Kabel mineralizowany (MI/MICC) — kabel ognioodporny bez izolacji organicznej

Przewodnik o kablu podtrzymującym funkcję omawia klasyfikację PH i E, która wykazuje, że kabel do obwodów sygnalizacji pożaru, ewakuacji lub pompy tryskaczowej pozostaje elektrycznie sprawny podczas pożaru. Ten artykuł omawia konkretną technologię kablową, która osiąga ten rezultat w fundamentalnie inny sposób niż zwykły, organicznie izolowany kabel podtrzymujący funkcję: kabel mineralizowany (ang. mineral-insulated cable, MI, w praktyce często określany historycznym skrótem MICC, od mineral- insulated copper-clad).

Budowa: nic organicznego do spalenia

Kabel MI składa się z żył miedzianych otoczonych sprasowanym proszkiem tlenku magnezu (MgO) jako materiałem izolacyjnym, otoczonym bezszwową, ciągnioną powłoką miedzianą. W przeciwieństwie do niemal każdej innej konstrukcji kabla, ta budowa nie zawiera żadnego materiału organicznego: brak izolacji z tworzywa sztucznego, brak zewnętrznej powłoki z tworzywa sztucznego (poza opcjonalną cienką, nienośną powłoką LSZH nakładaną ze względów estetycznych lub antykorozyjnych). Ponieważ w rdzeniu kabla po prostu nie ma niczego palnego, ognioodporność kabla MI nie jest wynikiem specjalnego kompoundu ognioodpornego, który przechodzi test normatywny — jak w przypadku badanego wg PH/E, organicznie izolowanego kabla podtrzymującego funkcję z powiązanego przewodnika — lecz cechą wewnętrzną samego materiału.

Norma i klasa napięciowa

Kabel MI oraz jego terminacje są znormalizowane w IEC 60702-1 (sam kabel) i IEC 60702-2 (elementy przyłączeniowe), zazwyczaj o napięciu znamionowym 500 V lub 750 V, odpowiednie do zwykłych obwodów siłowych i oświetleniowych z ograniczoną liczbą żył w kablu.

Ognioodporność: działanie znacznie powyżej 1000 °C

Kabel MI może krótkotrwale wytrzymać temperatury znacznie powyżej 1000 °C, pozostając przy tym elektrycznie sprawnym — żyły miedziane i powłoka topią się dopiero w temperaturze znacznie wyższej niż realistyczny scenariusz pożaru, a sam tlenek magnezu jest niepalny i nie ulega degradacji w tych temperaturach. Ponieważ nie występuje żaden materiał organiczny, sam kabel się nie pali, nie wytwarza dymu i nie wydziela toksycznych gazów spalinowych — istotna różnica w porównaniu z niektórymi organicznie izolowanymi kablami podtrzymującymi funkcję, które co prawda przechodzą test PH lub E, ale mogą podczas tego testu wykazywać pewne wydzielanie dymu lub gazu z powłoki zewnętrznej.

Pułapka higroskopijności: staranna terminacja jest niezbędna

Sprasowany tlenek magnezu jest higroskopijny: pochłania wilgoć z otaczającego powietrza, gdy tylko przycięty koniec kabla pozostanie niezabezpieczony. Pochłanianie wilgoci szybko obniża rezystancję izolacji kabla i przy poważnym zanieczyszczeniu może prowadzić do trwałego uszkodzenia izolacji. Kabel MI musi więc zawsze być zakończony przeznaczonym do tego uszczelnieniem — zazwyczaj pot-seal (tuleją wypełnioną kompoundem uszczelniającym) lub odpowiednim złączem zaciskanym lub gwintowanym — bezpośrednio po przycięciu, i najlepiej jak najszybciej po odsłonięciu końca kabla. Pomiar rezystancji izolacji bezpośrednio po terminacji jest zwyczajową kontrolą, czy uszczelnienie faktycznie zostało wykonane szczelnie na wilgoć.

Powłoka miedziana jako element prądowy lub uziemiający

Zewnętrzna powłoka miedziana kabla MI jest sama w sobie przewodnikiem i w niektórych wykonaniach jest celowo wykorzystywana jako przewód powrotny lub przewód ochronny (PE), podobnie do roli, jaką może pełnić metalowy pancerz kabla opancerzonego (zob. przewodnik o pancerzu kabla jako przewodzie ochronnym) — z tą różnicą, że w przypadku kabla MI całą funkcję przewodzącą pełni cała, bezszwowa powłoka, a nie warstwa pancerza pleciona lub nawinięta spiralnie.

Uwaga: czy powłoka może faktycznie być wykorzystana jako PE w konkretnej instalacji i jakie wymagania dotyczące przekroju obowiązują, wynika z projektu instalacji i dokumentacji produktowej producenta; ten artykuł omawia zasadę działania, a nie gotową regułę projektową.

Znaczenie praktyczne

Kabel MI jest w praktyce stosowany tam, gdzie wymagany jest bardzo wysoki poziom ognioodporności i gdzie stosunkowo wyższe koszty materiału i robocizny (specjalistyczna terminacja z pot-seal) są uzasadnione korzyścią z wewnętrznego, nieorganicznego zachowania w ogniu — na przykład dla zasilania pompy tryskaczowej, okablowania centrali sygnalizacji pożaru w budynkach krytycznych lub okablowania z centralnej baterii dla oświetlenia awaryjnego (zob. powiązany przewodnik o centralnych systemach bateryjnych). Przy ocenie istniejącej instalacji MI ważne jest sprawdzenie, czy wcześniej wykonane terminacje są nadal szczelne na wilgoć — postarzały lub uszkodzony pot-seal jest jedną z najczęstszych przyczyn spadku rezystancji izolacji w tej technologii kablowej.

Najczęstsze błędy

1. Pozostawienie przyciętego końca kabla MI bez zabezpieczenia, nawet krótkotrwałe — higroskopijny tlenek magnezu natychmiast zaczyna pochłaniać wilgoć z otaczającego powietrza, mierzalnie obniżając rezystancję izolacji.
2. Zastosowanie zwykłego złącza zaciskanego przeznaczonego dla kabla izolowanego tworzywem sztucznym zamiast pot-seal lub uszczelnienia specyficznego dla producenta, przeznaczonego dla kabla MI — nie zapewnia to wystarczającej szczelności na wilgoć dla higroskopijnej izolacji.
3. Mylenie klasy PH/E organicznie izolowanego kabla podtrzymującego funkcję z wewnętrzną ognioodpornością kabla MI — oba mogą spełniać porównywalne wymaganie funkcjonalne, ale poprzez fundamentalnie inny mechanizm, z innymi wymaganiami instalacyjnymi i terminacyjnymi.
4. Niewykonanie pomiaru rezystancji izolacji bezpośrednio po terminacji — jest to zwyczajowa, szybka kontrola, czy pot-seal faktycznie został wykonany szczelnie na wilgoć.

Powiązane

• Kabel podtrzymujący funkcję (NEN 6069 / IEC 60331 / EN 50200)
• Kabel opancerzony — pancerz jako przewód ochronny
• Kable bezhalogenowe (LSZH)
• Oświetlenie awaryjne — system centralnej baterii (CBS) a oprawy autonomiczne