矿物绝缘电缆及应用

　　【摘要】随着社会的发展，新材料新工艺不断涌现，消防法规及强制性标准的新颁布，建筑火灾事故分析多为电缆电线短路、过载等引起，因此选用可靠性防火性更高的新型电缆成为当前高层建筑、大型商业、写字楼的当务之急。
　　【关键词】矿物电缆，主要特性，经济
　　普通电缆的线芯一般是由无机材料制成，而它的绝缘层和护套层则一般由有机材料制成。随着电缆在人们日常生产和生活中的广泛应用，它的安全与否也就直接关系到人们的生命和财产安全。
　　然而，大量火灾事故的调查资料显示，普通电缆在火灾中往往充当了“帮凶”的角色。理由如下：一是电缆在过载、短路或局部过热等故障状态及外热作用下，自身就可引发火灾；二是电缆在建筑物内往往大量成束敷设，一旦发生火灾，就会助长灾情的扩张和蔓延；三是消防设备的配线电缆一旦发生火灾，消防设备就会全面瘫痪，形同虚设，起不到灭火救灾的作用；四是电缆火灾会产生大量的烟雾和有毒气体，影响人员逃生，造成人员窒息、中毒，甚至死亡。
　　目前，市场上已推出阻燃、耐火、无卤、低烟等有机绝缘电缆新产品和矿物绝缘电缆，用以提高电缆的运行安全性，在此，简单介绍一下各种电缆的性能及价格比较。
　　1矿物绝缘电缆的结构
　　矿物绝缘电缆是用矿物作为绝缘材料的电缆，通常由以下部分组成：
　　◆铜导体，熔点1083℃。
　　◆高纯度氧化镁矿物粉紧密压实为绝缘层，熔点2800℃。
　　◆无缝连续的铜管为护套，熔点1083℃。
　　◆矿物绝缘电缆的附件，全部由无机物组成，填充材料由最先进的耐火耐高温材料组成，在1000℃高温也能正常使用。
　　由此可见，矿物绝缘电缆完全由无机材料组成，不含有机材料。
　　2矿物绝缘电缆的主要特性
　　2.1防火、防爆、防水、防腐
　　2.1.1由于电缆的组成材料都是无机物，从根本上决定了电缆不可能燃烧或助燃。另外，由于电缆的机械强度高，在火灾时能够承受消防水或空中坠物的冲击而正常运行，因此是真正的防火电缆，为消防线路、重要线路提供了可靠保证。
　　2.1.2由于电缆是完全实心结构，可经受巨大的外界冲击力，并可阻止蒸汽、气体和火焰进入与电缆连接的电气设备，因此在化工和易燃易爆环境中可杜绝由电缆引起的连锁性爆炸。
　　2.1.3由于电缆具有全封闭金属护套，可阻止任何水、油或潮气的渗透。
　　2.1.4由于电缆的铜护套本身具有较高的耐腐蚀性能，在多数情况下它不需要采取任何附加的保护措施，特别适合化学腐蚀环境和埋地敷设的需要。而在某些对铜护套有腐蚀作用的特殊场合下敷设时，应外加有机材料护套。
　　2.1.5无烟无毒
　　电缆完全由无机材料组成，从源头上消除了产生烟雾和毒气的可能，增加了火灾时人们逃生的希望，特别适合地下建筑和人员聚集场所使用。
　　2.1.6耐高温
　　电缆可在250℃高温下连续正常工作，在接近铜的熔点1083℃下短时工作，而氧化镁绝缘材料此时不会发生任何性质的变化。该特性适合在冶金及其它高温环境中使用。
　　3矿物绝缘电缆的经济性
　　3.1载流量大
　　3.1.1氧化镁绝缘材料的导热系数远大于有机绝缘材料，散热好。因此对于相同截面的电缆而言，矿物绝缘电缆能比有机绝缘电缆输送更大的电流。
　　3.1.2由于电缆的耐高温性能，发热温度对电缆质量影响甚小，因此可以耐受相当大的过载。
　　3.1.3由于国家新高规及新建规的规范对消防线路的规定：阻燃、耐火等有机绝缘电缆明敷设时必须穿带有防护措施的金属管或封闭桥架，而矿物绝缘电缆可以直接明敷设，因此可以比有机绝缘电缆考虑更少的降容系数，自然降低了截面要求。
　　3.1.4使用寿命长
　　有机绝缘电缆的绝缘层和护套层所采用的有机材料在长期带载运行情况下会老化，在过载运行情况下会加速老化，减少使用寿命，因此需要定期检修和更换。而矿物绝缘电缆由无机材料组成，其固有特性不存在老化问题，无需维护和更换，保证了该电缆具有稳定性和长寿命，在正常使用情况下，可使用百年以上。
　　3.1.5降低工程造价
　　3.1.6电缆的无缝连续铜护套可起到接地导线的作用，提供极好的低接地电阻，因此可比其他电缆节约一根接地导线。
　　3.1.7阻燃、耐火等有机绝缘电缆明敷设时必须穿带有防护措施的金属管或电缆桥架，而矿物绝缘电缆可以直接明敷设，相比之下省却了金属管或电缆桥架，因此一方面节省工程材料，另一方面减少了线路敷设所占用的空间。
　　4、矿物绝缘和其他电缆的比较
　　4.1阻燃电缆：在普通塑料中添加阻燃剂，阻止火焰燃烧，即一旦撤离火种，塑料不继续向前燃烧，阻燃性能标准是烧40-20min钟后，炭化高度低于2.5米
　　4.1.1阻燃电缆产品目前还没有国家标准，国家对该产品的考核仅仅是考核电缆的阻燃特性，目前阻燃电缆的特性标准执行的是国际标准EC332-1、2以及国家标准GB12666.5-90。
　　4.1.2阻燃电缆能阻止火灾蔓延和控制火灾损失。但它不是不延燃电缆，没有改善电缆抗失效能力。
　　4.2耐火电缆：在规定的温度和时间的火焰燃烧下，仍能保持线路完整性的电缆。
　　4.2.1耐火电缆目前还没有国家标准，国家对该产品的考核仅仅是考核电缆的耐火特性，目前我国最高的耐火标准是GB12666.6-90，即在950℃温度下燃烧，电缆保持通电90min。。
　　4.2.2耐火电缆和普通电缆相比，它彻底改善了电缆抗失效能力，但它不一定阻燃。所以可能会自身引发火灾。
　　4.3低烟无卤耐火电缆:材料不含卤素，燃烧时产生的烟尘较少，并且具有阻止或延缓火焰蔓延、可保持线路完整性的电缆
　　4.3.1低烟无卤耐火电缆目前也是执行的特性标准,没有国家标准,我国和国际电工委员会评价该电缆的标准有:烟雾特性：GB12666.7-90、IEC1034，卤素含量的测定：IEC754，耐火特性：GB12666.6
　　4.3.2、低烟无卤耐火电缆燃烧时产生的烟雾和毒气很少，也可以在90min钟内保持线路的完整性。但低烟无卤电缆还是会产生烟雾和卤素，特别是成束敷设时，会生产很多的卤素和烟雾，所以它不是真正意义上的安全电缆,并不代表绝对安全。
　　4.4矿物绝缘电缆
　　4.4.1、矿物绝缘电缆的产品标准是GB13033-91,它的特性除通过GB12666.6检测950℃保持90min外,还符合国际上耐火电缆特性最高的标准BS6387,即在950℃下可以保持3小时,同时可以经受火灾中碰淋水和重物坠落冲击.
　　4.4.2、由于矿物绝缘电缆是由无机材料组成,所以他不会自身不引发火灾。
　　4.4.3、矿物绝缘电缆可以明敷设
　　5、价格比较
　　• 耐火交联电缆NH-YJV(B)--------------------1.0
　　• 矿物绝缘电缆------------------------------------1.06
　　• 无卤低烟阻燃耐火电线电缆------------------1.10
　　• 母线槽---------------------------------------------1.30
　　说明:如果耐火交联电缆是100元,矿物绝缘电缆售价是106元,无卤低烟阻燃耐火电缆是110元
　　6矿物绝缘电缆的适用性
　　6.1必然性
　　由于国家新高规及新建规的规范对消防线路的规定（以下简称《规程》）已明确规定了矿物绝缘电缆的概念、特性及应用场所，要求“在外部火势作用下，需保持线路完整性、维持通电的场所，其线路应采用耐火电线电缆或矿物绝缘电缆”。
　　6.1.1用于重要的木结构公共建筑的电源主干线路应采用矿物绝缘电缆。
　　6.1.2用于特级、一级场所中的特别重要负荷的电源主干线路宜采用矿物绝缘电缆。
　　6.1.3由变配电所（或总配电室）引至消防设备的电源主干线路应采用阻燃耐火电缆或矿物绝缘电缆，但在特级、一级场所宜采用矿物绝缘电缆。
　　6.1.4消防配电线路的电缆采用支架或沿墙明敷设时，应采用矿物绝缘电缆。
　　6.2可行性
　　6.2.1历经考验，矿物绝缘电缆已是成熟的电缆。由于它的先进性和市场需求，该电缆1990年被列为国家级重点新产品，1991年被原机电部列为第二十六批替代进口产品。
　　6.2.2国家标准图集99D101-6《矿物绝缘电缆敷设》中，图文并茂，详尽地表述了电缆的各种敷设方式、敷设要求和施工注意事项，介绍了电缆终端和中间联接器等附件的选用。图集的实行保证了矿物绝缘电缆在实际安装施工中的正确性和普及性。
　　6.3经济性
　　在建筑物中为达到线路同样安全的保护等级,对于不同的电缆采取不同的保护方式.例如,为保证重要线路达到60min的有效供电时间,一般有三种方式
　　6.3.1新的高层建筑防火设计规范和新的建筑防火设计规范的已相继出台,规范中规定矿物绝缘电缆可以直接明敷,无需保护.
　　6.3.2耐火类电缆在穿管或封闭的桥架中敷设,外涂防火涂料
　　6.3.3阻燃电缆穿管在非燃体内敷设,且保护层厚度不小于3cm.
　　因此，比较各种电缆使用的经济性必须从总体的综合造价（含电缆本体价、安装附件价、线糟、安装人工费）进行分析，据资料分析，大型建设项目矿物绝缘电缆与耐火电缆的综合造价比较,使用矿物绝缘电缆的造价是使用耐火电缆的97.59%。
　　6.4美观性：矿物绝缘电缆明敷设后的美观性一直受到大家的关注.从理论上来说,由于矿物绝缘电缆柔软性很好,电缆敷设能做到横平竖直,但实际上由于各个工厂的产品退火工艺不一样,以及施工人员的安装技术方法不一样,所以真正能做到电缆明敷设后横平竖直的,也只有一些专业化工厂及专业安装队伍能做到,因此为解决矿物绝缘电缆美观性,常采用以下几种:
　　6.4.1可以在电缆外护套上增加一层塑料护套.如在停车场、地下车库等采用的都是带护套的矿物绝缘电缆,美观性很好.
　　6.4.2空间允许的话,也可以单独暗敷设在普通桥架中.常用于工程评奖项目
　　6.4.3和塑料电缆一起敷设在防火桥架里.但由于电缆成束根数多了,原设计的防火桥架要放大,同时由于电缆根数多了,桥架内温升会相应提高,塑料电缆的压降也增大,所以塑料电缆规格要重新计算放大,以保证塑料电缆的载流量。