Nhu cầu thử nghiệm khả năng chống cháy cáp điện ở Trung Đông nhấn mạnh sự cần thiết của tiêu chuẩn IEC 60332 và năng lực phòng thí nghiệm kiểm tra tính toàn vẹn mạch điện.

An toàn cháy nổ của cáp là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi tuân thủ các quy định về hệ thống dây điện trong tòa nhà, mạch báo cháy, hệ thống điện dự phòng, cơ sở hạ tầng giao thông, các cơ sở công nghiệp và các công trình khác, nơi mà hành vi của cáp trong điều kiện hỏa hoạn có thể ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn hệ thống.

Khu vực Trung Đông là một ví dụ hữu ích cho thấy việc thử nghiệm khả năng chống cháy của cáp đang phát triển từ yêu cầu chỉ sử dụng một thiết bị duy nhất thành khả năng của phòng thí nghiệm rộng hơn. UL Solutions đã thành lập phòng thí nghiệm an toàn và hiệu suất chống cháy của cáp tại Abu Dhabi để cung cấp cho các nhà sản xuất, nhà cung cấp cáp và các bên liên quan đến dự án trong khu vực khả năng thử nghiệm khả năng chống cháy của cáp điện và cáp quang mà không cần thiết phải gửi mẫu đến các phòng thí nghiệm ở châu Âu, châu Á hoặc các khu vực khác.

UL công khai mô tả các khả năng thử nghiệm bao gồm sự lan truyền ngọn lửa trên một dây cáp đơn, sự lan truyền ngọn lửa trên bó dây cáp, đánh giá khói và khí axit, cũng như các thử nghiệm tính toàn vẹn mạch điện liên quan đến lửa, nước và va đập cơ học . Các yêu cầu của lực lượng phòng vệ dân sự khu vực, thông số kỹ thuật cơ sở hạ tầng, các dự án xây dựng và tuân thủ quy định xuất khẩu đều góp phần tạo nên nhu cầu về khả năng thử nghiệm chống cháy cáp tại địa phương.

Tuy nhiên, đối với các nhà sản xuất cáp và kỹ sư phòng thí nghiệm, điểm quan trọng nhất không phải là vị trí của phòng thí nghiệm. Mà là thuật ngữ “thử nghiệm chống cháy cáp” không mô tả một thử nghiệm, một tiêu chuẩn hay một thiết bị duy nhất.

Sự khác biệt về kỹ thuật:

• Tiêu chuẩn IEC 60332 chủ yếu đánh giá khả năng phản ứng với lửa và sự lan truyền ngọn lửa.
  

• Tiêu chuẩn IEC 60331 hướng đến một mục tiêu hiệu suất hoàn toàn khác:
  

• Liệu cáp có thể duy trì tính toàn vẹn của mạch điện khi tiếp xúc với các điều kiện hỏa hoạn cụ thể hay không?
  

• đôi khi kết hợp với các điều kiện thử nghiệm va đập cơ học hoặc liên quan đến nước.

Tiêu chuẩn IEC 60332 và IEC 60331 đề cập đến các vấn đề khác nhau về an toàn cháy nổ.

Quyết định kỹ thuật đầu tiên trong một dự án thí nghiệm chống cháy cáp nên dựa trên câu hỏi về hiệu suất yêu cầu chứ không chỉ đơn thuần dựa trên một con số tiêu chuẩn được liệt kê trong yêu cầu mua hàng.

Tiêu chuẩn IEC 60332-1: Truyền lửa theo phương thẳng đứng trên một dây cáp.

Bộ tiêu chuẩn IEC 60332-1 đề cập đến việc thử nghiệm khả năng chống cháy của một dây dẫn cách điện đơn, cáp hoặc cáp quang dưới điều kiện tiếp xúc với ngọn lửa xác định.

Tiêu chuẩn IEC 60332-1-2:2025 quy định quy trình thử nghiệm khả năng chống lan truyền ngọn lửa theo phương thẳng đứng bằng ngọn lửa hỗn hợp sẵn 1 kW . Thiết bị liên quan được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEC 60332-1-1.

Cả nhân viên mua hàng và kỹ sư phòng thí nghiệm cần hiểu một hạn chế quan trọng: hiệu suất thành công trong thử nghiệm cáp đơn không chứng minh được hành vi của các cáp được lắp đặt cùng nhau thành một nhóm. Việc lắp đặt cáp bó được đề cập riêng trong tiêu chuẩn IEC 60332-3.

Những điều kỹ sư cần kiểm tra trong máy kiểm tra IEC 60332-1

Đối với thử nghiệm cáp đơn, KingPo cung cấp thiết bị thử nghiệm lan truyền ngọn lửa dọc cáp đơn IEC 60332-1 , bao gồm buồng đốt, bố trí đầu đốt, giá đỡ mẫu và các chức năng điều khiển liên quan cần thiết cho loại đánh giá này.

Thử nghiệm lan truyền ngọn lửa của bó cáp theo tiêu chuẩn IEC 60332-3

Khi nhiều dây cáp được lắp đặt cùng nhau, sự kết hợp giữa vật liệu phi kim loại, khoảng cách, cách bố trí lắp đặt và luồng không khí có thể tạo ra hành vi cháy khác biệt đáng kể so với hành vi quan sát được trên một dây cáp riêng lẻ.

Tiêu chuẩn IEC 60332-3-10 quy định thiết bị và cách bố trí được sử dụng để đánh giá sự lan truyền ngọn lửa theo chiều dọc của các bó cáp điện hoặc cáp quang được lắp đặt theo chiều dọc.

Trên thực tế, trong phòng thí nghiệm, đây không còn là thử nghiệm trong tủ nhỏ gọn nữa. Hệ thống này thường yêu cầu một buồng thử nghiệm lớn, thang cáp thẳng đứng, tải trọng mẫu được xác định rõ, hệ thống đốt, nguồn cung cấp khí được kiểm soát và khả năng hút khí lớn hơn đáng kể.

Kiểm tra khả năng chống cháy của cáp theo tiêu chuẩn UL 1581 VW-1 và CSA FT1.

Các phòng thí nghiệm phục vụ các nhà sản xuất xuất khẩu sang Bắc Mỹ cũng có thể yêu cầu thử nghiệm khả năng chống cháy của dây dẫn và cáp theo phương pháp UL và CSA, ngoài các yêu cầu của IEC.

Đối với ứng dụng này, KingPo cung cấp buồng thử nghiệm ngọn lửa UL 1581 VW-1 / CSA FT1 , được cấu hình để thực hiện việc đốt cháy lặp đi lặp lại đối với các mẫu dây và cáp được lắp đặt theo chiều dọc.

IEC 60332, UL 1581 VW-1 và CSA FT1 không nên được coi là có thể thay thế cho nhau chỉ vì tất cả đều liên quan đến ngọn lửa và mẫu cáp được lắp đặt theo chiều dọc. Cấu hình đầu đốt, trình tự tạo ngọn lửa, bố trí mẫu, thời gian, phương pháp quan sát và tiêu chí chấp nhận phải tuân theo chính xác tiêu chuẩn tham chiếu.

Kiểm tra mật độ khói và khí cháy

Sự lan truyền ngọn lửa chỉ là một khía cạnh của hiệu suất chống cháy cáp. Vật liệu cáp polymer đang cháy cũng có thể tạo ra khói dày đặc và các sản phẩm cháy ăn mòn, ảnh hưởng đến tầm nhìn, việc sơ tán, thiết bị nhạy cảm và không gian có người sử dụng.

IEC 61034 — Mật độ khói

Tiêu chuẩn IEC 61034 đề cập đến việc đo mật độ khói từ cáp cháy trong các điều kiện xác định. Thử nghiệm này thường yêu cầu một buồng đo mật độ khói chuyên dụng với đường dẫn đo quang học thay vì một phụ kiện được lắp đặt bên trong buồng lửa IEC 60332.

Đối với một dự án thí nghiệm, phạm vi thiết bị do đó mở rộng ra ngoài nguồn đốt cháy đến hình dạng buồng đốt, bộ thu và phát quang học, bố trí hiệu chuẩn, hệ thống hút khói và các yêu cầu làm sạch sau thử nghiệm.

Tiêu chuẩn IEC 60754 — Khí sinh ra trong quá trình cháy cáp

Bộ tiêu chuẩn IEC 60754 đề cập đến các khí sinh ra trong quá trình đốt cháy vật liệu cáp. Tiêu chuẩn IEC 60754-1 liên quan đến việc xác định hàm lượng khí axit halogen, trong khi IEC 60754-2 đánh giá khả năng ăn mòn thông qua các phép đo độ axit và độ dẫn điện.

Loại thử nghiệm này giới thiệu một chuỗi đo lường khác biệt liên quan đến quá trình đốt cháy có kiểm soát, thu giữ khí, dung dịch hấp thụ và đo lường phân tích. Do đó, nó nên được coi là một khả năng phòng thí nghiệm riêng biệt chứ không phải là một phần mở rộng của thiết bị thử nghiệm ngọn lửa thẳng đứng.

Khả năng chống cháy không giống với khả năng trì hoãn bắt lửa.

Sự phân biệt này đặc biệt quan trọng đối với các mạch báo cháy, chiếu sáng khẩn cấp, hệ thống sơ tán, hệ thống điều khiển quan trọng và các ứng dụng an toàn sinh mạng khác, nơi hoạt động điện có thể cần phải tiếp tục sau khi đám cháy đã bắt đầu.

Tiêu chuẩn IEC 60332 chủ yếu hỏi về phản ứng của cáp với ngọn lửa. Tiêu chuẩn IEC 60331 đặt ra một câu hỏi kỹ thuật khác:

Quá trình này thường được mô tả là kiểm tra tính toàn vẹn mạch điện . Mẫu thử không chỉ đơn thuần bị đốt cháy và kiểm tra sau đó; chức năng điện của nó được theo dõi trong suốt quá trình thử nghiệm.

IEC 60331 là một bộ tiêu chuẩn — Đường kính và điện áp là các yếu tố quan trọng.

Một lỗi thường gặp khi mua hàng là yêu cầu "máy kiểm tra IEC 60331" mà không xác định rõ bộ phận áp dụng, đường kính cáp, điện áp cáp hoặc kịch bản cháy cần thiết.

Các phương pháp IEC 60331 cũng bao gồm kiểm tra tính liên tục, bố trí mẫu thử xác định, tiêu chí hỏng hóc và báo cáo thử nghiệm. Tùy thuộc vào bộ phận liên quan, việc kiểm soát chính xác nguồn cung cấp nhiên liệu và không khí cũng như giám sát điện đáng tin cậy trở thành những phần thiết yếu của hệ thống thử nghiệm.

Vì sao hệ thống IEC 60331 lại hơn cả một buồng thử nghiệm ngọn lửa?

Hệ thống kiểm tra tính toàn vẹn mạch điện kết hợp các chức năng như kiểm tra nhiệt độ, giám sát điện và, tùy thuộc vào phương pháp, cả chức năng cơ học. Do đó, nó nên được coi là một hệ thống kiểm tra tích hợp.

Vì lý do này, một cơ sở kiểm tra tính toàn vẹn mạch cáp thường được xem như một dự án kỹ thuật trong phòng thí nghiệm hơn là chỉ đơn thuần là một thiết bị buồng đốt được mua về.

Các kịch bản thử nghiệm về lửa, va đập cơ học và nước.

Điều kiện hỏa hoạn thực tế có thể bao gồm nhiều hơn là chỉ tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa. Các mạch điện khẩn cấp có thể cần phải tiếp tục hoạt động trong khi cấu trúc tòa nhà bị tác động cơ học hoặc trong khi hệ thống phun nước và chữa cháy đang hoạt động.

Phòng thí nghiệm cáp Abu Dhabi của UL mô tả khả năng chịu lửa đối với các trường hợp: chỉ có lửa, lửa kết hợp với nước, lửa kết hợp với xung động cơ học, và lửa kết hợp với cả xung động cơ học và nước.

Điều này không có nghĩa là mọi thử nghiệm IEC 60331 đều tự động yêu cầu nước. Tình huống hỏa hoạn thực tế phải được xác định dựa trên yêu cầu cụ thể của tiêu chuẩn IEC, EN, BS, Cục Phòng vệ Dân sự hoặc yêu cầu riêng của từng dự án.

Chỉ sau khi các thông số này được xác nhận thì hệ thống thử nghiệm khả năng chống cháy của cáp mới được chỉ định.

Sơ đồ trang thiết bị điển hình cho phòng thí nghiệm kiểm tra khả năng chống cháy của cáp.

Yêu cầu kỹ thuật của phòng thí nghiệm chống cháy cáp

Sai lầm phổ biến nhất trong các dự án thí nghiệm cháy cáp là hoàn thiện danh sách thiết bị trước khi xác định các tiện ích, hệ thống an toàn và cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm.

1. Khí đốt và điều khiển đầu đốt

Hình dạng đầu đốt, thành phần khí, áp suất khí, lưu lượng nhiên liệu, lưu lượng không khí và vị trí đầu đốt có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ lặp lại của thử nghiệm. Tùy thuộc vào phương pháp thử nghiệm, hệ thống có thể yêu cầu điều chỉnh áp suất, lưu lượng kế đã hiệu chuẩn, bộ điều khiển lưu lượng khối và thiết bị kiểm chứng ngọn lửa chuyên dụng.

Dòng thiết bị thử nghiệm ngọn lửa và khả năng bắt lửa của KingPo bao gồm các hệ thống đầu đốt, thiết bị thử nghiệm ngọn lửa và các công cụ hiệu chuẩn hỗ trợ cho các phương pháp thử nghiệm cháy khác nhau.

2. Hệ thống hút và thông gió

Quá trình cháy cáp có thể tạo ra khói, khí ăn mòn, sản phẩm độc hại và các giọt lửa. Do đó, khả năng hút khí cần được xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu trong phòng thí nghiệm chứ không phải bổ sung sau khi thiết bị thử nghiệm đã được lắp đặt.

3. Giám sát tính liên tục của điện

Thử nghiệm tính toàn vẹn mạch điện theo tiêu chuẩn IEC 60331 không phải là thử nghiệm theo kiểu “đốt trước, kiểm tra sau”. Hiệu suất điện được theo dõi trong khi cáp chịu tác động nhiệt và, nếu có, tác động cơ học.

Đối với các hệ thống cáp đa lõi, cần xác định số lượng tối đa các dây dẫn được giám sát đồng thời trước khi lựa chọn kiến ​​trúc điều khiển và thu thập dữ liệu.

4. Hệ thống giảm xóc cơ học

Trường hợp phương pháp thử nghiệm có sử dụng va đập cơ học, năng lượng va đập, trình tự, thời gian và hình dạng giá đỡ mẫu phải tuân thủ tiêu chuẩn hiện hành.

Cơ cấu này phải tiếp tục hoạt động đáng tin cậy trong môi trường nhiệt độ cao mà không gây ra hiện tượng dịch chuyển cáp ngoài ý muốn hoặc mất kết nối điện không liên quan đến thử nghiệm cần thiết.

Vì lý do này, hệ thống truyền động cơ khí, giá đỡ mẫu vật, hệ thống giám sát điện và hệ thống bảo vệ an toàn cần được thiết kế như một hệ thống phối hợp nhịp nhàng.

5. Hệ thống phun nước, tia nước và thoát nước

Khi nước là một phần của phương pháp hoặc đặc tả dự án được đề cập, việc sử dụng nước trở thành một thông số thử nghiệm được kiểm soát chứ không chỉ đơn thuần là một chức năng phụ trợ.

Việc kết hợp các mạch điện đang hoạt động, ngọn lửa trần, tác động cơ học và nước làm tăng đáng kể yêu cầu về an toàn kỹ thuật trong phòng thí nghiệm. Do đó, việc thoát nước và cách ly điện cần được xem xét ngay từ đầu dự án.

6. Khóa liên động an toàn

Hệ thống kiểm tra khả năng chống cháy của cáp chuyên nghiệp cần phối hợp các hệ thống con quan trọng liên quan đến an toàn, thay vì để mỗi chức năng hoạt động độc lập.

7. Thu thập dữ liệu và truy xuất nguồn gốc thử nghiệm

Các phòng thí nghiệm chứng nhận, trung tâm nghiên cứu và phát triển của nhà sản xuất và các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng thực hiện các thử nghiệm lặp đi lặp lại sẽ được hưởng lợi từ hồ sơ thử nghiệm điện tử có cấu trúc thay vì chỉ ghi lại kết quả đạt/không đạt cuối cùng.

Các kỹ sư nên mô tả yêu cầu báo giá (RFQ) cho phòng thí nghiệm chống cháy cáp như thế nào?

Việc chỉ gửi một danh sách các số hiệu tiêu chuẩn thường dẫn đến cấu hình thiết bị không chính xác hoặc tốn kém không cần thiết. Một yêu cầu báo giá (RFQ) hữu ích cần mô tả thiết bị cần kiểm thử (DUT), kịch bản kiểm thử yêu cầu và cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm hiện có.

Từ một thiết bị kiểm tra đơn lẻ đến khả năng kiểm tra cháy cáp ở cấp độ phòng thí nghiệm

Ví dụ ở Trung Đông minh họa lý do tại sao các phòng thí nghiệm nghiên cứu cháy cáp nên được xem như những hệ thống năng lực chứ không phải là tập hợp các thiết bị đốt cháy không liên quan.

Các khả năng này sử dụng các phương pháp thử nghiệm, nguyên tắc đo lường, tiện ích và hệ thống an toàn khác nhau và không nên được coi là có thể thay thế cho nhau.

Đối với các phương pháp lan truyền ngọn lửa đã được thiết lập, KingPo hiện cung cấp thiết bị thử nghiệm ngọn lửa cáp IEC 60332 chuyên dụng và buồng thử nghiệm ngọn lửa UL 1581 VW-1 / CSA FT1.

Các hệ thống cơ khí và độ bền liên quan cũng có thể được kiểm tra thông qua dòng thiết bị kiểm tra cáp KingPo.

Đối với các dự án thử nghiệm bó cáp, đo khói, phân tích khí cháy và kiểm tra tính toàn vẹn mạch điện theo tiêu chuẩn IEC 60331, phạm vi thiết bị cần được xem xét kỹ lưỡng dựa trên phương pháp thử nghiệm cụ thể, cấu tạo mẫu thử, điều kiện điện và cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm hiện có trước khi xác nhận cấu hình cuối cùng.

Kết luận kỹ thuật

Sự lan truyền ngọn lửa trong cáp, sự lan truyền lửa trong bó cáp, sự sinh khói, hành vi của khí cháy và tính toàn vẹn của mạch điện chống cháy là những chủ đề an toàn cháy nổ có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng chúng không phải là các phương pháp thử nghiệm có thể thay thế cho nhau.

Đối với các phòng thí nghiệm hỗ trợ cơ sở hạ tầng, giao thông vận tải, hệ thống khẩn cấp và thị trường cáp quốc tế, trình tự kỹ thuật chính xác là trước tiên phải xác định kịch bản hỏa hoạn cần thiết, sau đó xác định tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm áp dụng, và chỉ sau đó mới xác định các yêu cầu về thiết bị, tiện ích và hệ thống an toàn.

Phòng thí nghiệm kiểm tra khả năng chống cháy của cáp cần được thiết kế dựa trên kịch bản cháy, mẫu vật và mục tiêu tuân thủ yêu cầu — chứ không phải chỉ dựa trên một thiết bị thử nghiệm duy nhất.