礦物絕緣電纜又稱防火電纜或銅芯銅護(hù)套氧化鎂絕緣電纜，國外稱M 1電纜。該電纜早于1895年瑞士人研制開發(fā)，并取得，1934年法國率先將該項新技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)。礦物絕緣電纜的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)電纜的創(chuàng)新，特別是在一些重要場所和關(guān)鍵電氣線路中發(fā)揮的作用，使塑料電纜望塵莫及。因而美國、前蘇聯(lián)等工業(yè)發(fā)達(dá)國均相繼開始生產(chǎn)礦物絕緣電纜，但仍主要僅用于軍事及重要的工業(yè)設(shè)施。而中國涉及較遲，直至1968年才開始由上海電纜研家所對該產(chǎn)品進(jìn)行研制開發(fā)。由于該產(chǎn)品用材和結(jié)構(gòu)的性，使得其具有傳統(tǒng)塑料電纜所無法比擬的電氣性能、機(jī)械性能、耐環(huán)境性能和環(huán)保性能。隨著該產(chǎn)品不斷推廣，礦物絕緣電纜越來越為人們所認(rèn)同，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)工業(yè)及民用建設(shè)中。
1礦物絕緣電纜的主要特性
1.1簧全性
據(jù)統(tǒng)計，電氣火災(zāi)的發(fā)生次數(shù)以及所造成的損失均屬各類火災(zāi)之首。分析其中由線路引發(fā)的占電氣火災(zāi)的一半之多，所以合理地選擇電纜是避免電氣火災(zāi)或即使發(fā)生火災(zāi)也能可靠保證消防設(shè)備供電的連續(xù)性，進(jìn)而盡早滅火，減少損失的重要環(huán)節(jié)。礦物絕緣電纜是ffj銅和氧化鎂制成。銅的熔點為1083~C，氧化鎂的熔點是2800℃ 。所以在其溫度不超過1000℃時，電纜結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)問題。因此在絕大部分場所是不會因熔化或燃燒而解體的，更不會傳播火種。礦物絕緣電纜是由無機(jī)材料制成，它不會放出任何煙霧和有害氣體。礦物絕緣電纜在火災(zāi)時，可保證3小時以上的持續(xù)供電時問，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國家規(guī)范的要求。在耐過電壓方面，傳統(tǒng)電纜在超過其限耐壓值發(fā)生意外時被擊穿，絕緣層被損壞，電纜必須更換，而礦物絕緣電纜擊穿的是擊穿處的空氣電離作用，氧化鎂熔化后成份不會改變。所以礦物絕緣電纜在耐過電壓和性能穩(wěn)定性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)電纜。
在防水、防爆方面，礦物絕緣電纜是安全的電纜。由于其護(hù)套是無縫銅管，水、油和氣體不會滲透到電纜內(nèi)部，在有腐蝕性的特性場所可加裝PVC護(hù)套，多種的防護(hù)措施使其有的安全性。在耐機(jī)械損傷方面，礦物絕緣電纜可經(jīng)受劇烈的機(jī)械破壞，而不會損害其導(dǎo)電性能，在電纜外徑變形到原外徑1／3的情況下仍可正常工作。在耐輻照方面，因為其為無機(jī)材料制成，材料自身時性穩(wěn)定，可長期保持較高絕緣電阻，而傳統(tǒng)電纜其絕緣層在強(qiáng)輻照下很容易老化，絕緣特性降低出現(xiàn)危險。從上述各方面的比較可以看出，礦物絕緣電纜是安全的電纜。
1.2耐火性
按照英國BS6387電纜耐火特性測試標(biāo)準(zhǔn)，只有礦物絕緣電纜能滿足以下三種測試：A明火燃燒950℃，持續(xù)3小時。B明火燃燒650~C，噴淋水持續(xù)l5分鐘。C明火燃燒950℃ ，每隔30秒用重物撞擊。
1.3高可靠性
一種定義耐火電纜的依據(jù)是GB12666．6—90《電線電纜耐火性試驗方法》和IEC331(1970)，這一標(biāo)準(zhǔn)定義：“耐火電纜是在長時間燃燒以及長時間燃燒后仍能繼續(xù)正常工作的電纜；假設(shè)火的大小足以破壞施加火焰處的有機(jī)材料?！本推浣Y(jié)構(gòu)而言，耐火電纜就是在導(dǎo)電線芯上纏繞云母帶再擠塑料絕緣和護(hù)套，從試驗內(nèi)容上是一種單一的火焰燃燒環(huán)境。對于電纜系統(tǒng)而言，結(jié)構(gòu)的破壞和熱絕緣的損壞并不重要，主要判斷準(zhǔn)則是該電纜在整個火災(zāi)過程中維持電路的完整性如何。礦物絕緣電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，銅外套在高溫下不會脫落，即有重物沖擊，一般情況下只會變形而不會斷裂，它有先天的性。所以在耐火性能上礦物絕緣電纜占有絕對的優(yōu)勢。電纜除了火的作用外，建筑物的移動、振動以及水的沖擊對電纜有更加不良的作用。礦物絕緣電纜在帶15KW水泵負(fù)載的實驗中，可以發(fā)現(xiàn)在水噴淋沖擊其所載電流幾乎沒有變化，所以礦物絕緣電纜的耐火性能是可靠的。
在正常的使用條件下，長的使用壽命是40年左右，聚氯乙烯絕緣電纜的使用壽命約為20年。如果出現(xiàn)過載情況發(fā)牛，壽命會大幅度降低，如果發(fā)生局部火災(zāi)，電纜受損還必須更換。按建筑物正常的使用壽命計算，電纜也至少得更換2次以上。礦物絕緣電纜的壽命取決于銅護(hù)套的氧化速度，其氧化速度與其工作溫度有關(guān)，即使在250℃下長期使用，需要2．57年才使銅護(hù)套氧化0．025mm，即使是小規(guī)格的礦物絕緣電纜(其銅護(hù)套厚度為0．46ram)其壽命也可達(dá)數(shù)百年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過建筑物的使用壽命而實際上電纜也不可能長期在250~C下使用。即使銅護(hù)套氧化，其氧化物一氧化銅仍是良導(dǎo)體，對其性能的影響很小。所以，礦物絕緣電纜是一種“永久性電纜”。
1.4經(jīng)濟(jì)性
電纜的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)從兩方面考慮：一是初投資、二是運行費用。從初投資方面，由于礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)與材料和其他電纜不同，同截面電纜單位長度的價格要比聚氯乙烯絕緣電纜(包括阻燃和耐火電纜)高，但是礦物絕緣電纜的使用溫度為95℃ ，IEC364—5—52394年修訂版規(guī)定裸礦物絕緣電纜使用溫度可達(dá)105℃，因而載流量要比耐火電纜高得多。若按允許溫升到90℃來選擇礦物絕緣電纜，在25mm。以下時，其截面比耐火電纜小一個截面等級，而35mmz及以上時(35mm。及以上的礦物絕緣電纜為單芯結(jié)構(gòu))，可以小兩到三個截面等級。相對于耐火電纜單純從價格上相差不大，在礦物絕緣電纜相對與耐火PVC電纜NH—VV(70℃)、耐火PVC鋼帶鎧裝電纜NN—VV22 (70℃)、耐火低煙無鹵電纜NH—Dw～YJE(90~C)的性格比較巾，相同載流量下的價格差在～22％～ 37％之間。叮以看出礦物絕緣的價格并不是很高，但其優(yōu)異的性能指標(biāo)是其它傳統(tǒng)電纜無法比的，所以礦物絕緣電纜的性價比是非常高的。
礦物絕緣電纜可以直接明敷，不需其它的防火附件(如防火橋架或耐火線槽等)，橋架或線槽部分可以節(jié)省很多的資金，因為礦物絕緣電纜的外層為銅護(hù)套可以作為接地線，節(jié)省一根電纜，而且接地效果和可靠性更好，也節(jié)省了相應(yīng)的施工費用。礦物絕緣電纜施工方便，節(jié)省施工時間和強(qiáng)度。從使用費用方面，礦物絕緣電纜允許在更高的溫度下使用，截面35ramz及以上為單芯結(jié)構(gòu)，散熱條件好，只需明設(shè)，這樣就會使電纜比在其明敷時載流量更低，同截面時損耗比礦物絕緣電纜要大得多。所以在經(jīng)濟(jì)性方面從整體考慮，礦物絕緣電纜優(yōu)于傳統(tǒng)電力電纜。．
1.5易于施工
相同截面下，礦物絕緣電纜的外徑、體積、重量比傳統(tǒng)電纜小得多。據(jù)俄羅斯學(xué)者計算，在1050A的三相交流線路中，礦物絕緣電纜與橡皮絕緣電纜相比，重量輕30％，外型尺寸小67％。美圍電氣保險商試驗室(uL)確認(rèn)礦物絕緣電纜比其他電纜穿剛性電纜管(RigidCon—duit)重量輕60％，所需空間少80％。另外礦物絕緣電纜允許的彎曲半徑比其它電纜小得多，其彎曲半徑根據(jù)規(guī)格不同在電纜外徑的2～6倍之間，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)電纜的10~30倍要小，所以安裝的要求比傳統(tǒng)電纜寬松，所需的空間也小，勞動強(qiáng)度也低，尤其是在改造工程中，其優(yōu)勢更為明顯。所以礦物絕緣電纜在施工便捷方面遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)電纜。
2工程應(yīng)用
某工程位于廣州天河路以南、體育東路以東地段的十字路口，地處商業(yè)、辦公中心地帶。總建筑面積約222，850平方米，屬于一類超高層建筑。包括地下室裙樓及塔樓部分，地下室三層，建筑面積約51，426m。，為車庫、設(shè)備房及商業(yè)部分。裙樓五層， 建筑面積約39，548m2，主要為商場、餐廳等。搭樓部份：A搭5O層，建筑高度207．6m，建筑面積約60770m。，主要功能辦公樓：B搭29層，建筑高度為127m，建筑面積約32，146m ，主要功能為服務(wù)式公寓；c塔33層，建筑高度為127m，建筑面積約39，050m。，主要功能為服務(wù)式公寓。結(jié)構(gòu)類型是鋼筋混凝土框筒?一筒中筒結(jié)構(gòu)。本工程的供電電源為：本工程從二個市區(qū)1IOKV變電站引來三路IOKV電源，供裙樓地下室及A塔辦公樓用電，二路電源同時分段工作，第三路為備用電源，當(dāng)任一路工作電源失壓時，備用電源通過母聯(lián)開關(guān)自動投入工作。另外引來一路環(huán)網(wǎng)進(jìn)線電源供B塔、C塔服務(wù)式公寓用電，四路IOKV進(jìn)線電纜從建筑物南側(cè)穿管埋地引入地下二層的裙樓中壓配電房。再由中壓配電房送電至各高低壓配電房進(jìn)行功能送電。
低壓配電房一為B、C區(qū)塔樓動力配電房，分別以母線和電纜出線至B、C區(qū)強(qiáng)電井，由強(qiáng)電井送入塔樓各層用電部位；低壓配電房二為C區(qū)塔樓照明配電房，以母線出線至C區(qū)強(qiáng)電井送電至塔樓各層用電；低壓配電房三為A、B、C區(qū)制冷機(jī)房配電房，以母線出現(xiàn)至地下三層制冷機(jī)房配電；低壓配電房四為B、C區(qū)裙樓動力、照明配電房，分別以母線和電纜出線至B區(qū)裙樓電井，由此電井送入B、C裙樓各層用電部位；低壓配電房五為B區(qū)塔樓照明配電房，以母線出線至B 強(qiáng)電井送電至塔樓各層用電。
本工程消防用電部分采用礦物絕緣電纜，應(yīng)用效果良好。
3礦物絕緣電纜的施工工藝
不可在電纜規(guī)定的工作溫度范圍外長期工作。電纜在敷設(shè)前，均應(yīng)檢查電纜是否完好，絕緣電阻是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。計算敷設(shè)電纜所需長度時，應(yīng)考慮留有1％的余量。布線過程中，電纜鋸斷后應(yīng)立即對其端部進(jìn)行臨時性密封。電芯電纜敷設(shè)時，應(yīng)逐根敷設(shè)，待每組布齊并矯直后，再作排列綁扎，綁扎問距以1～1．5m為宜。對于大截面單芯電纜，用于交流電網(wǎng)時應(yīng)采取渦流消除措施，在交變電流作用卜，銅護(hù)套上會形成橫向渦流，會造成能量損耗，當(dāng)線路負(fù)荷特別大而需要兩組以上的電纜時，可按圖的形式排列兩組或多組電纜，但每組之間要留有兩倍電纜外徑的距離，而且每組電纜接線位置應(yīng)相同。此外，在電纜進(jìn)配電箱，柜時，為固定電纜在箱柜的板面上打孔，同樣為防止電纜在進(jìn)箱柜的鐵皮面上產(chǎn)生旋渦，在箱柜板面上應(yīng)按圖所示的方式開孔，或加墊非磁性材料的隔板固定電纜，這種支架一般采用鋁母線或銅母線加工制作，打孔、用采用扁鋼或角鋼制作支架時這時也應(yīng)參加上述方法開孔，以防渦流產(chǎn)生。由于電纜的絕緣材料在空氣中易吸潮，施工時應(yīng)做好防潮，當(dāng)發(fā)現(xiàn)潮氣進(jìn)入端部?？杉羧ナ艹倍危部捎没鹧鎳姛糁苯訉﹄娎|的絕緣電阻達(dá)到100M 以上才能進(jìn)行安裝終端和中間聯(lián)按器。在終端和中間聯(lián)接器的安裝過程中，要多次及時測量電纜的絕緣電阻值，因安裝時電纜受潮，或金屬碎屑未清除干凈，均可造成絕絕不合格。電纜的終端應(yīng)牢固定在電纜和電氣設(shè)備上，利用銅護(hù)套作接地線時，應(yīng)接地可靠。在附件安裝前，工程施工人員應(yīng)按電氣，回路將相應(yīng)規(guī)格電纜敷放到位。在敷放過程中，應(yīng)電纜不受損傷。電纜在敷設(shè)或安裝過程中，不應(yīng)隨意分割。只有在附件安裝時方可割斷。且電纜一但分割，便必須即時安裝終端和聯(lián)接器。
在橋架T形彎，L形彎，穿越墻洞，電氣豎井，進(jìn)出配電柜箱等彎曲度大，空間狹小處敷設(shè)時要按照工廠安裝說明的彎曲方法進(jìn)行冷彎，以免在操作中損傷電纜銅護(hù)套。
根據(jù)設(shè)計圖紙繪制“電纜敷設(shè)走向圖”認(rèn)真核對電纜的根數(shù)，規(guī)格、長度、走向，中間接頭位置及與其他管道交叉的間距等。敷設(shè)時應(yīng)在專用的電纜放線架上進(jìn)行，逐根放線逐路捆扎，做到橫平豎直，在處理中間接頭，終端頭時要留足操作余量，避免交叉和重疊，電纜平行敷設(shè)時如有多個中間聯(lián)接器，其位置相互錯開。在各項準(zhǔn)備工作完成后，公司技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場，對聯(lián)接器、終端的安裝方法進(jìn)行指導(dǎo)，工程安裝單位應(yīng)安排固定人員進(jìn)行學(xué)習(xí)。電纜埋地敷設(shè)時，好不要有中間接頭，如無法避免，則接頭處須做好防水處理。電纜全長均為直線敷設(shè)或所聯(lián)接電器可能產(chǎn)生振動時，應(yīng)在允許的場合設(shè)置膨脹環(huán)。
4施工器具
礦物絕緣電纜在安裝過程中，不需要專用安裝工具，與普通塑料電纜一樣，各安裝公司的通用器具即可完成終端及聯(lián)接器的制作。所需施工工具及測量儀器有：鋸弓、管子割刀、斜口鉗、噴燈、螺絲刀、管絲鉗、強(qiáng)力機(jī)械壓鉗(液壓鉗)、歐姆表等。
應(yīng)用規(guī)范：
(1)GB50045 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范2003修
訂版：
(2)GB50127—94 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范；
(3)GB50067—97 汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火
規(guī)范：
(4)GB50016 建筑設(shè)計防火規(guī)范修訂版。
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