1.礦物絕緣電纜的發展
礦物絕緣電纜(Mineral Insulated Cable)簡稱MI電纜。目前按結構特性可以分為剛性和柔性兩種。
剛性礦物絕緣電纜(BTTZ)發明較早,19世紀末瑞士工程師Arnold Francois Borel就提出礦物絕緣電纜的設想,並於1896年獲得專利權,1934-1936年法、英投入生產以後發展很快。我國也於上世紀六十年代研製,開始用於軍事領域,80年代中期開始工業化生產,並逐步被建築領域全麵接受。由於剛性礦物絕緣電纜在結構設計上的天然不足,造成其在性能、生(sheng)產(chan)及(ji)敷(fu)設(she)等(deng)方(fang)麵(mian)都(dou)存(cun)在(zai)著(zhe)一(yi)定(ding)的(de)缺(que)陷(xian)。在(zai)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)特(te)別(bie)是(shi)歐(ou)盟(meng)國(guo)家(jia)中(zhong),柔(rou)性(xing)礦(kuang)物(wu)絕(jue)緣(yuan)防(fang)火(huo)電(dian)纜(lan)的(de)崛(jue)起(qi),剛(gang)性(xing)礦(kuang)物(wu)絕(jue)緣(yuan)電(dian)纜(lan)的(de)使(shi)用(yong)正(zheng)在(zai)被(bei)替(ti)代(dai)。
柔性礦物絕緣電纜(BBTRZ)的發明較晚,大約是在上個世紀七十年代誕生於瑞士斯圖特電纜公司,國內最早、最新的柔性礦物絕緣防火電纜於2005年由上海快鹿電線電纜有限公司推出。
2.柔性礦物絕緣電纜的組成
相對傳統的剛性礦物絕緣電纜,柔性礦物絕緣電纜是由銅絞線、礦物化合物絕緣和礦物化合物護套所構成。其采用柔性結構,主要材料均采用無機材料,彌補了結構硬、易燃燒、有毒等缺陷,並且具有一些其它電纜不具有的優點,如:耐火、載流量大、耐衝擊電壓、耐機械損傷、無鹵無毒、防爆、防水、耐腐蝕、壽命長、安全、耐超載、耐高溫、成本低等特點。
圖1 產品的表示方法

例一,額定電壓500V,單芯25mm 2, 表示為:BBTRQ-500 1*25
例二,額定電壓750V,3芯25mm2,表示為:BBTRZ-750 3*25
例三,額定電壓1000V,5芯16 mm2,表示為:BBTRZ-1000 5*16
3.性能對比
yibandedianxiandianlanyouyujueyuanshiyongdedoushiyoujigaofenzicailiao,yincizaihuoyantiaojianxiajiyitanhuacongershiqujueyuanzuoyong。youyurouxingkuangwujueyuanfanghuodianlanzhuyaocailiaoquandoucaiyongwujikuangwuhuokuangwuhuahewuzucheng,tabenshenbuhuiyinqihuozai,bukenengranshaohuozhuran。erzhexiecailiaoyibandoujuyou1500℃以上的較高熔點,因此防火電纜即使用於火焰條件下也能發揮正常的輸電功能,是一種真正意義上的防火電纜。
柔(rou)性(xing)礦(kuang)物(wu)絕(jue)緣(yuan)防(fang)火(huo)電(dian)纜(lan)產(chan)品(pin)的(de)工(gong)藝(yi)結(jie)構(gou)與(yu)傳(chuan)統(tong)電(dian)纜(lan)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong),成(cheng)功(gong)的(de)解(jie)決(jue)了(le)氧(yang)化(hua)鎂(mei)銅(tong)管(guan)礦(kuang)物(wu)絕(jue)緣(yuan)電(dian)纜(lan)的(de)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)所(suo)決(jue)定(ding)的(de)產(chan)品(pin)眾(zhong)多(duo)不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)。該(gai)產(chan)品(pin)的(de)問(wen)世(shi),成(cheng)為(wei)防(fang)火(huo)電(dian)纜(lan)發(fa)展(zhan)史(shi)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)裏(li)程(cheng)碑(bei),同(tong)時(shi)也(ye)加(jia)快(kuai)了(le)中(zhong)國(guo)電(dian)纜(lan)的(de)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)水(shui)平(ping)與(yu)國(guo)際(ji)接(jie)軌(gui)的(de)進(jin)程(cheng)。
3.1傳統剛性礦物絕緣電纜特性
1)tongguanlabagongyishidedangenlianxuchangduyouxian,anzhuangdeguochengzhongxuyaobuduanshiyongjietou,zengjiacailiaoherengongchengben,bingqiexuyaoduijietouchudianqixingnengzuoteshuchuli。
2)35mm2及以上均為單芯電纜,安裝工序多,並且不利於各芯電氣參數的均衡。
3)線芯棒型實心銅導體,非常堅硬,使得其最大截麵通常為400mm2。
4)氧化鎂粉末充當絕緣層,易產生厚薄不均現象,工藝稍有差池便會擊穿,額定電壓最高為450/750V。
5)BTTZ電纜不斷的使用專用接頭,因此需要特別處理以保證火焰下承受水噴淋後仍保持通電。
6)一旦受火銅管外殼即為直接受火溫度--950℃+50℃(塑料外護套瞬間燒損),銅導體芯線阻隨溫升而增加,因此火災中BTTZ壓降損失大。 7)金屬套采用分段拉拔工藝,大截麵400mm2單根最長不超過60米,氧化鎂對環境有汙染,成本高,效率難以提高。
3.2 柔性礦物絕緣電纜特性
1)提高了絕緣的穩定性:不僅保留了剛性礦物絕緣電纜的耐火特性,而且還具有不宜吸潮等特點,因此絕緣性更穩定。
2)提高了耐電壓等級:耐壓水平可達到1000V,從而減少了很多因電感、變頻電器的頻繁啟動而造成的衝擊電壓,相應地使得線路係統使用壽命大大提高。
3)全係列性:可以根據用戶實際需求,加工成單芯或多芯結構,最多可做到96芯,幾乎可以覆蓋電力電纜、控製電纜等各種規格的建築電纜需求。
4)無中間接頭:采用了成熟的絞線和成纜技術,可以根據用戶要求定長生產,不僅減少了接頭成本,更可以提高並實現線路的整根一致性。
5)柔性易安裝:因為采用了絞線、成纜等傳統電纜結構,使得電纜更柔軟,同時由於不需要專用終端接頭,更方便了安裝和敷設。
6)節省空間:由於可提供大截麵、大長度的多芯電纜,從而避免了因多根排列以及中間接頭而造成的不必要的敷設空間浪費。
7)公益性:由於結構的改進,大量使用了礦物和礦物化合物,不僅節約了銅、鎂等資源,還相應地節約了大量的能源消耗,公益價值同樣十分顯著。
4.在超高層建築上的應用案例
4.1案例介紹
考kao慮lv到dao高gao層ceng建jian築zhu內nei人ren員yuan的de反fan應ying速su度du慢man,以yi及ji由you煙yan霧wu和he缺que乏fa電dian力li供gong應ying造zao成cheng的de恐kong慌huang和he混hun亂luan,致zhi使shi對dui高gao層ceng建jian築zhu的de疏shu散san時shi間jian在zai很hen大da程cheng度du上shang無wu法fa確que定ding,因yin此ci,緊jin急ji線xian路lu和he消xiao防fang報bao警jing提ti示shi線xian路lu成cheng為wei火huo災zai中zhong最zui重zhong要yao的de線xian路lu,必bi須xu要yao保bao持chi線xian路lu完wan整zheng。
河南電視塔是鄭州市標誌性建築,高度388m,全鋼結構。由於工程的重要性,防火係統全部采用了BBTRZ-1000V電纜,該係列電纜由於是柔性礦物絕緣電纜,耐壓等級是1000V,規格從3×2.5+E2.5開始,到3×240+2×120全係列電纜,共20145km。設計單位是在比較了剛性礦物絕緣電纜(即銅管氧化鎂絕緣電纜)和各類其它結構的耐火電纜的基礎上,作出采用了BBTRZ-1000V柔性礦物絕緣係列電纜的決定。
4.2安裝與敷設
電纜明敷時,應沿全長采用電纜支架、掛鉤或金屬吊繩等支持,最大跨距,應符合下列規定:
1)滿足支持件的承載能力和無損電纜的外層及其纜芯。 2)使電纜相互間能夠配置整齊。 3)適應工作條件下的布置要求。
4)直接支持電纜用的普通支架(臂式支架),吊架的允許跨距宜符合下表規定的數值。
表2 普通支架、吊架的允許跨距(mm)
電纜特征 敷設方式
電纜外徑D 水平 垂直
D≤20 400 1000
20<D≤30 600 1200
30<D≤50 800 1500
D>50 1000 2500
柔性礦物絕緣防火電纜的截麵積單芯為1.5mm2~600mm2,多芯為1.5mm2~300m2。在防火電纜領域,最大限度的降低了使用單位的投資成本,提高了建築物的安全防火性能等級。
4.3 驗證
柔性礦物絕緣防火電纜的設計參數,是嚴格遵循英國BS 6387標準,以及國際電工委員會IEC標準。這些技術參數,已經分別通過了國家消防總局與上海電纜研究所的專項檢測。
5.結論
該類電纜在安裝完畢後能夠保證應急使用,平時也可作為耐溫125℃無鹵阻燃電纜、耐火電纜使用,因該係列電纜覆蓋麵廣,既克服剛性MI電纜的缺陷,又發揮了柔性MIdianlandeyoushi,bingqieweigezhongdiangongchengtigongleshiyongchanpin,shixiandaigongchengzaidianqixianluzhongdadaoleduanluburanshao,ranshaobuduanludegongxiao,benwencaiyongdeyingyonganlizhengmingrouxingkuangwujueyuandianlanbujinzaixiaofangbaojinghejinjijiushenghuiludengfanghuoxingnengshangnenggouchenggongyingyong,zaigaomidudianliujiqitateshuxingnengyaoqiudeqingkuangxiayenengdetuiguangyingyong。
