فيما يتعلق بدرجات حرارة التشغيل المسموح بها على المدى الطويل لنوى الكابلات، عادةً ما تكون درجة حرارة عزل المطاط 65 درجة مئوية، وعزل كلوريد البولي فينيل (PVC) 70 درجة مئوية، وعزل البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) 90 درجة مئوية. في حالات قصر الدائرة (بحد أقصى لا يتجاوز 5 ثوانٍ)، تكون أعلى درجة حرارة مسموح بها للموصل 160 درجة مئوية لعزل كلوريد البولي فينيل (PVC) و250 درجة مئوية لعزل XLPE.
أولاً: الفرق بين كابلات XLPE وكابلات PVC
شهدت كابلات الجهد المنخفض المتشابكة (XLPE)، منذ طرحها في منتصف التسعينيات، تطورًا سريعًا، حيث تُمثل الآن نصف السوق، إلى جانب كابلات كلوريد البولي فينيل (PVC). بالمقارنة مع كابلات PVC، تتميز كابلات XLPE بسعة حمل تيار أعلى، وقدرة أكبر على تحمل الأحمال الزائدة، وعمر افتراضي أطول (يبلغ العمر الحراري لكابل PVC عادةً 20 عامًا في ظل ظروف مواتية، بينما يبلغ عمر كابل XLPE عادةً 40 عامًا). عند احتراق PVC، يُطلق دخانًا أسود كثيفًا وغازات سامة، بينما لا يُنتج احتراق XLPE غازات هالوجين سامة. ويتزايد إدراك قطاعي التصميم والتطبيق لتفوق الكابلات المتشابكة.
٢. تحترق كابلات PVC العادية (العازلة والغلاف) بسرعة مع احتراق سريع ومستدام، مما يُفاقم الحرائق. تفقد هذه الكابلات قدرتها على توفير الطاقة في غضون دقيقة إلى دقيقتين. يُطلق احتراق PVC دخانًا أسود كثيفًا، مما يُسبب صعوبات في التنفس وصعوبات في الإخلاء. والأهم من ذلك، يُطلق احتراق PVC غازات سامة ومسببة للتآكل مثل كلوريد الهيدروجين (HCl) والديوكسينات، وهي الأسباب الرئيسية للوفيات في الحرائق (حيث تُمثل ٨٠٪ من الوفيات الناجمة عن الحرائق). تتآكل هذه الغازات على المعدات الكهربائية، مما يُضعف أداء العزل بشكل كبير ويُؤدي إلى مخاطر ثانوية يصعب تخفيفها.
II. الكابلات المقاومة للهب
١. يجب أن تتميز الكابلات المقاومة للهب بخصائص مقاومة للهب، وتُصنف إلى ثلاثة مستويات مقاومة للهب: أ، ب، و ج، وفقًا للمعيار IEC 60332-3-24 "اختبارات الكابلات الكهربائية في ظروف الحريق". يوفر المستوى أ أعلى أداء مقاوم للهب.
أجرى معهد أبحاث المعايير والتكنولوجيا الأمريكي اختبارات احتراق مُقارنة على أسلاك مقاومة للهب وغير مقاومة له. وتُبرز النتائج التالية أهمية استخدام الكابلات المقاومة للهب:
أ. توفر الأسلاك المقاومة للهب وقت هروب أطول بـ 15 مرة مقارنة بالأسلاك غير المقاومة للهب.
ب. تحرق الأسلاك المقاومة للهب نصف كمية المواد التي تحرقها الأسلاك غير المقاومة للهب.
ج. تُظهر الأسلاك المقاومة للهب معدل إطلاق حرارة يبلغ ربع معدل إطلاق الحرارة في الأسلاك غير المقاومة للهب.
د. إن انبعاثات الغازات السامة الناتجة عن الاحتراق لا تشكل سوى ثلث الانبعاثات الناتجة عن المنتجات غير المقاومة للهب.
هـ. لا يُظهر أداء توليد الدخان أي فرق كبير بين المنتجات المقاومة للهب وغير المقاومة للهب.
2. كابلات خالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان
يجب أن تتمتع الكابلات الخالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان بخصائص خالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان ومقاومة للهب، مع المواصفات التالية:
IEC 60754 (اختبار خالٍ من الهالوجين) IEC 61034 (اختبار منخفض الدخان)
الموصلية المرجحة بالرقم الهيدروجيني (PH) الحد الأدنى لنفاذية الضوء
الرقم الهيدروجيني ≥ 4.3 r ≤ 10 ميكرومتر/ملم T ≥ 60%
3. الكابلات المقاومة للحريق
أ. مؤشرات اختبار احتراق الكابلات المقاومة للحريق (درجة حرارة الحريق ومدة الاحتراق) وفقًا لمعيار IEC 331-1970 هي 750 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. ووفقًا لأحدث مسودة جديدة للمعيار IEC 60331 من تصويت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، تتراوح درجة حرارة الحريق بين 750 و800 درجة مئوية لمدة 3 ساعات.
ب. يمكن تصنيف الأسلاك والكابلات المقاومة للحريق إلى كابلات مقاومة للحريق وكابلات غير مقاومة للحريق، وذلك بناءً على اختلاف المواد غير المعدنية. تعتمد الكابلات المنزلية المقاومة للحريق بشكل أساسي على موصلات مطلية بالميكا وعزل مبثوق مقاوم للحريق، ومعظمها من منتجات الفئة ب. أما الكابلات التي تستوفي معايير الفئة أ، فتستخدم عادةً أشرطة ميكا اصطناعية خاصة وعزلًا معدنيًا (قلب نحاسي، غلاف نحاسي، عزل أكسيد المغنيسيوم، المعروف أيضًا باسم MI).
الكابلات المقاومة للحريق المعزولة بالمعادن غير قابلة للاشتعال، ولا تُصدر دخانًا، ومقاومة للتآكل، وغير سامة، ومقاومة للصدمات، ومقاومة لرذاذ الماء. تُعرف هذه الكابلات بأنها كابلات مقاومة للحريق، وتتميز بأداء متميز في مقاومة الحريق بين أنواع الكابلات المقاومة للحريق. ومع ذلك، فإن عملية تصنيعها معقدة، وتكلفتها أعلى، وطول إنتاجها محدود، ونصف قطر انحناءها كبير، وعزلها حساس للرطوبة، وحاليًا، لا تتوفر سوى منتجات أحادية النواة بمساحة 25 مم² فأكثر. يلزم وجود أطراف توصيل مخصصة دائمة وموصلات وسيطة، مما يزيد من تعقيد التركيب والتركيب.
وقت النشر: ٧ سبتمبر ٢٠٢٣