devono pertanto essere presi in considerazione fin dalle prime fasi del progetto.
6. Interblocchi di sicurezza
Un sistema professionale di prova antincendio per cavi dovrebbe coordinare i principali sottosistemi relativi alla sicurezza, anziché consentire a ciascuna funzione di operare in modo indipendente.
7. Acquisizione dei dati e tracciabilità dei test
I laboratori di certificazione, i centri di ricerca e sviluppo dei produttori e i laboratori di controllo qualità che eseguono test ripetuti traggono vantaggio da registrazioni elettroniche strutturate dei test, anziché dalla semplice registrazione di un risultato finale di superamento/non superamento.
Come gli ingegneri dovrebbero specificare una richiesta di offerta per un laboratorio di test antincendio per cavi
Inviare solo un elenco di valori standard spesso si traduce in una configurazione delle apparecchiature imprecisa o inutilmente costosa. Una richiesta di offerta (RFQ) efficace dovrebbe descrivere il dispositivo in prova (DUT), lo scenario di test richiesto e l'infrastruttura di laboratorio disponibile.
Norme IEC, EN, BS, UL, CSA, requisiti locali della Protezione Civile o specifiche di progetto.
Cavi di alimentazione, controllo, allarme antincendio, telecomunicazioni, dati, fibra ottica o di altro tipo.
Tensione nominale, sezione del conduttore, numero di conduttori e condizioni di prova sotto tensione.
Diametro complessivo, raggio di curvatura minimo e lunghezza del campione richiesta.
Fiamma singola, fiamma a grappolo, integrità del circuito, shock meccanico, acqua o condizioni combinate.
Numero di canali di continuità, tensione, corrente, carico e metodo di rilevamento dei guasti.
Dimensioni della stanza, gas combustibile, aria compressa, aspirazione, acqua, scarico e alimentazione elettrica.
Protezione civile in Medio Oriente, UE, Regno Unito, Nord America, Africa o altri mercati di destinazione.
Numero previsto di campioni, frequenza dei test, schema dei turni e automazione richiesta.
Reportistica manuale, registrazione automatica dei test, esportazione dei dati, tracciabilità delle operazioni o integrazione con il database di laboratorio.
Da un singolo tester a una capacità di rilevamento incendi dei cavi a livello di laboratorio
L'esempio del Medio Oriente illustra perché i laboratori per l'analisi degli incendi dei cavi dovrebbero essere sempre più considerati come sistemi di capacità, piuttosto che come insiemi di strumenti di combustione non correlati tra loro.
Propagazione della fiamma a cavo singolo
→
Propagazione della fiamma da cavo raggruppato
→
Densità del fumo
→
Comportamento dei gas di combustione
→
Integrità del circuito
→
Fuoco + shock
→
Fuoco + Acqua
→
Scenari combinati
Queste funzionalità utilizzano metodi di prova, principi di misurazione, utilità e sistemi di sicurezza differenti e non devono essere considerate intercambiabili.
Per i metodi consolidati di propagazione della fiamma, KingPo offre attualmente apparecchiature dedicate per il collaudo a fiamma dei cavi conformi alla norma IEC 60332 e camere di prova a fiamma conformi alle norme UL 1581 VW-1 / CSA FT1.
I sistemi meccanici e di durabilità correlati possono essere esaminati anche tramite la gamma di apparecchiature per il collaudo dei cavi KingPo.
Per i progetti di collaudo di cavi in fascio, misurazione del fumo, analisi dei gas di combustione e integrità dei circuiti secondo la norma IEC 60331, la gamma di apparecchiature deve essere valutata in base al metodo di prova specifico, alla costruzione del campione, alle condizioni elettriche e all'infrastruttura di laboratorio disponibile prima di confermare la configurazione finale.
Assistenza tecnica e supporto alla configurazione del laboratorio di riparazione cavi antincendio.
Per un progetto di laboratorio per la prova di incendio dei cavi, fornire informazioni complete sul dispositivo in prova (DUT) e sulla struttura consente di valutare con maggiore precisione l'ambito delle apparecchiature e delle infrastrutture.
KingPo può quindi valutare quali requisiti possono essere soddisfatti con apparecchiature standard per prove di infiammabilità, quali richiedono dispositivi personalizzati, sistemi di monitoraggio o controllo elettrico e quali funzioni devono essere considerate parte dell'ambito complessivo della progettazione di laboratorio.
Conclusione ingegneristica
La propagazione delle fiamme nei cavi, la diffusione degli incendi nei fasci di cavi, la produzione di fumo, il comportamento dei gas di combustione e l'integrità dei circuiti resistenti al fuoco sono argomenti strettamente correlati in materia di sicurezza antincendio, ma non sono metodi di prova intercambiabili.
Per i laboratori che operano nei settori delle infrastrutture, dei trasporti, dei sistemi di emergenza e dei mercati internazionali dei cavi, la corretta sequenza ingegneristica prevede di identificare innanzitutto lo scenario di incendio richiesto, quindi di determinare la norma e il metodo di prova applicabili e solo successivamente di definire i requisiti relativi ad apparecchiature, servizi e sistemi di sicurezza.
Un laboratorio per le prove di incendio dei cavi dovrebbe essere progettato in base allo scenario di incendio richiesto, al tipo di campione e all'obiettivo di conformità, e non in base a una singola macchina di prova.
Riferimenti tecnici
