البطل المجهول للسلامة: نظرة على الكابلات المقاومة للحريق

في النظام الكهربائي المعقد للمباني الحديثة، تكون معظم المكونات مرئية ومُقدّرة. ولكن، داخل الجدران والأسقف والأنابيب، تكمن ميزة أمان بالغة الأهمية غالبًا ما يتم تجاهلها: الكابل المقاوم للحريق.

بخلاف الكابلات التقليدية التي تحمل الكهرباء فقط، صُممت الكابلات المقاومة للحريق لمهمة أساسية واحدة: الحفاظ على سلامة الدائرة الكهربائية واستمرار عملها لفترة محددة أثناء نشوب حريق. هذه الوظيفة هي ما يميز الحدث الكارثي عن حالة الطوارئ المُدارة، حيث تُشغّل أنظمة حيوية مثل أجهزة إنذار الحريق، وإضاءة الطوارئ، ومضخات الرش، وأنظمة شفط الدخان عند الحاجة إليها.

لماذا تفشل الكابلات القياسية في حالة الحريق

يتكون الكابل الكهربائي النموذجي من موصل نحاسي معزول بمادة كلوريد البوليفينيل (بولي فينيل كلوريد) أو البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، وغالبًا ما يكون غلافًا خارجيًا من مادة كلوريد البوليفينيل. عند تعرضها للحريق، قد تؤدي هذه المواد إلى:

• ذوبان وتنقيط، مما قد يؤدي إلى انتشار الحريق.

• يحترق بسرعة، وينتج دخانًا كثيفًا وسامًا وحمضيًا.

• إنشاء دوائر قصيرة عند فشل العزل، مما يتسبب في إيقاف تشغيل الأنظمة قبل الأوان.

تم تصميم الكابل المقاوم للحريق لمنع هذه الأعطال من خلال الجمع بين المواد الخاصة والبناء الذكي.

الدرع: مواد أساسية مقاومة للحريق

تُعزى خاصية مقاومة الحريق إلى المواد المستخدمة في تصنيع الكابل. ومن أكثرها شيوعًا وفعالية:

1. ميكا تيب: الفنان النجم
هذا هو جوهر معظم الكابلات المقاومة للحريق. الميكا معدن سيليكات طبيعي يتميز بـ:

• مقاومة عالية للحرارة: يمكنها تحمل درجات حرارة تتجاوز 1000 درجة مئوية دون أن تتدهور.

• عازل كهربائيًا: حتى عند تعرضه للهب المباشر، فإنه يحتفظ بخصائص العزل الكهربائي.

• مرن: عند استخدامه كشريط ملفوف حول الموصل، فإنه يسمح للكابل بالبقاء مرنًا للتثبيت.

أثناء الحريق، سوف تتفحم الطبقة العازلة البلاستيكية المحيطة بها وتحترق، ولكن شريط الميكا يندمج في غلاف عازل قوي يشبه السيراميك يستمر في حماية موصل النحاس، مما يضمن استمرار تدفق الكهرباء.

2. العزل المعدني (كابلات مي)
هذه من أقوى الكابلات المقاومة للحريق. تصميمها فريد من نوعه:

• الموصل: قضبان نحاسية صلبة.

• العزل: مسحوق مضغوط من أكسيد المغنيسيوم (أكسيد الماغنيسيوم).

• الغلاف: أنبوب نحاسي بدون درزات.

يُعد أكسيد المغنيسيوم عازلًا غير عضوي ممتازًا، غير قابل للاشتعال تمامًا، ومستقرًا في درجات الحرارة العالية جدًا. تتمتع كابلات مي بالقدرة على تحمل الغمر في النار ومواصلة العمل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الأكثر حرجًا وخطورة.

3. مطاط السيليكون السيراميكي
يُستخدم هذا المركب، المصنوع أساسًا من السيليكون، غالبًا كطبقة خارجية أو عازل، وهو مُصمم ليُشكل عند احتراقه فحمًا خزفيًا صلبًا واقٍ. يعمل هذا الفحم كحاجز حراري، يحمي الموصل الداخلي ويحافظ على العزل.

4. مركبات خالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان (LSZH)
رغم أنها ليست مقاومة للحريق دائمًا بمفردها، إلا أن مواد LSZH تُستخدم غالبًا كغلاف خارجي. في حالة الحريق، تُنتج دخانًا قليلًا جدًا ولا تُصدر غازات هالوجين سامة (مثل الكلور من كلوريد البوليفينيل)، والتي تُعتبر سببًا رئيسيًا للوفيات في الحرائق. هذا يجعلها الرفيق الأمثل لشريط الميكا في إنشاء كابل آمن تمامًا.

البناء: عملية الإنتاج

تصنيع كابل مقاوم للحريق عملية هندسية دقيقة. إليكم لمحة مبسطة عن كيفية إجرائه، مع التركيز على أكثر أنواع الكابلات شيوعًا، القائمة على الميكا:

الخطوة 1: قطع الموصل
يتم ربط الأسلاك النحاسية معًا لتشكيل قلب مرن بالحجم المطلوب (على سبيل المثال، 2.5 مم²، 4 مم²).

الخطوة 2: اللفافة الحاسمة - تطبيق شريط الميكا
يُمرَّر موصل النحاس عبر رأس شريط لاصق، يُغلِّف حوله حلزونيًا طبقة أو طبقتين من شريط الميكا. تُعد هذه الخطوة بالغة الأهمية، إذ يجب التحكم بدقة في التداخل والشد لضمان عدم وجود فجوات في الحماية من الحرائق.

الخطوة 3: العزل الأساسي
يُغطى الموصل المغلف بالميكا بطبقة من العزل الأساسي، عادةً ما يكون من مادة XLPE. يتحمل هذا العزل الضغوط الكهربائية أثناء التشغيل العادي، ويوفر حماية ميكانيكية.

الخطوة 4: التجميع والتغليف
بالنسبة للكابلات متعددة الأنوية، تُلف الأنوية المعزولة فرديًا حول حشوة مركزية. الخطوة الأخيرة هي بثق الغلاف الخارجي، والذي غالبًا ما يكون مصنوعًا من مركب LSZH برتقالي أو أحمر فاقع لضمان وضوح الرؤية والسلامة.

الخطوة 5: الاختبار الدقيق
تخضع الكابلات المقاومة للحريق لبعضٍ من أصعب الاختبارات في هذا المجال. وأهمها اختبار الحريق، حيث تُركّب عينة من الكابل في فرن خاص وتُعرّض لدرجة حرارة لا تقل عن 830 درجة مئوية لفترة زمنية محددة (مثلاً، 30 أو 60 أو 120 دقيقة) تحت تأثير الصدمات الميكانيكية ورذاذ الماء، مع تزويدها بالطاقة اللازمة للتحقق من استمرار عملها.

الكابلات المقاومة للحريق تحفة فنية في علم وهندسة المواد. فهي ليست مصممة لمنع الحرائق، بل لمنع تحولها إلى مأساة. بضمان استمرار تشغيل أنظمة الإنقاذ الحيوية، توفر الكابلات الوقت الثمين اللازم للإخلاء الآمن ومكافحة الحرائق بفعالية. في المرة القادمة التي ترى فيها الغلاف الأحمر أو البرتقالي الزاهي لكابل LSZH، ستعرف أنه يمثل طبقة حماية معقدة وحيوية، تقف حارسًا صامتًا داخل جدراننا.