Các tiêu chuẩn thử nghiệm hiệu suất chịu lửa của cáp chịu lửa là gì?

Chịu lửa so với Chống cháy: Những điểm khác biệt cốt lõi đối với cáp chịu lửa

Tại sao tính toàn vẹn mạch điện lại định nghĩa khả năng chịu lửa thực sự

Điều quan trọng nhất về cáp chịu lửa là tính toàn vẹn mạch của chúng, giúp duy trì hoạt động trong tình huống cháy nổ chứ không chỉ đơn thuần là sau khi đám cháy kết thúc. Các loại cáp thông thường hoặc những loại được ghi nhãn là chống cháy chỉ đơn thuần không đáp ứng được yêu cầu thực sự về khả năng chịu lửa. Điều quan trọng nhất là liệu những sợi cáp này có thể tiếp tục vận hành bình thường khi bị đốt trực tiếp ở nhiệt độ trên 950 độ C trong khoảng chín mươi phút mà vẫn dẫn điện được hay không. Các tổ chức tiêu chuẩn đã thiết lập các bài kiểm tra nghiêm ngặt cho tiêu chí này thông qua IEC 60331, tiêu chuẩn này được coi là tài liệu tham khảo hàng đầu trên toàn thế giới để đánh giá tính toàn vẹn mạch. Đối với các hệ thống mang tính sống còn trong việc cứu người như báo cháy, đèn khẩn cấp và quạt hút khói, việc duy trì nguồn điện trong các tình huống khẩn cấp không phải là lựa chọn mà là điều hoàn toàn thiết yếu. Lấy ví dụ như cáp cách điện khoáng, vỏ đồng (MICC). Những loại cáp này chứa lớp cách điện bằng magie oxit, khi bị đốt nóng sẽ chuyển thành một dạng lớp chắn gốm, ngăn chặn hiện tượng đoản mạch và hư hỏng cấu trúc ngay cả khi mọi thứ xung quanh đều bắt lửa.

Tại Sao Chống Cháy Chỉ Mình Không Đáp Ứng Được Nhu Cầu Cơ Sở Hạ Tầng Quan Trọng

Các loại cáp chống cháy thường được làm từ PVC-FR hoặc polymer Không Khói, Không Halogen (LSZH) chỉ giải quyết làm chậm bắt lửa và ức chế lan truyền ngọn lửa , theo các tiêu chuẩn như IEC 60332. Chúng không không đảm bảo hoạt động liên tục trong điều kiện tiếp xúc với lửa. Ba hạn chế quan trọng cho thấy sự không phù hợp của chúng đối với cơ sở hạ tầng trọng yếu:

1. Dễ hư hỏng do nhiệt : Lớp cách nhiệt bằng polymer bắt đầu suy giảm trong vòng 20 đến 30 phút ở nhiệt độ 500 đến 700°C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ trong các đám cháy đã phát triển hoàn toàn;
2. Sụp đổ chức năng : Độ bền cơ học mất đi khi chịu tác động của nước chữa cháy (ví dụ: hệ thống phun nước tự động hoạt động), gây ra hiện tượng tách rời dây dẫn ngay lập tức;
3. Vấn đề dễ bị tổn thương hệ thống : Mất điện lan truyền qua các hệ thống an toàn liên kết, làm mất chức năng chiếu sáng khẩn cấp, bơm chữa cháy và các bộ điều khiển giám sát đúng vào thời điểm chúng cần thiết nhất.

Trong các môi trường rủi ro cao như hầm mỏ dưới lòng đất hoặc tàu biển, việc chỉ dựa vào khả năng chống cháy sẽ tạo ra những khoảng trống nguy hiểm trong hỗ trợ sơ tán — hệ thống hút khói ngừng hoạt động, lối thoát hiểm tối sầm và liên lạc bị ngắt giữa lúc khủng hoảng. Cáp chịu lửa, được xác minh về tính toàn vẹn mạch, sẽ lấp đầy những khoảng trống này bằng độ bền đã được chứng minh và tuân thủ theo tiêu chuẩn.

IEC 60331: Tiêu chuẩn toàn cầu cho cáp chịu lửa

Tiêu chuẩn IEC 60331 vẫn được coi là tiêu chuẩn vàng khi nói đến việc kiểm tra khả năng duy trì mạch điện của cáp chịu lửa trong các vụ cháy thực tế. Theo yêu cầu này, những loại cáp này phải tiếp tục hoạt động liên tục ngay cả khi chịu tải điện đầy đủ và các ứng suất cơ học trong thời gian tối thiểu chín mươi phút liên tục dưới ngọn lửa trực tiếp lên tới trên 840 độ Celsius. Mốc thời gian 90 phút thực tế khá sát với thời gian sơ tán tòa nhà điển hình, điều đó có nghĩa là những loại cáp đặc biệt này giúp duy trì nguồn điện cho các thiết bị an toàn thiết yếu xuyên suốt giai đoạn thường là nguy hiểm nhất trong mọi tình huống cháy nổ.

Quy trình thử nghiệm: Phơi nhiễm lò nung, Ứng dụng điện áp và Ngưỡng độ bền 90 phút

Trong các quy trình thử nghiệm, các cáp được đặt nằm ngang bên trong lò nung và cấp điện lên khoảng 1.000 volt trước khi bị tác động bởi ngọn lửa được kiểm soát. Các kỹ thuật viên theo dõi sự liên tục bằng đèn báo mắc nối tiếp với cáp đang được thử nghiệm. Khi mạch bị ngắt, đó là lúc chúng ta biết đã xuất hiện điểm hỏng. Các thử nghiệm này mô phỏng những gì xảy ra trong đám cháy thực tế, nơi hệ thống dây điện cần duy trì dẫn điện ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cực cao do bức xạ và dòng đối lưu gây ra. Hãy nghĩ đến các tình huống ở cầu thang bộ trong tòa nhà hoặc các khu vực trên trần nhà, nơi đám cháy thường lan nhanh nhưng con người vẫn cần hệ thống chiếu sáng khẩn cấp và liên lạc hoạt động đúng cách.

Xác thực Thực tế: Hiệu suất Cáp Cách điện Khoáng chất và Cáp Cách điện Gốm

Các cáp MICC được biết đến với khả năng vượt trội so với yêu cầu của tiêu chuẩn IEC 60331 vì chúng được làm hoàn toàn từ các vật liệu vô cơ. Hãy hình dung: dây đồng bên trong, lớp cách điện bằng magie oxit, tất cả được bao bọc bởi một lớp vỏ đồng đặc chắc. Những thành phần này không bị phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, không sinh ra khí độc hại nào và vẫn hoạt động bình thường ngay cả sau 90 phút tiếp xúc với lửa. Ngoài ra, còn có một loại khác cũng đáng chú ý—loại cáp lai gốm-polyme. Chúng hoạt động theo cách khác nhưng vẫn đạt được kết quả tương tự nhờ thiết kế ma trận đặc biệt tạo thành lớp than bảo vệ trong điều kiện nhiệt độ cao. Điều gì khiến những lựa chọn này nổi bật so với cáp polyme thông thường? Cáp thông thường dựa trên nhựa đơn giản bị phá hủy cả về mặt vật lý lẫn điện học, lâu trước khi đạt đến ngưỡng 90 phút quan trọng này trong hầu hết các tình huống cháy nổ.

BS 6387 và Xếp hạng PH: Khả năng chịu lửa nâng cao cho môi trường có nguy cơ cao

Phân loại CWZ: Kiểm tra đồng thời cháy, phun nước và va đập cơ học

Đánh giá CWZ trong tiêu chuẩn BS 6387 được xem là một trong những bài kiểm tra khắc nghiệt nhất hiện nay đối với cáp chịu lửa. Những loại cáp này phải chịu được ba thách thức cùng lúc: ngọn lửa trực tiếp từ hạng mục C, tia nước áp lực mạnh từ hạng mục W, và các tác động vật lý từ hạng mục Z. Hãy hình dung điều gì xảy ra trong một vụ cháy thực tế. Các tòa nhà bắt đầu sụp đổ, tạo ra các lực va đập. Hệ thống phun nước tự động hoạt động ngay cả khi đám cháy vẫn đang lan rộng. Và ngọn lửa lan qua những khu vực bị hư hại trong công trình. Những sợi cáp vượt qua bài kiểm tra CWZ có thể duy trì mạch điện nguyên vẹn hơn 180 phút, ngay cả khi phải chịu đồng thời tất cả các tác động này. Chính vì vậy, chúng cực kỳ quan trọng tại những nơi như hầm ngầm, nhà máy lọc dầu, giàn khoan ngoài khơi và các trung tâm giao thông lớn. Khi sự cố xảy ra ở những địa điểm này, hậu quả có thể vô cùng nghiêm trọng.

PH30/PH60/PH120: Xếp hạng theo hiệu suất cho các hệ thống đảm bảo an toàn tính mạng

Xếp hạng PH theo tiêu chuẩn BS EN 50200 về cơ bản cho biết một vật có thể hoạt động trong bao lâu khi bị tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa. Có ba nhóm chính: PH30 duy trì trong 30 phút, PH60 chịu được trong một giờ, và PH120 duy trì tới hai giờ đồng hồ. Hệ thống này thực tế đánh giá những gì xảy ra trong tình huống thực tế thay vì chỉ kiểm tra các yêu cầu trên giấy tờ. Lấy ví dụ cáp PH120 là một trường hợp điển hình. Chúng được yêu cầu sử dụng tại các địa điểm như bệnh viện, tòa nhà cao tầng và trung tâm dữ liệu, nơi con người có thể cần thêm thời gian để sơ tán an toàn. Các cơ sở này phụ thuộc vào nguồn điện liên tục cho các hệ thống quan trọng như báo cháy, đèn chiếu sáng khẩn cấp và điều khiển hệ thống HVAC trong quá trình sơ tán. Điểm khác biệt ở đây là xếp hạng PH không cho phép các công ty giả mạo sự tuân thủ. Thay vào đó, chúng yêu cầu các thử nghiệm thực tế trên mạch điện đang hoạt động, mô phỏng các vụ cháy thật, từ đó mang lại sự đảm bảo đáng tin cậy hơn nhiều về độ an toàn trong các tình huống khẩn cấp.

Sự hài hòa với Tiêu chuẩn Toàn cầu và Các Biến thể Chính theo Khu vực đối với Cáp Chống cháy

GB/T 19216.21-2003 (Trung Quốc) và EN 50200: Các khoảng trống hài hòa và ý nghĩa thực tiễn

Tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T 19216.21-2003 và tiêu chuẩn châu Âu EN 50200 đều xem xét cách các mạch điện chịu đựng trong đám cháy, nhưng chúng thực hiện việc thử nghiệm theo những cách rất khác nhau. Tiêu chuẩn GB/T yêu cầu thời gian tiếp xúc với ngọn lửa dài hơn nhiều, thực tế là trên 120 phút, đồng thời yêu cầu cáp phải chịu được các tác động cơ học khi đang bị đốt nóng—một yếu tố hoàn toàn không nằm trong yêu cầu của tiêu chuẩn EN 50200. Thay vào đó, tiêu chuẩn châu Âu tập trung nhiều hơn vào khả năng chống phun nước của cáp. Vì những khác biệt này, các loại cáp được chứng nhận theo tiêu chuẩn PH120 của châu Âu có thể không vượt qua được các bài kiểm tra va chạm theo yêu cầu của tiêu chuẩn GB/T. Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất thường phải tạo ra các phiên bản đặc biệt của sản phẩm để phù hợp với từng thị trường khác nhau. Đối với các dự án hạ tầng lớn trải rộng qua nhiều quốc gia như đường sắt cao tốc và các trung tâm vận tải liên kết, việc hoàn tất chứng nhận có thể kéo dài thêm từ bốn đến tám tuần. Một khảo sát gần đây về các dự án xây dựng quốc tế năm 2023 đã chỉ ra vấn đề này như một trở ngại lớn đối với các công ty hoạt động xuyên biên giới.

Tại Sao Sự Khác Biệt Trong Kiểm Thử Nghiêm Ngặt Lại Quan Trọng Trong Các Dự Án Cơ Sở Hạ Tầng Liên Quốc Gia

Những khác biệt khu vực này làm phát sinh ba rủi ro cụ thể đối với các dự án toàn cầu:

• Khoảng trống về an toàn : Một cáp chỉ được xác nhận theo một tiêu chuẩn có thể thiếu độ bền trước các tổ hợp tác động chưa được kiểm tra, ví dụ như va chạm cơ học mà không có phun nước, làm suy giảm hiệu suất trong các vụ cháy môi trường hỗn hợp;
• Lạm phát chi phí : Việc cấp chứng nhận kép làm tăng chi phí mua sắm vật liệu từ 18 đến 25% đối với các dự án quy mô lớn;
• Nguy cơ chậm tiến độ : Việc kiểm tra lại ngoài kế hoạch trong quá trình thi công làm đình trệ các hoạt động trọng yếu trên lộ trình tới hơn 120 giờ.

Sự lệch pha này đặc biệt nghiêm trọng trong các cơ sở hạ tầng chung như nhà ga sân bay hoặc khu công nghiệp, nơi các ngăn cháy trải dài qua nhiều khu vực quản lý khác nhau nhưng phải hoạt động như một hệ thống an toàn thống nhất. Việc lập kế hoạch hài hòa chủ động trong giai đoạn thiết kế, thay vì cải tạo trong giai đoạn vận hành, là điều thiết yếu để đảm bảo cả tuân thủ quy định lẫn an toàn con người.

Câu hỏi thường gặp

• Sự khác biệt chính giữa cáp chịu lửa và cáp chống cháy lan là gì?

  Cáp chịu lửa duy trì độ toàn vẹn mạch khi tiếp xúc với lửa, trong khi cáp chống cháy lan chủ yếu làm chậm quá trình bắt lửa và kìm hãm sự lan rộng của ngọn lửa mà không đảm bảo hoạt động liên tục.

• Tại sao tiêu chuẩn IEC 60331 lại quan trọng trong việc đánh giá khả năng chịu lửa?

  IEC 60331 đặt ra tiêu chuẩn toàn cầu bằng cách kiểm tra khả năng của cáp trong việc duy trì mạch điện nguyên vẹn khi chịu nhiệt độ cao dưới ngọn lửa trực tiếp.

• Điều gì làm cho cáp MICC vượt trội về khả năng chịu lửa?

  Cáp MICC bao gồm các vật liệu vô cơ không bị phân hủy ở nhiệt độ cao, mang lại khả năng chịu lửa vượt trội mà không phát sinh khí độc.

• Các xếp hạng PH hỗ trợ hệ thống an toàn tính mạng như thế nào?

  Các xếp hạng PH đảm bảo hoạt động liên tục trong các tình huống cháy thực tế, cung cấp hỗ trợ thiết yếu cho các hệ thống an toàn tính mạng như báo cháy và đèn khẩn cấp.

• Tại sao sự khác biệt giữa các tiêu chuẩn khu vực lại tiềm ẩn rủi ro trong các dự án cơ sở hạ tầng toàn cầu?

  Sự khác biệt có thể dẫn đến khoảng cách về an toàn, tăng chi phí và chậm tiến độ do các yêu cầu kiểm tra độ bền khác nhau giữa các khu vực.