Phân biệt các cấp độ chống cháy của cáp ethernet: CM/CMR/CMP/CMX

Trong môi trường công nghiệp – nơi máy móc hạng nặng, tải điện cao và vật liệu dễ cháy xuất hiện thường xuyên – an toàn phòng cháy luôn là ưu tiên hàng đầu. Hệ thống cáp ethernet công nghiệp, vốn là “xương sống” của mạng tự động hóa hiện đại, thường phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt: nhiệt độ cao, rung động mạnh, va đập cơ học và nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn

Có ba lý do chính khiến đặc tính này trở thành yếu tố bắt buộc trong hệ thống mạng công nghiệp:

1. Môi trường hoạt động nguy cơ cao: Nhà máy, khu chế xuất, cơ sở dầu khí hay nhà máy chế biến thực phẩm đều có nguồn nhiệt, hóa chất và hệ thống dây dẫn phức tạp, dễ dẫn đến sự cố cháy nổ.
2. Giảm thiểu rủi ro cháy lan: Ngọn lửa lan theo máng cáp hoặc bó cáp có thể khiến toàn bộ dây chuyền sản xuất tê liệt, gây thiệt hại lớn cho thiết bị và đe dọa tính mạng con người.
3. Tuân thủ tiêu chuẩn và quy định: Các tiêu chuẩn an toàn xây dựng, phòng cháy và bảo hiểm hiện nay đều yêu cầu sử dụng cáp có chứng nhận chống cháy hoặc cao hơn trong hệ thống công nghiệp.

Phần lớn các loại cáp ethernet công nghiệp được thiết kế có khả năng chống cháy, tuy nhiên mức độ chống cháy sẽ khác nhau tùy theo vật liệu cấu tạo, thiết kế và tiêu chuẩn chứng nhận mà cáp đạt được.

Tổng quan về cáp ethernet công nghiệp và các loại cáp ethernet của HELUKABEL

Để đánh giá khả năng chống cháy của cáp ethernet công nghiệp, các tổ chức quốc tế đã xây dựng nhiều phương pháp thử nghiệm nhằm xác định mức độ chịu lửa và khả năng hạn chế lan truyền ngọn lửa trong điều kiện thực tế. Dưới đây là những tiêu chuẩn phổ biến và được áp dụng rộng rãi nhất trong ngành:

2.1 Tiêu chuẩn UL VW-1 (UL 1581) – Thử nghiệm cháy đứng (Vertical Wire Flame Test)

Đây là phép thử chống cháy phổ biến nhất, do UL phát triển.
Phương pháp VW-1 mô phỏng tình huống cáp bị cháy trong tư thế thẳng đứng, nhằm kiểm tra khả năng tự dập tắt ngọn lửa và hạn chế sự lan truyền theo chiều dọc.

Cáp đạt chuẩn UL 1581 VW-1 chứng minh được khả năng chống cháy lan hiệu quả, phù hợp sử dụng trong hệ thống tự động hóa, nhà máy công nghiệp và trung tâm dữ liệu, nơi yêu cầu mức độ an toàn cao.

2.3 Tiêu chuẩn UL 1685 – Thử nghiệm cháy trên máng cáp (Vertical Tray Flame Test)

Tiêu chuẩn UL 1685 đánh giá mức độ lan truyền ngọn lửa khi nhiều sợi cáp được lắp đặt trong máng cáp đứng – một điều kiện thường gặp trong các nhà máy và khu công nghiệp. Phép thử này giúp mô phỏng môi trường thực tế, nơi hàng trăm sợi cáp ethernet công nghiệp chạy song song trong cùng một tuyến máng. Cáp đạt chuẩn UL 1685 chứng minh được khả năng ngăn chặn ngọn lửa lan rộng trong hệ thống dây dẫn tập trung, góp phần nâng cao an toàn tổng thể cho hạ tầng mạng công nghiệp.

2.4 Tiêu chuẩn CPR đối với cáp ethernet ở châu Âu

Tại Liên minh châu Âu (EU), Quy định về Sản phẩm Xây dựng – CPR (Construction Products Regulation) quy định phân hạng khả năng chống cháy của cáp từ Aca (không bắt lửa) đến Fca (dễ cháy cao). Trong hệ thống này, hiệu suất chống cháy của cáp chống cháy lan được thể hiện qua các cấp như: B1ca, B2ca, Cca, … mỗi cấp thể hiện mức độ an toàn khác nhau khi sử dụng trong công trình xây dựng và hệ thống mạng tòa nhà.

Tìm hiểu về hệ thống phân loại chống cháy CPR ở châu Âu

2.5 NFPA 70 / NEC – Quy chuẩn điện Hoa Kỳ (National Electrical Code)

NFPA 70, hay còn gọi là NEC, là bộ quy chuẩn an toàn điện quốc gia của Hoa Kỳ, bao gồm các yêu cầu về phòng cháy, an toàn điện và lắp đặt hệ thống cáp. Tiêu chuẩn này phân loại rõ mức độ chống cháy của cáp mạng, giúp lựa chọn loại cáp phù hợp cho từng vị trí lắp đặt.

Tuân thủ NFPA 70 / NEC giúp hệ thống cáp ethernet công nghiệp đạt chuẩn an toàn cháy nổ, đồng thời đảm bảo phù hợp với các quy định bảo hiểm và pháp lý quốc tế.

Xếp hạng lớp vỏ cáp ethernet (Ethernet cable jacket ratings) là hệ thống phân loại mức độ an toàn và hiệu suất hoạt động của cáp mạng, được quy định bởi NEC. Các cấp độ này giúp đảm bảo việc sử dụng và lắp đặt cáp ethernet an toàn, đúng tiêu chuẩn trong nhiều môi trường khác nhau.

Các ký hiệu như CM, CMR, CMP và CMX thể hiện các loại lớp vỏ cáp khác nhau, mỗi loại có mức độ chống cháy và an toàn riêng biệt, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

3.1 Cáp ethernet loại CM

Cáp CM (Communications Multi-purpose) là loại cáp được thiết kế cho mục đích sử dụng chung, phù hợp với các khu vực tiêu chuẩn không thuộc vùng plenum (khu vực có luồng không khí lưu thông).

Lớp vỏ cáp ethernet CM thường được làm từ nhựa PVC và phải đạt bài kiểm tra cháy tiêu chuẩn để được chứng nhận xếp hạng CM. Cáp CM được kiểm định theo tiêu chuẩn UL 1581 và CSA FT1, là mức đánh giá cơ bản nhất về khả năng chống cháy.

Mặc dù khả năng chống cháy của cáp CM chỉ ở mức cơ bản, nhưng loại cáp này vẫn đáp ứng được các tiêu chuẩn an toàn tối thiểu cho các ứng dụng thông thường trong nhà. Ưu điểm của loại cáp này là giá thành rẻ, dễ thi công, nên được sử dụng rộng rãi cho kết nối mạng khoảng cách ngắn trong nhà ở hoặc văn phòng.

Phần lớn các loại dây cáp mạng Cat6 và Cat6A trên thị trường hiện nay đều đạt chuẩn CM, nghĩa là hoàn toàn phù hợp và an toàn cho hệ thống mạng trong gia đình hoặc môi trường văn phòng thông thường.

Một số sản phẩm cáp CM của HELUKABEL như HELUKAT® 500IND CAT.6A S/FTP FRNC STATIC (11007777), HELUKAT® 500S CAT.6A SF/FTP PVC CHAIN (805704), HELUKAT® PROFInet A CAT.5e SF/UTP FRNC STATIC(805653), HELUKAT® PROFInet B CAT.5e SF/UTP FRNC FLEX(805654), HELUKAT® PROFInet B CAT.5e SF/UTP FRNC SHIPLINE(802185).

Tìm hiểu đặc điểm dây cáp mạng cat5, cat6, cat7

3.2 Cáp ethernet loại CMR - Cáp dùng cho trục đứng (Riser cable)

Cáp CMR (Communications Riser), được thiết kế chuyên biệt cho các không gian lắp đặt theo chiều dọc và có yêu cầu khắt khe hơn về khả năng chống cháy so với cáp CM. Cáp ethernet loại CMR được kiểm định theo tiêu chuẩn UL 1666 và CSA FT4.

Được làm từ các vật liệu như PVC chống khói hoặc FEP, loại cáp này có khả năng tăng cường tính chống cháy, giúp ngăn ngừa ngọn lửa lan truyền giữa các tầng, do đó rất lý tưởng cho các công trình nhiều tầng.

Cáp mạng ethernet loại CMR phù hợp cho việc đi dây theo phương thẳng đứng trong các tòa nhà nhiều tầng nhờ cấu tạo vật liệu và khả năng chống cháy vượt trội. Cáp đạt chuẩn CMR có thể thay thế cáp CM để tăng mức độ an toàn cho các đường dây chạy dọc tầng. Tuy nhiên, chúng không được sử dụng trong không gian plenum (khu vực có hệ thống lưu thông không khí).

3.3 Cáp ethernet loại CMP - Cáp dùng cho khu vực thông gió (Plenum Cable)

Đây là loại cáp có yêu cầu cao hơn về tiêu chuẩn chống cháy theo quy định của UL – được gọi là cáp Plenum hay cáp đạt chuẩn CMP (Communications Multi-purpose Plenum). “Khu vực plenum” là không gian có luồng không khí lưu thông, chẳng hạn trần giả hoặc hệ thống ống thông gió HVAC. Tiêu chuẩn an toàn áp dụng cho loại cáp này là UL910 hoặc CSA FT6.

Cáp CMP được làm từ vật liệu FEP, có khả năng chống cháy, chống lan lửa và sinh rất ít khói hoặc khí độc (cao hơn gấp nhiều lần so với cáp không chứa halogen thông thường). Nhờ đặc tính này, CMP là lựa chọn bắt buộc cho khu vực thông gió hoặc khu vực yêu cầu tiêu chuẩn an toàn cháy nổ cao. Tuy nhiên, chi phí cao khiến loại cáp này thường chỉ dùng cho các vị trí đặc biệt thay vì toàn bộ hệ thống.

Cáp CMP thường được lắp đặt trong các ống thông gió hoặc hệ thống hoàn lưu khí (air return) của thiết bị điều hòa không khí. Loại cáp này thường được sử dụng trong các tòa nhà yêu cầu tiêu chuẩn an toàn cao, chẳng hạn như văn phòng, bệnh viện, trường học, và các công trình công cộng khác.

3.4 Cáp ethernet loại CMX

Cáp ethernet loại CMX (Communications Limited Purpose) đáp ứng mức yêu cầu thấp nhất về khả năng chống cháy. Loại cáp này được tiêu chuẩn hóa theo bài kiểm tra UL 1581 VW-1, nhằm đánh giá khả năng chống cháy của cáp khi lắp đặt trong môi trường thực tế.

Cáp CMX thường sử dụng lớp vỏ bằng nhựa Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE) không chứa PVC. Loại cáp này được chế tạo để chống chịu các tác động của môi trường như tia UV, độ ẩm và nhiệt độ khắc nghiệt, đảm bảo độ bền và hiệu suất ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Cáp đạt chuẩn CMX là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời, nơi cần khả năng bảo vệ cao trước các yếu tố tự nhiên.

Với cấu trúc chắc chắn và bền bỉ, cáp CMX thích hợp để lắp đặt dọc theo mặt ngoài của các tòa nhà hoặc ở những khu vực thường xuyên tiếp xúc với thời tiết. Loại cáp này cung cấp giải pháp kết nối mạng đáng tin cậy cho môi trường ngoài trời, đảm bảo hiệu suất lâu dài và an toàn trong quá trình sử dụng.

Một số sản phẩm cáp CMX của HELUKABEL như: HELUKAT® PROFInet C CAT.5e SF/UTP PUR CHAIN (800655), HELUKAT® 250S CAT.6 CMX SF/UTP PUR CHAIN (803387), HELUKAT® 500IND CAT.6A S/FTP PUR STATIC (11007778), HELUKAT® 600T CAT.7 SF/FTP PUR TORSION (805828).

4.2 So sánh ứng dụng thực tế của các loại cáp ethernet

• Cáp ethernet loại CMP thường được khuyến nghị cho hầu hết các nhu cầu đi dây trong môi trường thương mại hoặc công nghiệp, nơi yêu cầu tiêu chuẩn an toàn cháy nổ cao nhất. Loại cáp này được thiết kế đặc biệt cho khu vực plenum – nơi có luồng không khí lưu thông như trong hệ thống HVAC, trần thả hoặc sàn nâng.
• Trong các công trình dân dụng, cáp CMR là lựa chọn phổ biến nhờ khả năng chống cháy tốt hơn CM, đặc biệt phù hợp cho nhà nhiều tầng. CMR có thể thay thế CM khi cần độ an toàn cao hơn mà vẫn đảm bảo tính linh hoạt cho các kiểu lắp đặt khác nhau.
• Cáp CM vẫn đáp ứng tốt cho các nhu cầu cơ bản trong nhà ở, chẳng hạn như nâng cấp mạng có dây cho TV, máy tính chơi game hoặc hệ thống giải trí gia đình. Đối với những ứng dụng này, cáp ethernet loại CM là đủ an toàn và kinh tế.
• Cáp CMX là lựa chọn tối ưu cho lắp đặt ngoài trời, nhờ khả năng chống tia UV, chống ẩm và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, đảm bảo hiệu suất ổn định lâu dài ngay cả trong điều kiện thời tiết bất lợi.

5.2 Khả năng chống tia UV có phải là một yêu cầu bổ sung cho cáp ethernet CMX dùng ngoài trời không?

Cáp CMX được thiết kế cho môi trường ngoài trời và có khả năng chống tia UV cơ bản, nhưng không tương đương với cáp “Sunlight Resistant”.

• Theo tiêu chuẩn UL 444, cáp CMX được thử nghiệm phơi sáng 300 giờ, đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện ngoài trời thông thường.
• Trong khi đó, các loại cáp có ký hiệu “SUN RES” đã vượt qua bài kiểm tra 720 giờ, thích hợp cho môi trường có ánh nắng trực tiếp lâu dài như mái nhà hoặc khu vực không che chắn.

Nói cách khác, cáp CMX đáp ứng tiêu chuẩn ngoài trời cơ bản, còn “SUN RES” mang lại khả năng bảo vệ cao hơn trước tia UV mạnh.

Một số sản phẩm cáp ethernet của HELUKABEL được sở hữu đặc tính kháng UV cao (SUN RES) như HELUKAT® 500IND CAT.6A S/FTP PVC STATIC (11007776), HELUKAT® 500IND CAT.6A SK S/FTP PVC STATIC (803693), HELUKAT® 500IND CAT.6A S/FTP PVC FLEX (11023769), HELUKAT® 250IND CAT.6 SF/FTP PVC STATIC (11017904), HELUKAT® 100T CAT.5e S/UTP PUR TORSION (802186), HELUKAT® PROFInet B CAT.5e PLTC-ER SF/UTP PVC FLEX (11018959), HELUKAT® PROFInet B CAT.5e SF/UTP FRNC FLEX Cca (11027770).

Bên cạnh các dòng cáp ethernet, một số sản phẩm cáp bus của HELUKABEL cũng đạt được xếp hạng CMX, CMG như:

• Profibus L2 (80384), Profibus SK (81903)
• CAN-BUS 0,50mm² (803722)
• SafetyBUS (800652)
• FOUNDATION™ (803354)
• A-BUS TPE, UL CMG (805693)
• DeviceNet™ (800683)
• Các sản phẩm cáp bus khác