Kable bezhalogenowe (HF): co to oznacza i kiedy stosować kable N2XH oraz NHXMH?

Kabel bezhalogenowy to kabel, którego izolacja i powłoka wykonane są z kompozycji polimerowej pozbawionej halogenów, w przeciwieństwie do kabli z PVC; w oznaczeniach typu N2XH lub NHXMH odpowiada za to indeks HF (halogen free). Zgodnie z klasyfikacją reakcji na ogień (Euroklasy), parametry te definiują właściwości materiału w zakresie emisji gazów oraz gęstości dymu. Powłoka ta nie wydziela chlorowodoru podczas spalania, dzięki czemu nie powstają kwasy, które w wilgotnym powietrzu osiadają na płytkach elektronicznych oraz drażnią drogi oddechowe.

Typy te stosuje się w miejscach, gdzie podczas pożaru kluczowe znaczenie ma skład chemiczny i ilość dymu: w budynkach i obiektach o dużym zagęszczeniu ludzi, w tym w wielofunkcyjnych wieżowcach oraz kompleksach budynkowych. To właśnie te obszary są zalecane dla przewodów o właściwościach bezhalogenowych i niskiej emisji dymu.

Różnica między poszczególnymi typami kabli wynika z rodzaju izolacji. W kablach typu N2XH izolacja wykonana jest z kompozycji bezhalogenowej, a dopuszczalna temperatura żyły wynosi 70 °C. W kablach typu NHXMH izolacja wykonana jest ze wspaniale izolującego polietylenu sieciowanego (XLPE), co pozwala na temperaturę pracy do 90 °C, co bezpośrednio przekłada się na większą dopuszczalną temperaturę pracy i wyższy prąd znamionowy przy tym samym przekroju. Do systemów ochrony przeciwpożarowej stosuje się wersje o podwyższonej odporności ogniowej (oznaczenie FR): N2XHY (lub odpowiedniki o właściwościach PH90/FE180).

Co oznaczają litery HF

Parametry HF regulują wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego w zakresie dwóch różnych właściwości:

• dotyczących halogenów: emisja gazów zawierających halogeny (wyrażona jako HCl) musi być minimalna, aby zapewnić niską przewodność roztworu wodnego i odpowiedni poziom pH, co zapobiega korozji sprzętu. Badania te są prowadzone zgodnie z normami PN-EN 60754-1 i PN-EN 60754-2;
• dotyczących dymu: spadek przepuszczalności światła (gęstość dymu) nie może przekroczyć określonego progu, co zapewnia lepszą widoczność podczas ewakuacji. W przypadku kabli o niskiej emisji dymu (LS) wymagania są ściśle określone, aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowników.

Palący się PVC wydziela chlorowodór, który w kontakcie z wilgocią tworzy kwas, niszczący urządzenia i uszkadzający drogi oddechowe. Kompozycja bezhalogenowa eliminuje to zagrożenie. Należy jednak pamiętać, że „bezhalogenowy” i „niepalny” to dwie różne cechy: ograniczenie rozprzestrzeniania ognia definiuje klasa reakcji na ogień (np. B2ca), natomiast zachowanie ciągłości obwodu w ogniu (odporność ogniowa) określa standardy takie jak PH90 lub FE180 zgodnie z PN-EN 50200.

Toksyczność produktów spalania jest normowana oddzielnym parametrem. W wersjach LS i HF równoważny wskaźnik toksyczności wynosi powyżej 40 g/m³ (pkt 5.6), natomiast w wersjach z indeksem LTx – powyżej 120 g/m³ (pkt 5.9); im wyższy wskaźnik, tym mniej toksyczne są produkty spalania. LTx odnosi się do toksyczności, a nie do ilości dymu.

Gdzie bezhalogenowe wykonanie jest rzeczywiście wymagane

Zgodnie z klasyfikacją dotyczącą właściwości ogniowych, wykonanie HF (bezhalogenowe) jest zalecane dla instalacji elektrycznych wewnątrz budynków i obiektów o dużym zagęszczeniu ludzi, w tym wielofunkcyjnych budynków wysokościowych oraz kompleksów budowlanych. Standardy wskazują te obszary jako priorytetowe. Jest to wytyczna, a nie bezwzględny zakaz.

Obowiązek zastosowania konkretnego typu kabla w danym projekcie wynika z innego ciągu zależności:

• Przepisy techniczno-budowlane wymagają, aby kable układane w sposób otwarty nie były propagujące płomienia;
• Linie systemów ochrony przeciwpożarowej muszą zachować sprawność w warunkach pożaru przez czas niezbędny do wykonania ich funkcji (podstawa do stosowania kabli o odporności ogniowej FRHF);
• Przepisy techniczne, wymagania branżowe, a dla konkretnego obiektu – dokumentacja projektowa oraz (w przypadku jednostek pływających) wymogi klasyfikacyjne.

Dlatego w specyfikacji technicznej odwołuje się do rozwiązań projektowych i obowiązujących norm. Sformułowanie „HF jest obowiązkowy ze względu na normę” nie kończy sporu z organami nadzoru lub projektantem.

Oznaczenia bezhalogenowych kabli siłowych

Uwaga do całej sekcji: oznaczenia są zgodne z systemem klasyfikacji kabli, natomiast parametry fizyczne zależą od specyfikacji technicznej producenta – należy zawsze sprawdzać charakterystykę według karty katalogowej konkretnego zakładu.

N2XHY (lub N2XHSY) – podstawowy kabel bezhalogenowy. Litera N oznacza izolację z polietylenu (XLPE), H oznacza powłokę bezhalogenową, Y oznacza izolację z PVC (w przypadku kabli o niższym napięciu), a dodatkowe litery określają obecność żyły ochronnej (żo) lub ekranu (ekw).

N2XH-FRHF — odpowiednik zapewniający zachowanie ciągłości pracy w warunkach pożaru: oświetlenie awaryjne, pompy przeciwpożarowe, wentylacja oddymiająca. Litery FR nie określają, przez ile minut kabel musi pracować w ogniu – dokładna wartość jest określona w specyfikacji technicznej producenta. Zgodnie z normami dotyczącymi odporności ogniowej (np. PN-EN 50200), parametry te obejmują zakres od 30 do 180 minut. W przypadku oznaczenia FR, najczęściej stosuje się dolną granicę, czyli 30 minut. Wartość „180 minut” to górna granica skali, którą potwierdzają certyfikaty, a nie same litery w nazwie kabla. Gdy przepisy nie określają sztywnego czasu, zaleca się przeprowadzanie testów trwających 90 minut.

N2XHP-HF — wersja płaska przeznaczona do instalacji ukrytych; płaski kształt oznacza litera P w oznaczeniu kabla (zgodnie z systemem oznaczeń kabli o izolacji polietylenowej).

N2XHP-HF-XL — wersja mrozoodporna. Dla kabli ogólnego przeznaczenia zakres temperatur wynosi zazwyczaj od −50 do +50 °C, natomiast dla kabli z ochronną powłoką polietylenową zakres ten może być rozszerzony do −60 do +50 °C. W przypadku wersji mrozoodpornej dolna granica temperatury jest przesunięta w dół, a dokładną wartość określa producent.

N2XHE-HF oraz N2XHE-FRHF — wersje ekranowane (oznaczenie E), przeznaczone do obwodów automatyki i systemów niskoprądowych, które są prowadzone w pobliżu linii zasilających.

Kable z izolacją z polietylenu sieciowanego (XLPE)

N2XPY-HF oraz N2XPY-FRHF — izolacja z polietylenu sieciowanego (X) oraz bezhalogenowa powłoka. Polietylen sieciowany pozwala na wyższą temperaturę pracy żyły: 90 °C w sposób ciągły i 130 °C przy przeciążeniu, w przeciwieństwie do 70 i 90 °C w przypadku izolacji PVC lub kompozycji bezhalogenowych. W praktyce instalacyjnej przekłada się to na większy zapas prądowy przy tym samym przekroju poprzecznym.

Zakres zastosowania kabli o napięciu znamionowym 0,6/1 kV obejmuje standardowe instalacje budowlane. Wszystkie kable o wyższych napięciach są produkowane zgodnie z odrębnymi normami, a ich charakterystyka jest sprawdzana oddzielnie.

YDYng(A)-LS czy N2XH?

Wybór między YDYng(A)-LS a N2XH sprowadza się do pięciu kluczowych parametrów: materiału izolacji, zawartości halogenów, emisji dymu, toksyczności produktów spalania oraz głównego obszaru zastosowania.

Parametr	N2XH	(N)HXH
Materiał izolacji i powłoki	PVC	bezhalogenowa kompozycja polimerowa
Gazy kwasów halogenowych podczas spalania	nie określono	nie więcej niż 5,0 mg/g w przeliczeniu na HCl
Zadymienie	spadek przepuszczalności światła nie więcej niż 50 %	nie więcej niż 40 %
Toksyczność produktów spalania	więcej niż 40 g/m³	więcej niż 40 g/m³; surowsze wymogi dotyczy tylko wersji LTx
Główne zastosowanie (zgodnie z klasyfikacją)	instalacje wewnętrzne, budynki, zamknięte obiekty kablowe	budynki o dużym zagęszczeniu ludzi, budynki wysokościowe i kompleksy

Różnice w cenach należy sprawdzać w katalogach producentów: zależą one od zakładu produkcyjnego, przekroju oraz wielkości partii, dlatego w artykule nie podano stałego procentowego wskaźnika.

Czym kompozycja HF ustępuje PVC

Kompozycja bezhalogenowa to kompromis, a nie ulepszenie we wszystkich aspektach. Takie powłoki są zazwyczaj mniej odporne na promieniowanie UV i długotrwałe działanie wilgoci, wykazują większą sztywność podczas montażu na mrozie, a kabel jest droższy od odpowiednika z PVC. Planowanie instalacji z użyciem kabli HF „na wszelki wypadek” poza obszarami, gdzie są one faktycznie wymagane, generuje niepotrzebne koszty w kosztorysie. Ograniczenia eksploatacyjne konkretnego typu kabla należy sprawdzać w specyfikacji technicznej producenta.

Czym mylą się parametry w specyfikacjach

• HF jest mylone z odpornością ogniową. HF odnosi się do braku halogenów i ograniczenia zadymienia. Odporność na ogień (zachowanie obwodu pod wpływem ognia) zapewnia jedynie parametr FR.
• Od kabli FRHF oczekuje się 180 minut pracy. Czas trwania odporności na ogień jest określony w specyfikacji danego typu kabla; parametr FR odpowiada klasie nie niższej niż 30 minut.
• LTx jest mylone z parametrem zadymienia. LTx określa toksyczność; zadymienie jest natomiast regulowane przez parametry LS i HF.
• HF planuje się dla odcinków podziemnych „dla pewności”. Przepisy dotyczące kabli instalacyjnych nie obejmują produktów przeznaczonych do układania bezpośrednio w ziemi i wodzie; w takich przypadkach kluczowa jest ochrona mechaniczna oraz odporność powłoki.
• Wersje kabli są mieszane w jednej wiązce kablowej. Ograniczenie rozprzestrzeniania płomienia dotyczy całego wiązki, więc jeden kabel o gorszych parametrach może unieważnić właściwości pozostałych.

Normy i przepisy

Wymagania omówione w artykule wynikają z następujących norm obowiązujących w Polsce i Unii Europejskiej:

• PN-EN 50575:2015-03 (+A1:2016-11) — Kable i przewody elektroenergetyczne, sterownicze i telekomunikacyjne — kable i przewody do zastosowań ogólnych w obiektach budowlanych o określonej klasie odporności pożarowej
• PN-EN 13501-6+A1:2023-05 — Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych — Część 6: klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień kabli i przewodów
• PN-EN 60754-1:2014-11 — Badanie gazów wydzielających się podczas spalania materiałów z kabli — Część 1: oznaczanie zawartości halogenowodorów
• PN-EN 60754-2:2014-11 — Badanie gazów wydzielających się podczas spalania materiałów z kabli — Część 2: oznaczanie kwasowości (pH) i konduktywności
• PN-HD 603 S1:2006 (+A3:2009) — Kable elektroenergetyczne na napięcie znamionowe 0,6/1 kV
• PN-IEC 60331-21:2003 — Badania kabli i przewodów poddanych działaniu ognia — ciągłość obwodu — Część 21: metody badania i wymagania dla kabli na napięcie do 0,6/1,0 kV
• PN-EN 61034-2:2010 — Pomiar gęstości dymów wydzielanych przez palące się kable — Część 2: metoda badania i wymagania