浅谈矿物绝缘电缆的特性及施工注意事项

浅谈矿物绝缘电缆的特性及施工注意事项强冠军车群转（陕建集团第十一建筑工程公司712000咸阳） 矿物绝缘电缆简称MI电缆，是近年来推广使用的一种新型的绝缘电缆，由于其独特的结构和使用材料的无机绝缘本性，使得矿物绝缘电缆具有防火、防油、防爆、防水、无烟、无卤、无毒、耐高温、耐腐蚀、耐辐射、防电磁干扰、载流量大、过载能力强、机械强度高、体积小、重量轻、寿命长、接地性能好、安装方便，综合成本低等优于其他品种电缆的特性。现根据有关资料、结合工程施工实践经验，谈谈矿物绝缘电缆的特性及施工注意事项。1矿物绝缘电缆的结构及其附件矿物绝缘电缆是采用高导电率的铜作导体，无机物氧化镁作绝缘，无缝铜管作护套，经特殊工艺制作而成的现代建筑用电缆。对供电安全有特殊要求的场所、必须穿金属管的线路、和铜有强烈腐蚀作用的化学环境、环境温度较高及有防爆或防辐射要求的场所在金属铜护套外面挤包一层塑料外护层；特殊要求无烟无卤场合可以在铜护套外面加一层低烟无卤护套。电缆结构示意见图1所示。矿物绝缘电缆的附件是由生产厂家配套供应。一般有：终端（安装在矿物绝缘电缆末端的一个完整端部，包括一个封端和一个封套或者一个组合的封端/封套）、中间连接器（它是将两种相同规格的电缆连接起来成为一根电缆的装置，包括中接封套、中间连接铜管、两套终端密封罐、热缩套管、中间连接端子）、接线端子（用于连接导体和控制柜接线柱或电源）、接地片（当电缆铜护套用作接地时或与电缆铜护套连接的其它电气设备的接地，需要采用接地片）等。 2矿物绝缘电缆的特性2.1防火、耐高温：由于组成电缆的材料都是无机物（铜和氧化镁），无任何可助燃介质。电缆在接近铜的熔点温度仍能保持短时正常通电，连续工作温度可达250℃，短期工作温度可达1083℃；耐火性极佳，火灾后电缆可重复使用。2.2防油、防爆：无缝铜管护套及与其密封连接的电缆终端可阻止可燃性油蒸汽、可燃性气体和火焰通过电缆进入与电缆连接的电器设备而起防爆作用。2.3防水、防潮：电缆的外护套是无缝的铜管拉制而成，因而水分无任何途径可进入电缆内部，封头具有很好的密封性，防水、防潮性。2.4无烟、无卤、无毒：电缆是由铜和无机物氧化镁组成，因而本产品即使在铜的熔点（1083℃）火焰中，不燃烧，不支持燃烧，不释放有毒气体，零燃烧能量，也不会产生任何烟雾、卤素和毒性气体。2.5耐腐蚀性强：电缆的铜护套本身具有较强的耐腐蚀性，在一些特殊的强酸和强碱场合，可采用外加一层外护套防腐蚀。2.6耐辐射、防电磁干扰：电缆铜护套形成了一个自然而又最佳的屏蔽层。电磁屏蔽性能和电磁兼容性能优异，经辐射后绝缘材料电阻值不会发生任何变化。2.7载流量大、过载能力强：因电缆结构的特殊性，与相同截面的塑料电缆相比，矿物绝缘电缆载流能力可以提高一个截面等级以上。同时能承受相当大的过载，其过载能力可达正常载流的100倍以上。2.8机械强度高：电缆受外力压扁至原电缆直径2/3时，仍能保持载流面不变。机械强度优异，耐物体坠落冲击，弯曲性能好，可用于结构复杂，空间狭小的安装环境。另外铜护套具有较强机械强度，可防动物啃咬。2.9体积小、重量轻、寿命长：和普通电缆相比，本产品体积减少60%，重量减轻30%。因其耐腐蚀性强和较高的机械强度，决定了本产品具有寿命长的特点，其使用寿命可达百年以上。2.10良好的接地性能：电缆的金属护套可用作接地回路，铜护套可提供良好的低接地电阻，起到接地作用而省去单独的接地线芯。2.11安装方便，综合成本低：相同截面下，矿物绝缘电缆的外径、体积、重量比传统电缆小得多,矿物绝缘电缆与橡皮绝缘电缆相比，重量轻30%，外型尺寸小67%。矿物绝缘电缆允许的弯曲半径比其它电缆小得多，其弯曲半径根据规格不同在电缆外径的2—6倍之间，远比传统电缆的10～30倍要小，所以安装的要求比传统电缆宽松，所需的空间也小，劳动强度也低，尤其是在改造工程中，其优势更为明显。所以矿物绝缘电缆在施工便捷方面远优于传统电缆。矿物绝缘电缆外径、体积、重量小，安装方便,电缆无需穿管保护，综合成本低；电缆终端和中间联接器随电缆配备，电缆终端和中间连接工艺简单，施工方便。 3矿物绝缘电缆的种类及规格目前，常见的矿物绝缘电缆分为轻型电缆（500V级）和重型电缆（750V级）两种，其规格分别有单芯、两芯、三芯、四芯、七芯、十二芯、十九芯等。单芯、两芯、三芯、四芯主要用于动力、照明工程；七芯以上主要用于电气控制和通信工程。市场上单芯矿物绝缘电缆最大的截面可达400㎜2，两芯、三芯、四芯电缆芯线最大的截面可达25㎜2。常见的型号、名称及规格见表1。 表1常见矿物绝缘电缆的型号、名称及规格型 号名         称额定电压芯   数标称截面(mm2)BTTQ轻型铜芯铜护套矿物绝缘电缆500V1，2，3，4，7，1～4BTTVQ轻型铜芯铜护套聚氯乙烯外套矿物绝缘电缆BTTZ重型铜芯铜护套矿物绝缘电缆750V1，2，3，4，7，12，191～400BTTVZ重型铜芯铜护套聚氯乙烯外套矿物绝缘电缆4矿物绝缘电缆用途     矿物绝缘电缆有很多其他电缆无法相比的优点，所以，人们在选用矿物绝缘电缆时都将其和耐火要求联系在一起，也习惯将其称之为“防火电缆”、“安全型”电缆。据有关资料介绍，1996年连接英法两国的英吉利海峡海底隧道发生严重火灾，安装在隧道内的矿物绝缘电缆系统甚至在钢筋混凝土和焊接钢轨被摧毁以后，依然为疏散乘客提供应急照明，并经受熊熊烈火和高温的严峻考验。由于矿物绝缘电缆有着普通电缆无法可比的质量和性能，它的使用范围也越来越广泛，可在海上、陆地、室内外、地上和地下以下场合中应用。4.1确保人身、财产安全的场所。如：历史性建筑物、电视台、银行、剧院、博物馆、机场、地铁、宾馆、商场、医院、人防工程、通讯枢纽工程、超高层建筑等重要设施或人流密集的公共场所。4.2危险及防火、防爆、防腐等场所。如：天然气厂、化工厂、炼油厂、液化站、加油站、船舶及海上石油平台、重要仓库、变电站等一切必备防火防爆安全场合。4.3各行各业高温场所。如：发电厂、钢铁厂及冶金、化工、造船、制药、矿井、核电站等场合。4.4、对特殊环境，如抗电磁干扰、防动物啃咬、防水以及核电站、卫生条件要求高的食品加工厂及重要设施及永久性建筑等也得到应用。 矿物绝缘电缆在上述场所中额定电压1000V及以下的主干、支干配电系统、普通照明、公共场所照明线路、名胜古迹照明线路、机器设备内部布线、发电机房输电线路、本质安全电路、应急照明、应急广播线路、不能断电的供电线路、双电源控制线路、火灾报警控制线路、应急备用电源、应急电梯和升降设备线路、计算机房控制线路、高温环境动力和控制线路、消防电气线路、消防相关设备的信息数据传送和控制线路、油泵线路、潜在爆炸危险区域等线路中。5安装施工注意事项5.1由于矿物绝缘电缆的长度是生产厂家限制死的，不像塑料电缆长度可以任意选择，从安全角度考虑，选择电缆规格时，应充分考虑电缆交货长度，尽可能避免使用中间接头。首先应根据施工现场情况确定电缆的位置、计算长度，计算敷设电缆所需长度时，应考虑留有1%的余量。再依据生产厂家供货长度和设计规格确定实际选用规格。5.2矿物绝缘电缆敷设前，应对电缆的种类、型号、规格、电压等级等进行详细检查，电缆检查结果均应符合设计要求，外观无扭曲、破损等现象；核对电缆附件包括终端、接线端子、接地片、中间连接器等是否配套、齐全。5.3电缆的绝缘材料在空气中易吸潮，施工时应做好防潮，当发现潮气进入端部，可剪去潮段，也可用喷灯火焰直接对电缆受潮段进行加热驱潮、直到用500V兆欧表检测电缆的绝缘电阻达到100Ω以上才能进行安装终端和中间联接器。5.4在终端和中间联接器的安装过程中，要多次及时测量电缆的绝缘电阻值，因安装时电缆易受潮，或金属碎屑未清除干净，均可造成绝缘不合格。5.5电缆支架应安装牢固、横平竖直，各支架的同层横档应再同一水平面上，高低偏差不应大于5mm；电缆的终端应牢固的固定在电气设备上，电缆支架、铜护套应牢靠接地；电缆支架与预埋件焊接固定时，焊缝应饱满；用膨胀螺栓固定时，选用螺栓要适配，连接紧固，防松零件齐全。5.6电缆敷设应根据设计图纸绘制的“电缆敷设图”进行，合理的安排好电缆的放置顺序，多个中间联接器，其位置应相互错开，避免交叉和混乱现象。 矿物绝缘电缆的性能及其应用前景摘要：在现代的配电系统中矿物绝缘电缆有着广泛的使用空间，其耐火性、耐久性、安全性、可靠性、施工便捷和经济性是传统的电力电缆所无法取代的。关键词：矿物绝缘电缆重要场所危险场所消防电气火灾安全性　　矿物绝缘电缆（MineralInsulatedCables）简称MI电缆，是一种无机材料电缆。电缆外层为无缝铜护套，护套与金属线芯之间是一层经紧密压实的氧化镁绝缘层。按用途不同可分为：配线电缆（WiringCables）、加热电缆和加热元件（HeatingCablesandHeatingElements）、热电偶电缆及补偿电缆（ThermocoupleCablesandCompensating）、特种电缆（SpecialCables），在实际应用中最常用的是配线电缆，本文着重介绍配线电缆在工程应用中的主要特性。·安全性：　　据统计，1997年我国电气火灾发生次数占火灾总次数的26.5%，造成的损失为总损失的43.9%。1998年相应比例为27.5%和37.3%，电气火灾的发生次数以及所造成的损失均属各类火灾之首。据分析，其中由线路引发的占电气火灾的一半之多，所以合理地选择电缆是避免电气火灾或即使发生火灾也能可靠保证消防设备供电的连续性，进而尽早灭火，减少损失的重要环节。　　矿物绝缘电缆是由铜和氧化镁制成。铜的熔点为1083℃，氧化镁的熔点是2800℃。所以在其温度不超过1000℃时，电缆结构不会出现问题。因此在绝大部分场所是不会因熔化或燃烧而解体的，更不会传播火种。　　矿物绝缘电缆是由无机材料制成，它不会放出任何烟雾和有害气体，而相比之下，传统的电缆（包括阻燃、低烟低卤、低烟无卤和其相应的耐火电缆）在着火、被火烧或长期过载绝缘受损时烟雾和有害气体都会存在。聚氯乙烯绝缘电缆的烟雾中有大量的CO、CO2和氯化物，其它电缆的烟雾中还会含有溴化物、氟化物和硫化氢，这些物质对人的危害是很大的。根据美国海军工程标准NES713提供数据，一些有害气体很少量就会造成人体的极大伤害（见表1）。含氯化物的电缆燃烧时产生HCL气体会使弱电系统损坏。矿物绝缘电缆在火灾时，可保证3小时以上的持续供电时间，远远大于国家规范的要求（见表2）。 表1部分有害气体对人体的伤害量气体名称化学式30分钟致死浓度（ppm）二氧化碳CO2100000一氧化碳CO4000硫化氢H2S750氨NH3750甲醛HCHO500氯化氢HCL500内烯腈CH2CHCN400二氧化硫SO2400氮氧化物NONO2250酚C6H5OH250氰化氢JCN150溴化氢HBVr150氟化氢HF100光气COCL225表2消防用电设备在火灾发生期间的最少连续供电时间序号消防用电设备名称保证供电时间（min）123火灾自动报警装置人工报警器各种确认、通报手段≥10≥10≥104567891011121314消火栓、消防泵及自动喷水系统水喷雾和泡沫灭火系统CO2灭火和干粉灭火系统卤代烷灭火系统排烟设备火灾广播火灾疏散标志照明火灾暂时继续工作的备用照明避难层备用照明消防电梯直升停机坪照明>60>30>60≥30>60≥20≥20≥60>60>60>60在耐过电压方面，传统电缆在超过其极限耐压值发生意外时被击穿，绝缘层被损坏，电缆必须更换，而矿物绝缘电缆击穿的是击穿处的空气电离作用，氧化镁熔化后成份不会改变。所以矿物绝缘电缆在耐过电压和性能稳定性方面远远优于传统电缆。 在防水、防爆方面，矿物绝缘电缆是最安全的电缆。由于其护套是无缝铜管，水、油和气体不会渗透到电缆内部，在有腐蚀性的特性场所可加装PVC护套，多种的防护措施使其有极高的安全性。在耐机械损伤方面，矿物绝缘电缆可经受剧烈的机械破坏，而不会损害其导电性能，在电缆外径变形到原外径1/3的情况下仍可正常工作。在耐辐照方面，因为其为无机材料制成，材料自身时性稳定，可长期保持较高绝缘电阻，而传统电缆其绝缘层在强辐照下很容易老化，绝缘特性降低出现危险。从上述各方面的比较可以看出，矿物绝缘电缆是最安全的电缆。　　二．耐火性　　目前常用的聚氯乙烯电缆（普通型、阻燃型、耐火型等）最高使用温度为70℃，超过此温度绝缘层老化加速，寿命缩短，进而引发火灾。按照英国BS6387电缆耐火特性测试标准，只有矿物绝缘电缆能满足以下三种测试：A明火燃烧950℃，持续3小时B明火燃烧650℃，喷淋水持续15分钟C明火燃烧950℃，每隔30秒用重物撞击，　　国产的耐火电缆（NH—VV）只能满足GB12666.6-90耐火测试中A类测试：明火燃烧950℃，持续90分钟。而大多数厂家生产的耐火电缆仅能满足B类测试；明火燃烧750℃，持续90分钟。下面引用公安部四川消防科研所和浙江久立耐火电缆有限公司做的几种电缆短样随炉温变化的耐火实验数据（见表3）：由实验结果可以看出矿物绝缘电缆的耐火特性是十分优秀的，即使其它任何电缆附加保护装置也无法与其相比。表3电缆燃烧试验结果序号加热时间（分、秒）炉温（℃）备注1033开始加温210分238313分386炉中开始大量冒出黑烟414分13秒506普通聚氯乙烯电缆穿管短路514分55秒559阻燃电缆短路615分58秒579阻燃隔氧层电缆短路720分38秒596阻燃电缆穿管短路825分10秒650耐火电缆短路926分36秒670阻燃隔氧层电缆穿管短路1035分34秒784耐火电缆穿管短路 1150分9011260分9531370分10031480分104315120分1037矿物绝缘电缆仍完好三．高可靠性　　一种定义耐火电缆的依据是GB12666.6-90《电线电缆耐火性试验方法》和IEC331（1970），这一标准定义：“耐火电缆是在长时间燃烧以及长时间燃烧后仍能继续正常工作的电缆；假设火的大小足以破坏施加火焰处的有机材料。”就其结构而言，耐火电缆就是在导电线芯上缠绕云母带再挤塑料绝缘和护套，从试验内容上是一种单一的火焰燃烧环境。对于电缆系统而言，结构的破坏和热绝缘的损坏并不重要，主要判断准则是该电缆在整个火灾过程中维持电路的完整性如何。而在火灾现场各种外界因素的作用很多，如重物冲击，对于外层烧毁而使内部绝缘层变得结构疏松的耐火电缆来说，就如雪上加霜，稳定性大打折扣，虽然可以在线路上加防火措施也很难弥补其先天的不足，而矿物绝缘电缆内部结构紧密，铜外套在高温下不会脱落，即有重物冲击，一般情况下只会变形而不会断裂，它有先天的优越性。所以在耐火性能上矿物绝缘电缆占有绝对的优势。电缆除了火的作用外，建筑物的移动、振动以及水的冲击对电缆有更加不良的作用。从公安部四川消防科研所及浙江久立耐火电缆有限公司作的模拟实体火灾电缆特性实验报告中就可看出，见表4、表5。表4重物冲击实验电缆失效记录敷设方式燃烧时间短路电缆下落物重量(kg)下落时间绝缘电阻(MΩ/500V)备注支架裸敷13分55秒隔氧层电缆GZR-VV-4×1.50重物尚未下落,该电缆表面温度732℃,绝缘、护套材料全部烧毁、隔氧材料散脱14分56秒耐火电缆NH-VV-3×6+1×41．614分56秒0 下落1．6kg重物至使线芯短路,该电缆表面温度318℃,绝缘、填充材料及护套材料烧毁,云母带粉化矿物绝缘电缆BTTZ-3×420分钟3．320分钟70护套表面起氧化皮,有砸痕,未砸破25分28秒5．225分28秒300护套表面起氧化皮,有砸痕,未砸破31分7．531分150护套表面起氧化皮,有砸痕,未砸破表5水喷洒冲击实验电缆失效记录敷设方式燃烧时间短路电缆喷水时间喷水压力(MPa)绝缘电阻(MΩ/500V)备注支架敷设15分52秒隔氧层电缆GZR-VV-4×1.5未喷水0.10尚未喷水,电缆表面温度685℃,喷水后只剩铜导电线芯,绝缘、护套材料全部烧毁、隔氧材料散脱13分41秒耐火电缆NH-VV-3×6+1×4未喷水0.10尚未喷水,电缆表面温度583℃,喷水后只剩铜导电线芯,绝缘、填充材料及护套材料烧毁,云母带粉化矿物绝缘电缆BTTZ-3×432分25秒32分25秒0.116护套表面起氧化皮43分25秒43分25秒0.1400护套表面起氧化皮 　　矿物绝缘电缆在带15KW水泵负载的实验中，可以发现在水喷淋冲击其所载电流几乎没有变化，所以矿物绝缘电缆的耐火性能是极为可靠的。四．耐久性　　正常使用电缆寿命是由其绝缘层的完好程度来决定的。塑料电缆中寿命较长为交联聚乙烯绝缘电缆。在完全正常的使用条件下，最长的使用寿命是40年左右，聚氯乙烯绝缘电缆的使用寿命约为20年。如果出现过载情况发生，寿命会大幅度降低，如果发生局部火灾，电缆受损还必须更换。按建筑物正常的使用寿命计算，电缆也至少得更换2次以上。　　矿物绝缘电缆的寿命取决于铜护套的氧化速度，其氧化速度与其工作温度有关，即使在250℃下长期使用，需要2.57年才使铜护套氧化0.025mm，表6列出了不同温度下铜护套的氧化速率。表6不同温度铜护套氧化速率序号护套厚度（μm）250℃（年）400℃（年）800℃（小时）125.42.570.05380.259250.810.30.2331.043127.064.31.466.484254.02575.8325.9　　由此表中数据可以看出，即使是最小规格的矿物绝缘电缆（其铜护套厚度为0.46mm）其寿命也可达数百年，远远超过建筑物的使用寿命而实际上电缆也不可能长期在250℃下使用。即使铜护套氧化，其氧化物-氧化铜仍是良导体，对其性能的影响很小。所以，矿物绝缘电缆是一种“永久性电缆”。五．经济性　　电缆的经济性应从两方面考虑：一是初投资、二是运行费用。　　从初投资方面，由于矿物绝缘电缆的结构与材料和其他电缆不同，同截面电缆单位长度的价格要比聚氯乙烯绝缘电缆（包括阻燃和耐火电缆）高，但是矿物绝缘电缆的使用温度为95℃，IEC364-5-52394年修订版规定裸矿物绝缘电缆使用温度可达105℃，因而载流量要比耐火电缆高得多。若按允许温升到90℃来选择矿物绝缘电缆，在25mm2以下时,其截面比耐火电缆小一个截面等级，而35mm2及以上时（35mm2及以上的矿物绝缘电缆为单芯结构），可以小两到三个截面等级。相对于耐火电缆单纯从价格上相差不大，在矿物绝缘电缆相对与耐火PVC电缆NH-VV（70 ℃）、耐火PVC钢带铠装电缆NH-VV22（70℃）、耐火低烟无卤电缆NH-DW-YJE（90℃）的性格比较中，相同载流量下的价格差在-22%—37%之间，这个比较是在以下条件下进行的：·载流量按照环境温度30℃。·NH-VV电缆及NH-DW-YJE电缆价格按照国家红本价格下浮30%计算。NH-VV22电缆价格按照国家红本价格下浮35%计算。·矿物绝缘电缆的护套替代DE线。　　可以看出矿物绝缘的价格并不是很高，但其优异的性能指标是其它传统电缆无法比的，所以矿物绝缘电缆的性价比是非常高的。　　矿物绝缘电缆比密集型母线槽（三相五线）的价格优势更为明显，200—1000/A时密集型母线槽比其贵604%—147%，而且耐火及施工费用方面矿物绝缘电缆有很大的优势。　　矿物绝缘电缆可以直接明敷，不需其它的防火附件（如防火桥架或耐火线槽等），桥架或线槽部分可以节省很多的资金，因为矿物绝缘电缆的外层为铜护套可以作为接地线，节省一根电缆，而且接地效果和可靠性更好，也节省了相应的施工费用。矿物绝缘电缆施工方便，节省施工时间和强度，其弯曲半径小于传统电缆，节省空间。　　如浙江久立耐火电缆有限公司在人民大会堂大礼堂改造工程中，采用矿物绝缘电缆的工程总造价是采用耐火电缆方式的97.59%，而且施工周期短，施工用料少，工人劳动强度降低，劳动用工的工时数为采用耐火电缆的38%。　　从使用费用方面，矿物绝缘电缆允许在更高的温度下使用，截面35mm2及以上为单芯结构，散热条件好，只需明设，而其它电缆，尤其是消防用电线路必须加以保护（如明敷穿钢管做防火处理、耐火线槽或暗设埋入混凝土中等），这样就会使电缆比在其明敷时载流量更低，同截面时损耗比矿物绝缘电缆要大得多。在电压降方面，矿物绝缘电缆也远优于传统电缆。表7中更出了矿物绝缘电缆与聚氯乙烯绝缘电缆的载流量及电压降的对比，可以明显看出矿物绝缘电缆的优势。表7矿物绝缘电缆与聚氯乙烯绝缘电缆载流量及电压降对比电缆芯线截面矿物绝缘电缆（4芯）聚氯乙烯绝缘电缆（4芯）载流量（A）电压降（毫伏/安培/米）载流量（A）电压降（毫伏/安培/米）1.5212415.5252.528142115 4379.1289.56476366.410643.6503.816852.3582.4251101.45891.55　　表中环境温度均为30℃，矿物绝缘电缆温升至护套温度为70℃，聚氯乙烯电缆温升至芯线温度70℃。　　相同截面截流量的增加可以减小占用的空间，电压降的降低不仅可以提高电源使用效率，还可以提高受电设备的使用寿命和可靠性，而且上述的比较中只是一次性投资的比较，还未考虑聚氯乙烯电缆由于自然老化在20—40年就要更换的因素。所以在经济性方面从整体考虑，矿物绝缘电缆优于传统电力电缆。六．易于施工相同截面下，矿物绝缘电缆的外径、体积、重量比传统电缆小得多。据俄罗斯学者计算，在1050A的三相交流线路中，矿物绝缘电缆与橡皮绝缘电缆相比，重量轻30%，外型尺寸小67%。美国电气保险商试验室（UL）确认矿物绝缘电缆比其他电缆穿刚性电缆管（RigidConduit）重量轻60%，所需空间少80%。另外矿物绝缘电缆允许的弯曲半径比其它电缆小得多，其弯曲半径根据规格不同在电缆外径的2—6倍之间，远比传统电缆的10—30倍要小，所以安装的要求比传统电缆宽松，所需的空间也小，劳动强度也低，尤其是在改造工程中，其优势更为明显。所以矿物绝缘电缆在施工便捷方面远优于传统电缆。　　在国外矿物绝缘电缆已得到广泛应用，其领域包括民用及公用建筑、机场、地铁、医院、古建筑、加油站、船坞、冶金等等。在国内近几年才开始应用。1999年建设部发行了矿物绝缘电缆的施工图集，其可靠性得到了认可，并将以其十分优越的性能在今后的工程使用中得到更加广泛的认同。矿物绝缘电缆与柔性防火电缆性能比较与探讨 矿物绝缘电缆在国外已有上百年的生产、应用历史,在国内也有近三十年时间,其性能已历经近万个项目的实践应用证明,如国家体育场（鸟巢）、国家大剧院、中央电视台、首都机场新建工程、东莞大剧院、东方艺术中心等国家重点或地方重点工程。由于矿物绝缘电缆优越的性价比，使其由推广型产品转变为规范型产品。该产品不但有国际（IEC）制造标准、性能检验标准、产品安装标准、设计应用规范标准，而且中国于1991年开始便相继制定了产品国家标准、检验标准、安装规范、载流量等标准。随着该产品优越性能在重要工程、重要线路中的充分体现，国家及地方设计部门对该产品给予了高度重视，近几年相继在国家高层建筑、民用建筑等设计规范中列入了矿物绝缘电缆（BTTZ），部分省、市为进一步强化矿物绝缘电缆应用的必要性，还制定并出台了地方设计规范或指导要求。柔性防火电缆（YTTW）在国外没有厂家生产，在国内仅有一个厂家在向用户推荐，并声称可以替代矿物绝缘电缆。2005年，宝胜依托自身的国家级企业技术中心，对该产品进行了试制、检验和试用，并于当年通过了产品鉴定，取得了实用新型国家专利（专利号：ZL200520073944.8）。宝胜作为中国电缆行业标志性品牌，相继荣获“中国驰名商标”、“中国名牌产品”、“国家免检产品”三块金牌，品牌公信力和美誉度得到了广泛认可。因此，本着对社会负责地态度，宝胜虽然已经具备该产品生产条件，但一直都没有向市场推荐应用该产品，关键是由于该产品的结构、工艺和组成材料均存在先天性、无法弥补的缺陷，性能还不如传统的耐火电缆，更无法与矿物绝缘电缆相比。试想一下，柔性防火电缆为什么没有国际和国家标准？为什么没有载流量标准？载流量与矿物绝缘电缆相同的依据是什么？为什么在工程中应用后会出现护套开裂等质量问题？柔性为什么不柔软？有人因不了解矿物绝缘电缆的工艺技术，而提出了几点疑问。在讨论矿物绝缘电缆和柔性防火电缆之前，首先要对这些疑问逐一解释清楚：疑问一：氧化镁电缆生产工艺非常落后，是一种半人工、半机械化的生产方式，不能保证产品质量。这完全是不了解矿物绝缘电缆工艺技术的表现。矿物绝缘电缆经历了三种工艺的演变：一是瓷柱装配法，将镁粉制作成镁柱后进行拉拔；二是自动灌装法，将镁粉在高温状态下直接自动灌装进铜管，利用自动化设备连续生产，使镁粉的电气性能在电缆中得以充分体现；三是自动纵包连续轧制法，采用自动灌装和连续轧制的全自动化工艺，该技术应用于矿物绝缘电缆后，电缆的电性能远高于其它种类的任一种电缆，电缆的长度也大大加长，产品质量不但有充分保证，而且得到更好提升。其中，第一种工艺由于生产效率低，产品性能不如后二种工艺，早已被淘汰。 疑问二：接头越多，则故障点越多。这是长期以来人们的共识，但这是针对普通塑料电缆而言，因为塑料电缆除高压电缆外没有专用接头，电缆加接施工时，均是在现场人工制作，没有专用接头，工艺和方式没有统一标准，存在不确定性。其实接头处是否成为故障点，主要体现在接头处的接触电阻是否增大，也就是通电后接头处的温度是否高于导体的温度。矿物绝缘电缆在国家体育场（鸟巢）使用前，专家组也提出了同样的担心。对此由体育场专家组及设计院专家组成的鉴定组，抽取了300mm2、185mm2及4*25mm2三种规格的电缆送国家检测中心进行温升试验。结果显示，接头处的温升低于导体的温升，充分说明经过特殊设计的矿物绝缘电缆专用接头不仅不会成为故障点，而且能够确保电缆的高性能。疑问三：矿物绝缘电缆中间接头不耐高温。该电缆接头的绝缘主要靠陶瓷柱（其最高耐温可达2800℃），端部密封材料有三种：一是耐温达140℃；二是耐温达200℃；三是耐温达400℃。密封材料的作用就是防止水分进入绝缘，常态下任何一种密封材料均可确保水分进入不了绝缘。这三种材料只有在整个电缆应用于不同的高温场所时才相应选择。如果将电缆置于火灾中，即便没有密封材料，水分也不会进入电缆绝缘层，因为在高温（超过100℃）状态下，绝缘层中的潮气只能向外排（这是潮气基本渗入原理）。火灾中该电缆不会被损坏，火情消除后，矿物绝缘电缆仍可使用，而普通塑料电缆及柔性防火电缆的绝缘层中有机材料均会被高温烤坏。所以说，对电缆系统而言，目前所有电缆品种中只有矿物绝缘电缆是最安全的电缆产品，也是火灾后可以重复使用的电缆。疑问四：电缆导体有趋肤效应，其交流电阻变大，载流量变小，且不能弯曲。电缆趋肤效应主要是针对高频系统而言，而矿物绝缘电缆应用的系统均为50Hz，所以趋肤影响极小，可忽略不计，交流电阻更不会因此变大。至于载流量变小且不能弯曲的说法，我们可以通过两个标准说明这是两种不正确的说法：一是GB/T16895-2002关于矿物绝缘电缆载流量的国家标准，该标准明确规定了矿物电缆载流能力，如允许工作温度提高，载流量还可以更大。二是99D163关于矿物电缆安装方式的建设部标准，该标准明确规定矿物电缆的弯曲半径为3-6倍电缆外径。疑问五：GB50217的5.1.10.4条中规定电缆线路中间不应有接头。我们认为，要实事求是地看这项条款，决不能断章取义。该标准中5.1.10.4明确规定线路中间不应有接头，是针对电缆敷设于爆炸性气体危险场所的特殊规定。在电缆应用于爆炸性气体危险场所时，不但不应有接头，而且电缆本身还应有防爆功能。矿物绝缘电缆的特殊结构和组成材料使其具有极佳的抗冲击和防爆性能。另外值得一提的是：虽然GB50217是1994年就发布实施的国家标准，但是该标准的7.0.10条明确提出在重要场所可采用矿物绝缘电缆。 疑问六：单芯电缆铜护套由于耗能大而引发电缆发热，影响载流能力。上述说法最终反映在感应电压上。矿物绝缘电缆目前主要是应用于各种建筑业，建筑业中的电气回路长度一般在200-300米左右，主要的动力传输系统其长度一般还要短，大约是100-200米左右。根据相关标准规定：感应电压小于50V时，电缆的外护套可以不加任何防护措施。现以单芯矿物绝缘电缆中大（400mm2）、中（95mm2）、小（35mm2）三个规格为例，载流量取最大值，分别为：1000A、330A、180A，电气回路长度取两种，一是500m，二是250m。则根据有关标准计算出三种规格的感应电压，500m时分别为40V、14V、8V：250米时分别为：20V、7V、4V。其实感应电压主要是针对高压及超高压电缆而言，而矿物绝缘电缆仅用于低压系统，从上述感应电压数值可以看出，单芯矿物绝缘电缆铜护套的能耗及感应电压均符合标准要求。疑问七：电缆存在自然力与电动力损坏的隐患。什么是“自然力”？什么又是“电动力”？在与电缆有关的资料中没有这样的名词。说自然力有热应力及材质老化两种，更是对电缆知识不够清晰的一种表现，这完全是两个不同的概念。如果说铜的膨胀系数较大，那我们可以假设，如果这种说法正确，那么电缆又怎么能用铜做导体呢？而铜的膨胀系数是否真的大呢？铜的性能表中明确指出，铜的膨胀系数（20℃）/℃-1为：0.000017。那么说铜的膨胀系数较大的根据是什么？说电缆有电动力的破坏隐患，这也是毫无根据的。电缆中没有所谓的电动力，只有电磁力对电缆的影响。电磁力是电缆导体中有电流通过时，导体间因电磁感应而有电磁力的作用。这种性能对任何一种电缆的影响是同等的，同时也是可以忽略不计的（低压系统）。疑问八：氧化镁受潮后，绝缘体成了导电体，安装难度大，现场不能分割。不错，氧化镁的确易吸潮，但吸潮深度是有限的，仅仅是在电缆端部，即便吸入水分也没有关系，只要对电缆端部加热便可去除。有人对密封胶提出疑问，该胶也是无机胶，既可达到电缆的耐温性能，也可完全实现对电缆端部的密封和绝缘。说现场不能分割，也是不了解矿物绝缘电缆。凡是使用过矿物绝缘电缆的人都知道，该电缆是可以任意、随时分割的。对上述几种所谓的缺陷，我们通过矿物绝缘电缆几个不同场所的典型用户也可以直接判断其对错：低温场所：-60℃，哈尔滨锅炉厂室外；高温场所：800℃，山东莱芜钢厂；高潮湿场所：厦门电厂冷却系统；安全性要求高的公共场所：国家大剧院、国家体育场、中央电视台、国家会展中心。 柔性防火电缆能否替代矿物绝缘电缆？柔性防火电缆是否有必要作为一种电缆品种？为了让大家正确的认识这种产品，我们可以通过几个问题的分析进行正确的评判。 1、柔性防火电缆的载流量是多少？能否比得上矿物绝缘电缆？载流量是电缆选用最为关键的技术指标，是关系到工程质量和人员生命财产安全的性能。关于柔性防火电缆的载流量，没有国际标准和国家标准，也没有机构对此电缆进行过检测。并不是模拟一个与矿物绝缘电缆相近的型号，载流量就是一样。影响载流量的因素很多也很复杂，就电缆本身而言，绝缘层材料的种类及其耐热、电气性能、耐老化、导热能力，电缆结构及组成材料的导热、耐热、耐老化等，直接影响到载流能力的大小。柔性防火电缆绝缘层是什么？有厂家说是无机材料，但没有明确是什么无机材料。其实该厂家指的无机材料就是普通塑料耐火电缆（NH）常用的云母包带。云母有很多种，我们以能达到电缆A类耐火能力的合成云母为例：它是以氟离子代替羟基，在常压条件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工云母，再用粘合剂将云母片粘贴于玻璃布上。该材料在有机耐火电缆（如NH-YJV等）中只能作为耐火层，而不可以作为绝缘层，因为其绝缘性能、散热性能远不如交联聚乙烯，甚至不如已渐趋淘汰的聚氯乙烯。就是这样的材料，该厂家声称其可以达到矿物绝缘电缆的载流量，甚至在推广的技术资料中列入这样二条：一是导体截面，单芯为1-400mm2；多芯1-95mm2；二是额定载流，单芯25-1800A，多芯16-500A。我们不知道，正常情况下单芯400mm2电流怎么可以达到1800A，多芯95mm2又怎么能达到500A。2、柔性防火电缆为什么不柔软？电缆是否柔软，主要受该电缆外径、结构、所用材料及工艺的影响。柔性防火电缆结构主体仍为铜导体和铜护套，外径明显大于同规格矿物绝缘电缆。因此，结构上该电缆只能用于固定敷设。再从该电缆的工艺来看，其可弯曲性能就非常明了了。电缆外套用铜带纵包后，再轧纹。应该说这种工艺和结构是该电缆的不足之处，因为铜带的厚度大于矿物绝缘电缆护套厚度，铜带纵包成管状焊接时，铜带与绝缘层必须有间隙，铜管轧纹后未进行热处理，铜护套不但留有变形应力，而且其自身也变得很硬。矿物绝缘电缆虽也是铜护套，但电缆最后一道工序是对电缆进行热处理，使其变软。柔性电缆并不柔软，这是该电缆的结构与工艺决定的，我们从两种电缆的弯曲半径便可充分证明：矿物绝缘电缆最小弯曲半径为5倍电缆外径，柔性防火电缆最小弯曲半径为15倍电缆外径。3、柔性防火电缆为什么绝缘更不能受潮？该电缆的绝缘层既然是云母包带，那么我们先了解一下该云母带的使用注意事项：1）、贮存环境应干燥通风，有效储存期为6个月；2）、搬运过程中不得淋雨； 3）、在潮湿天气情况下，要注意包装，开箱使用后，要把剩余的云母带包好，以防落尘或受潮；4）、勿将云母带在地上拖动，以防受污染或损伤。该电缆不但不可以受潮，而且受潮后更是无法恢复，这也是在塑料耐火电缆中只能用于耐火层而不能用于绝缘层的主要原因。工程试用中该缺陷已充分显现，绝缘易受潮，受潮后绝缘迅速下降，且无法恢复，也无法阻止潮气进入。4、柔性防火电缆的外护套为什么在安装过程会出现开裂现象？该电缆在安装中出现开裂主要是由于其外护层的工艺和结构。铜带经纵包后，由于未进行热处理，护层中有应力存在，护层变硬，波纹转折处为应力聚集处，而且在焊接过程中铜带与绝缘层必须留有间隙，因此该电缆在使用中护套层首先会起皱，继而便是开裂。5、柔性防火电缆到底是一个什么样的产品？我们想信很多用户都用过型号为NH-YJVP的电缆产品，该产品采用铜导体，云母带绕包在导体外作为耐火层，交联聚乙烯挤包在耐火层外作为电缆绝缘层，成缆后绕包铜带作为电缆的屏蔽层，最后挤包聚氯乙烯作为电缆的外护层，该产品在国内任何一个厂家都可以生产。而柔性防火电缆产品结构是：采用铜导体、云母带作绝缘层、铜带纵包作护套。将这两种产品结构对照便知，柔性防火电缆仅仅是将NH-YJVP电缆中的绝缘层和护套层省去，将铜带绕包变为纵包。不能否认，有研制柔性防火电缆的想法，是值得鼓励的，但必须有科学性、合理性及适用性。科学是严谨的，不可以随意想象。矿物绝缘电缆与柔性防火电缆是两种不同的产品，根本不可相提并论。为什么矿物绝缘电缆不但有制造标准、载流量标准，而且还在国家级及地方上的设计规范中明确推荐，就是因为该产品性能先进、稳定、成熟。  附件：矿物绝缘电缆与柔性防火电缆的比较  序号比较项目矿物绝缘电缆柔性防火电缆1载流量国际标准：IEC60364-5-523-1999国家标准：GB/T16895-2002无国家标准和IEC标准2产品制造标准国际标准：IEC60702-2002国家标准：GB/T13033-2007无国家标准和IEC标准3产品检验标准国际标准：IEC60702-2002国家标准：GB/T13033-2007无国家标准和IEC标准4设计规范国家标准：GB50016-2006建筑设计防火规范、DGJ08-93-2002 无国家标准和IEC标准5施工规范建设部标准：99D163无国家标准和建设部标准6验收规范建设部标准：99D163无国家标准和建设部标准8弯曲半径最小弯曲半径为：3D-5D（D为电缆外径）最小弯曲半径为：15D（D为电缆外径）7工程长期应用检验在国外已有一百多年的生产和应用史，国内最早是通过进口用于核工业。中国最早于1985年投入生产，至今已有二十多年的运行证明。特别是国家及地方重要工程采用的均是矿物绝缘电缆，如：国家大剧院、国家体育场、国家会展中心、中央电视台等。   国内外仅有一家企业在推广该产品，因该产品无生产标准、无检验标准、无施工验收标准、无设计规范，使其无法在市场中得到认同，在工程应用后也会出现问题。