Hiểu đúng về 3 tiêu chuẩn cáp chống cháy IEC, BS và UL

Bên cạnh việc đánh giá khả năng duy trì hoạt động của cáp trong điều kiện cháy, một số tiêu chuẩn cũng xem xét thêm yếu tố chậm cháy để hạn chế lan truyền ngọn lửa. Dưới đây là tổng quan các hệ tiêu chuẩn cáp chống cháy phổ biến hiện nay:

Các thử nghiệm khả năng chống cháy và lan truyền lửa theo tiêu chuẩn IEC thường bị nhầm lẫn với nhau do tên gọi rất giống nhau. Tuy nhiên, phương pháp thử nghiệm được sử dụng lại hoàn toàn khác nhau.

IEC 60332-1-2 - Khả năng chậm cháy: Thử nghiệm sự lan truyền ngọn lửa theo chiều dọc đối với dây dẫn hoặc cáp cách điện đơn

Thử nghiệm này được vượt qua bởi hầu hết các loại cáp được làm từ vật liệu chậm cháy, ví dụ như PVC và cao su chloroprene, hoặc các vật liệu có chất phụ gia chậm cháy đặc biệt như PUR. Trong thử nghiệm, một lõi đơn hoặc cáp có chiều dài khoảng 60cm được lắp đặt theo chiều dọc bằng hai kẹp, sau đó một ngọn lửa đã xác định trước được đưa vào đầu dưới trong khoảng thời gian 60 giây (hoặc 120 giây đối với đường kính cáp > 25mm). Thử nghiệm được coi là đạt nếu, sau khi ngọn lửa được loại bỏ, cáp đang cháy tự tắt và vết cháy cách kẹp lắp đặt phía trên ít nhất 50mm. Thời gian cáp cháy trước khi tự tắt không quan trọng.

IEC 60332-3 - Khả năng chậm cháy: Thử nghiệm sự lan truyền ngọn lửa theo chiều dọc của các bó dây hoặc cáp được lắp đặt theo chiều dọc

Thử nghiệm lan truyền lửa này còn được gọi là "thử nghiệm cháy bó" và thường chỉ đạt yêu cầu đối với các loại cáp và dây dẫn được phát triển đặc biệt với vật liệu cách điện và vỏ bọc có khả năng chậm cháy cao. Trong thử nghiệm, nhiều dây cáp được bó lại hoặc xếp lớp với chiều dài khoảng 3,5m và được gắn theo chiều dọc vào một cấu trúc kim loại giống như thang, sau đó ngọn lửa được đưa vào đầu dưới của các dây cáp bằng cách sử dụng đầu đốt propan. Thể tích cáp và thời gian đốt cháy được xác định bởi phương pháp thử nghiệm, vì tiêu chuẩn IEC 60332-3 bao gồm 4 thử nghiệm cháy bó cáp khác nhau:

- IEC 60332-3-22 (Loại A): 7 lít vật liệu dễ cháy trên mỗi mét / thời gian đốt cháy: 40 phút

- IEC 60332-3-23 (Loại B): 3,5 lít vật liệu dễ cháy trên mỗi mét / thời gian đốt cháy: 40 phút

- IEC 60332-3-24 (Loại C): 1,5 lít vật liệu dễ cháy trên mỗi mét / thời gian đốt cháy: 20 phút / đường kính cáp > 12,0 mm

- IEC 60332-3-25 (Loại D): 0,5 lít vật liệu dễ cháy trên mỗi mét / thời gian đốt cháy: 20 phút / đường kính cáp < 12,0 mm

Thử nghiệm được coi là đạt nếu, sau khi tắt đầu đốt, các dây cáp đang cháy tự tắt và thiệt hại do hỏa hoạn không lan rộng hơn hơn 2,5 m khi đo từ đầu cáp phía dưới.

IEC 60331 - Khả năng chống cháy: Tính toàn vẹn chức năng và khả năng chống cháy của cáp điện

Thử nghiệm này không đánh giá sự lan truyền của ngọn lửa mà thay vào đó kiểm tra chức năng điện của cáp trong trường hợp hỏa hoạn. Thử nghiệm này thường chỉ đạt đối với các loại cáp và dây dẫn có lớp bọc thủy tinh hoặc mica chống cháy đặc biệt bao quanh các lõi riêng lẻ cũng như toàn bộ bó cáp. Trong thử nghiệm, cáp được cấp điện ở điện áp danh định và đặt dưới tác động của ngọn lửa trong 90 phút, ở nhiệt độ khoảng 750°C. Thử nghiệm được coi là đạt nếu cáp chống cháy tiếp tục dẫn điện mà không bị đoản mạch trong suốt quá trình ứng dụng ngọn lửa và trong thời gian làm nguội 15 phút sau đó.

Trong hệ tiêu chuẩn BS của Anh, BS 6387 là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất dùng để đánh giá khả năng duy trì hoạt động của cáp trong điều kiện cháy thực tế. Điểm khác biệt lớn của BS so với nhiều tiêu chuẩn khác là không chỉ kiểm tra khả năng chịu lửa, mà còn mô phỏng thêm các yếu tố xảy ra trong một đám cháy thực sự như nước và va đập cơ học. Thử nghiệm này nhằm đánh giá xem cáp chống cháy có duy trì được tính toàn vẹn mạch điện khi tiếp xúc với các tình huống này hay không. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống an toàn như chiếu sáng khẩn cấp.

Khả năng chống cháy đơn thuần

Cáp được thử nghiệm bằng ngọn lửa của bếp gas trong khi cho dòng điện chạy qua ở điện áp định mức. Bốn cấp độ thử nghiệm được xác định gồm: Cấp A (3 giờ ở 650°C), Cấp B (3 giờ ở 750°C), Cấp C (3 giờ ở 950°C) và Cấp S (20 phút ở 950°C).

Khả năng chống cháy kèm phun nước

Một mẫu cáp mới được tiếp xúc với ngọn lửa ở 650°C trong 15 phút trong khi cho dòng điện chạy qua ở điện áp định mức, sau đó bật vòi phun để tiếp xúc với cả lửa và nước trong 15 phút nữa. Kết quả thử nghiệm được phân loại ở cấp độ W, và cáp chỉ được công nhận đạt cấp này khi vẫn duy trì hoạt động ổn định sau toàn bộ quá trình tiếp xúc đồng thời với lửa và nước.

Khả năng chống cháy kèm va đập cơ học - yêu cầu cuối cùng là hư hỏng do va đập cơ học

Một mẫu mới được gắn trên một tấm đỡ theo hình chữ S và được tiếp xúc với ngọn lửa trong khi tấm đỡ được cố định bằng một thanh thép có đường kính bằng đường kính của các dây cáp cần thử nghiệm cứ sau 30 giây trong 15 phút. Các dây cáp sẽ được thử nghiệm ở các nhiệt độ sau: X (650°C/15 phút), Y (750°C/15 phút) và Z (950°C/15 phút).

Một cáp chống cháy đạt chuẩn BS 6387 CWZ đồng nghĩa với việc đã vượt qua toàn bộ ba nhóm thử nghiệm khắt khe nhất của tiêu chuẩn này: C (chịu lửa ở nhiệt độ cao), W (chịu nước khi đang cháy) và Z (chịu va đập cơ học trong quá trình cháy). Điều này cho thấy cáp không chỉ có khả năng chống lại nhiệt độ cao, mà còn duy trì hoạt động ổn định trong những điều kiện cực đoan mô phỏng sát với một đám cháy thực tế. Chính vì vậy, cấp CWZ thường được áp dụng cho các hệ thống quan trọng như báo cháy, chiếu sáng khẩn cấp và thoát hiểm, những nơi mà việc duy trì tín hiệu liên tục trong suốt sự cố là yếu tố mang tính quyết định đến an toàn của toàn bộ công trình.

Trong hệ tiêu chuẩn Mỹ, bên cạnh các quy định về khả năng chống cháy lan, UL 2196 là tiêu chuẩn tiêu biểu dùng để đánh giá cáp chống cháy ở cấp độ hệ thống. Khác với nhiều tiêu chuẩn chỉ kiểm tra riêng lẻ sợi cáp, UL 2196 xem cáp như một phần của toàn bộ hệ thống chịu lửa, tương tự cách đánh giá tường hoặc sàn chống cháy trong công trình xây dựng.

Theo đó, cáp được thử nghiệm theo đường cong nhiệt độ - thời gian ASTM E119, với thời gian tiếp xúc lửa lên đến 2 giờ, sau đó tiếp tục trải qua thử nghiệm phun nước (hose stream test) để mô phỏng tác động của hệ thống chữa cháy. Trong suốt quá trình này, tiêu chuẩn yêu cầu cáp phải duy trì tính toàn vẹn mạch điện cả trong và sau khi cháy. Các hệ thống đạt yêu cầu sẽ được chứng nhận dưới danh mục UL FHIT.

UL 2196 không chỉ đánh giá khả năng chịu lửa của cáp, mà xác nhận rằng cáp có thể tồn tại và tiếp tục hoạt động trong một kịch bản cháy thực tế của công trình, tương đương với một kết cấu chống cháy có thời gian chịu lửa 2 giờ.

Bên cạnh các hệ tiêu chuẩn phổ biến như IEC, BS hay UL, trong thực tế còn tồn tại nhiều bộ tiêu chuẩn quốc gia hoặc khu vực khác. Những tiêu chuẩn này thường được xây dựng dựa trên nền tảng chung (đặc biệt là IEC), nhưng có điều chỉnh để phù hợp với quy định và điều kiện sử dụng tại từng thị trường. Dưới đây là một số tiêu chuẩn khác dành cho cáp chống cháy:

CEI (Ý)

CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) là cơ quan của Ý chịu trách nhiệm xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong lĩnh vực kỹ thuật điện. Các tiêu chuẩn của CEI thiết lập các tiêu chí kỹ thuật và an toàn cho việc thiết kế, xây dựng, thử nghiệm và lắp đặt thiết bị điện, bao gồm cả các tủ điện. Trong đó, CEI 20-36/2-1 và CEI 20-45 là hai tiêu chuẩn có liên quan đến khả năng của cáp chống cháy.

DIN (Đức)

Tiêu chuẩn DIN là các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia do DIN – Deutsches Institut für Normung (Viện Tiêu chuẩn hóa Đức) phát triển. Các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo chất lượng, an toàn, hiệu quả và tính tương thích giữa các sản phẩm, hệ thống và dịch vụ tại Đức và trên toàn thế giới. Điển hình là tiêu chuẩn DIN 4102 quy định về hành vi cháy của vật liệu và cấu kiện xây dựng, dùng để đánh giá khả năng phản ứng với lửa trong công trình.

EN (Châu Âu)

Là bộ tiêu chuẩn chung áp dụng cho toàn Liên minh châu Âu, EN đóng vai trò đồng bộ hóa các tiêu chuẩn giữa các quốc gia, giúp sản phẩm có thể lưu thông tự do trong EU. Nhiều tiêu chuẩn EN được phát triển dựa trên IEC nhưng có điều chỉnh theo quy định khu vực. Các tiêu chuẩn chống cháy nổi bật của hệ EN bao gồm EN 50200 và EN 50362.

NBN (Bỉ)

NBN (Norme Belge) là hệ tiêu chuẩn quốc gia của Bỉ, thường được sử dụng trong các dự án nội địa. NBN có xu hướng hài hòa với EN, nhưng vẫn giữ một số yêu cầu riêng liên quan đến điều kiện lắp đặt và an toàn tại địa phương, điển hình như NBN C 30-004 và NBN 713-020.

NF (Pháp)

NF (Norme Française) là các hướng dẫn và yêu cầu được phát triển bởi AFNOR (Association Française de Normalisation), tổ chức tiêu chuẩn hóa của Pháp. Các tiêu chuẩn như NF-C-32-070 được thiết kế để đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu suất của vật liệu.

SS (Singapore)

SS (Singapore Standard) là bộ tiêu chuẩn áp dụng tại Singapore, được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa IEC, BS và các yêu cầu riêng của quốc gia này. Tiêu chuẩn như SS 299 part 1 thường xuất hiện trong các dự án xây dựng và hạ tầng tại Đông Nam Á.

VDE (Đức)

Đây không chỉ là tiêu chuẩn mà còn là chứng nhận chất lượng do Hiệp hội Kỹ thuật Điện, Điện tử và Công nghệ Thông tin Đức cấp. Sản phẩm đạt VDE thường được đánh giá cao về độ an toàn và độ tin cậy, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu khắt khe như chống cháy, điển hình qua tiêu chuẩn VDE 0815 và VDE 0482.

Khám phá ý nghĩa của xếp hạng CPR class đối với cáp điện chống cháy

Để giúp việc so sánh các tiêu chuẩn cáp chống cháy như IEC 60331, BS 6387 CWZ và UL 2196 trở nên trực quan hơn, nội dung được tổng hợp trong bảng dưới đây:

Sau khi so sánh, có thể thấy mỗi hệ tiêu chuẩn cáp chống cháy phù hợp với những bối cảnh sử dụng khác nhau. IEC thường được áp dụng cho các hệ thống chung trong công nghiệp và xây dựng, nơi cần đảm bảo các yêu cầu an toàn cơ bản theo chuẩn quốc tế. BS hướng đến các hệ thống có tính chất quan trọng cao, nơi không được phép gián đoạn hoạt động trong tình huống cháy như báo cháy, thoát hiểm hay chiếu sáng khẩn cấp. Trong khi đó, UL chủ yếu được sử dụng trong các dự án theo tiêu chuẩn Mỹ, đóng vai trò đảm bảo tuân thủ các quy định và yêu cầu kỹ thuật tại thị trường này.

Khi lựa chọn cáp theo tiêu chuẩn IEC, BS hay UL, cần hiểu rằng mỗi hệ tiêu chuẩn đều bao gồm cả hai nhóm đánh giá: cáp chống cháy (duy trì hoạt động khi cháy) và cáp chậm cháy (hạn chế cháy lan). Điểm quan trọng không nằm ở việc chọn IEC, BS hay UL, mà là xác định bài thử nghiệm cụ thể trong từng tiêu chuẩn đang đánh giá đặc tính nào. Bởi cùng một hệ tiêu chuẩn, nhưng các quy định khác nhau có thể dẫn đến khả năng vận hành hoàn toàn khác biệt trong thực tế. Vì vậy, việc lựa chọn dây chống cháy đúng không phải là chọn tiêu chuẩn nào, mà là chọn đúng loại thử nghiệm phù hợp với yêu cầu an toàn của hệ thống.

Tìm hiểu những yếu tố cần lưu khi chọn dây điện chống cháy

Tại Việt Nam, BS 6387 (Anh) và IEC 60331 (Quốc tế) là hai tiêu chuẩn phổ biến nhất, thường được áp dụng cho cáp điện chống cháy trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy. Cụ thể, BS 6387 (đặc biệt là loại CWZ) được coi là "tiêu chuẩn vàng" tại Việt Nam, thường được ưu tiên vì yêu cầu cao hơn bao gồm chịu lửa, nước và va đập. Ngoài ra, một tiêu chuẩn cáp chống cháy mới hơn là BS 7629 cũng đang dần được áp dụng trong một số dự án. Trong khi đó, IEC 60331 là tiêu chuẩn quốc tế cơ bản cho khả năng chịu lửa, thường được dùng chung với IEC 60332 để kiểm tra khả năng chống cháy và chậm cháy.

Xét trong ứng dụng thực tế, quy chuẩn Việt Nam (QCVN 06) đặt ra yêu cầu cao đối với cáp chống cháy, do đó các dòng cáp đạt chuẩn BS 6387 thường được chỉ định rộng rãi trong các dự án nhà cao tầng và nhà máy.

Đáp ứng nhu cầu này, HELU Vietnam cung cấp các dòng cáp chống cháy đạt tiêu chuẩn BS 6387, tiêu biểu là HELUKABEL® FR BS 6387 CWZ. Dòng cáp này cho phép hệ thống điện duy trì hoạt động trong điều kiện hỏa hoạn, đặc biệt phù hợp với các hệ thống an toàn như chiếu sáng khẩn cấp. Cáp có cấu trúc 2 lõi, với lớp cách điện có khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ lên đến 180°C. Bên ngoài là lớp vỏ nhựa nhiệt dẻo không chứa halogen (LSZH), giúp giảm thiểu khói và khí độc khi xảy ra cháy.

Bên cạnh đó, HELU Vietnam cũng cung cấp dòng cáp chống cháy đáp ứng tiêu chuẩn BS 7629, phù hợp cho các hệ thống báo cháy và ứng dụng trong tòa nhà theo tiêu chuẩn châu Âu, đảm bảo khả năng vận hành liên tục của hệ thống an toàn trong các tình huống khẩn cấp.

Để được tư vấn về các dòng cáp chống cháy, đừng ngần ngại liên hệ với các kỹ sư của chúng tôi!

>>> Tìm hiểu thêm về nhiều dòng cáp tín hiệu chống cháy, cáp điều khiển chống cháy cũng như dây chống cháy chống nhiễu, dây điện chịu nhiệt chống cháy tại đây!