礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)特性及敷設(shè)應(yīng)用

趙德魚(yú)

【摘 要】本文所指的礦物絕緣電纜（Mineral Insulated Cable）是無(wú)機(jī)的氧化鎂絕緣電纜。這種電纜一般為銅芯銅護(hù)套，不帶外套。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，它能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供安全可靠的電力供應(yīng)，以保證人身和財(cái)產(chǎn)安全。另外，礦物絕緣電纜也適用于高溫、腐蝕、核輻射等惡劣環(huán)境中。但是，這種電纜不易彎曲，因此造成了施工作業(yè)量多、難度大。本文從礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)入手分析其性能，并論述了敷設(shè)要點(diǎn)、難點(diǎn)和解決辦法。

【關(guān)鍵詞】礦物絕緣電纜；電纜敷設(shè)

礦物絕緣電纜分為額定電壓500V的輕型礦物絕緣電纜（BTTQ電纜）和750V的重型礦物絕緣電纜（BTTZ電纜）。因其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于消防供電系統(tǒng)及其他重要負(fù)荷的供電系統(tǒng)。

一、結(jié)構(gòu)和性能

礦物絕緣電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用高導(dǎo)電率的退火銅作線(xiàn)芯，無(wú)機(jī)礦物質(zhì)氧化鎂粉經(jīng)高壓填充作絕緣層，無(wú)縫銅管作護(hù)套，經(jīng)振實(shí)軋制而成[1]。

（一）銅護(hù)套

銅的熔點(diǎn)為1083℃，在特殊高溫場(chǎng)合，銅護(hù)套允許長(zhǎng)期工作溫度可以達(dá)到250℃。成品礦物絕緣電纜按照GB/T 19216.21進(jìn)行耐火試驗(yàn)，在950℃的高溫下，可以持續(xù)供電3小時(shí)以上，這種性能特別適用于消防供電系統(tǒng)。在火災(zāi)環(huán)境中，直接接觸火焰的銅護(hù)套不僅可以繼續(xù)保持供電，還可以阻止可燃性油蒸汽和火焰通過(guò)電纜進(jìn)入與電纜連接的密閉設(shè)備和零部件之中，從而起到防爆作用。另外，銅護(hù)套具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，一般不需要附加防護(hù)措施。

（二）氧化鎂絕緣層

氧化鎂的熔點(diǎn)是2800℃，具有良好的耐高溫絕緣性和導(dǎo)熱性。其絕緣性能優(yōu)于有機(jī)電纜的絕緣層，且電氣及機(jī)械性能相對(duì)穩(wěn)定。因此礦物絕緣電纜外徑比有機(jī)電纜小，使用壽命也比有機(jī)電纜長(zhǎng)。

（三）導(dǎo)體

電纜工作時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，溫度升高；而且載流量越大，溫度越高，導(dǎo)體的熱量通過(guò)絕緣材料向外傳導(dǎo)。因?yàn)橛袡C(jī)電纜的絕緣材料在溫度升高后絕緣性能下降，所以為了保證其絕緣性能，有機(jī)電纜的導(dǎo)體允許工作溫度最高僅為90℃。而礦物絕緣電纜在可觸及或可燃環(huán)境中，銅護(hù)套外表面的運(yùn)行允許溫度可達(dá)70℃；在不可觸及或不燃環(huán)境中，銅護(hù)套外表面的運(yùn)行允許溫度可達(dá)105℃。這樣一來(lái)，導(dǎo)體的允許溫度更高，允許的載流量也更大，因此相同截面的礦物絕緣電纜的允許載流量比有機(jī)電纜大。一般來(lái)講，對(duì)于16mm2以上的線(xiàn)路，可以降低一至兩個(gè)截面。

總之，礦物絕緣電纜的組成全部為無(wú)機(jī)物，既不燃燒，也不助燃，并且不會(huì)像有機(jī)電纜那樣，產(chǎn)生煙霧、鹵素和毒性氣體。

二、敷設(shè)應(yīng)用

由于礦物絕緣電纜的銅護(hù)套有一定的強(qiáng)度和韌性，氧化鎂在加工過(guò)程中又是經(jīng)過(guò)高壓填充的，所以在敷設(shè)、扭轉(zhuǎn)、成彎時(shí)，芯線(xiàn)和護(hù)套之間的相對(duì)位置保持不變，不會(huì)產(chǎn)生短路，也不會(huì)影響電氣性能。因此礦物絕緣電纜彎曲性能好，最小彎曲半徑僅為外徑的3～6倍。但是彎曲性能好，只是說(shuō)明礦物絕緣電纜可以彎曲成較小的弧度，并不意味著它比有機(jī)電纜容易彎曲。相反，礦物絕緣電纜硬度比有機(jī)電纜高，成彎效率較低；重量約為有機(jī)電纜的兩倍，敷設(shè)起來(lái)難度也比較大。

（一）儲(chǔ)存和檢測(cè)

礦物絕緣電纜應(yīng)存放在干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，避免對(duì)銅護(hù)套有腐蝕的氨、硫化氫等氣體存在，需要經(jīng)常檢查端頭封堵是否良好。

外觀(guān)檢查。檢查礦物絕緣電纜的銅護(hù)套是否有損壞痕跡，有無(wú)壓扁、破損、扭曲的現(xiàn)象。必要時(shí)，可以從整盤(pán)電纜的端頭截取一段試驗(yàn)品，進(jìn)行拆驗(yàn)。

對(duì)整盤(pán)礦物絕緣電纜進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。當(dāng)電纜受損或有疑問(wèn)時(shí)，可對(duì)礦物絕緣電纜進(jìn)行交流耐壓測(cè)試和線(xiàn)芯的直流電阻測(cè)試。

根據(jù)消防部門(mén)的要求，截取試驗(yàn)電纜進(jìn)行耐火試驗(yàn)。消防等級(jí)高的場(chǎng)所，還要進(jìn)行撞擊、噴淋等與實(shí)際火災(zāi)狀態(tài)類(lèi)似的試驗(yàn)。

（二）敷設(shè)、成彎、固定

礦物絕緣電纜一般沿支架明裝或敷設(shè)在梯架內(nèi)，和有機(jī)電纜分開(kāi)布置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)走向深化設(shè)計(jì)，繪制礦物絕緣電纜敷設(shè)沿布圖。沿布圖上標(biāo)明起止點(diǎn)、走向、壓接開(kāi)關(guān)，并對(duì)同一路徑內(nèi)的電纜進(jìn)行順序排列，使電纜不重疊交叉、布局合理。此外，單芯礦物絕緣電纜要區(qū)分三角形排列、一字形排列。

校核礦物絕緣電纜的牽引力和側(cè)壓力，選擇合適的敷設(shè)方式和工器具。對(duì)于小截面的礦物絕緣電纜，可以選擇人工敷設(shè)法。機(jī)械敷設(shè)法要合理布局放線(xiàn)架、電纜滑車(chē)、牽引機(jī)等。敷設(shè)不同型號(hào)的礦物絕緣電纜要根據(jù)其在滑車(chē)之間的自然懸垂?fàn)顟B(tài)確定直線(xiàn)滑車(chē)的數(shù)量和轉(zhuǎn)彎電纜滑車(chē)的位置、姿態(tài)[2]。

在復(fù)雜地段、電纜盤(pán)、牽引機(jī)、轉(zhuǎn)彎處都要配備一名有經(jīng)驗(yàn)的工人持對(duì)講機(jī)全程監(jiān)視電纜敷設(shè)。檢查礦物絕緣電纜有無(wú)磨損、擠壓、刮傷、落地拖拽現(xiàn)象，確保電纜接觸范圍內(nèi)無(wú)毛刺、鋼釘?shù)饶軌虼唐沏~護(hù)套的異物。因?yàn)殂~護(hù)套一旦破損，不僅會(huì)使氧化鎂絕緣層的密實(shí)狀態(tài)變得松散，氧化鎂也會(huì)潮解，在空氣中吸收二氧化碳和水形成碳酸鎂復(fù)鹽，致使電纜絕緣性下降[3]。

電纜盤(pán)上剩約2圈時(shí)，應(yīng)通知牽引端操作員控制牽引拉力、降低敷設(shè)速度。用人工或剎車(chē)裝置控制電纜盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使電纜盤(pán)轉(zhuǎn)速和牽引拉力相匹配。嚴(yán)禁電纜盤(pán)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，甩出電纜，摔壞端部的銅護(hù)套和絕緣結(jié)構(gòu)。一根電纜敷設(shè)結(jié)束，用電纜鉗割斷電纜，隨即對(duì)其端部和電纜盤(pán)上的剩余電纜進(jìn)行臨時(shí)性封堵，然后才能進(jìn)行下一道工序。

礦物絕緣電纜敷設(shè)按照沿布圖中的排列順序，逐根敷設(shè)、成彎、固定。電纜轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑要盡量大一些，防止死彎；成彎、固定時(shí)，彎曲半徑要小一些，節(jié)省空間。為了滿(mǎn)足美觀(guān)辨識(shí)的要求，可以先找出這一組成彎電纜的最小彎曲半徑的最大值，作為這一根電纜內(nèi)測(cè)最小彎曲半徑；再根據(jù)電纜間距和外徑逐根確定每根電纜的實(shí)際彎曲半徑，復(fù)核每根電纜的彎曲半徑是否符合允許的最小彎曲半徑的要求。實(shí)際操作中，可以用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件模擬計(jì)算[4]。

一般多芯礦物絕緣電纜的最大截面為4x25mm2，截面25mm2以上的電纜均由單芯電纜代替。單芯電纜不得穿于磁性導(dǎo)管內(nèi)，固定用的卡子和支架也不能形成閉合鐵、磁回路，而要用非導(dǎo)磁材料的電纜夾具或阻燃的尼龍?jiān)鷰?，避免產(chǎn)生橫向渦流。礦物絕緣電纜固定在支架或梯架上，間距以1～1.5m為宜。在轉(zhuǎn)彎及中間連接器兩側(cè)，加密固定。每回電纜上掛電纜標(biāo)志牌，標(biāo)明電纜型號(hào)規(guī)格、起止點(diǎn)等信息。

（三）安裝終端、試驗(yàn)及送電

礦物絕緣電纜敷設(shè)完畢，安裝電纜終端及中間連接器，并按照GB50168-2018和JGJ232-2011的要求檢查電纜的安裝質(zhì)量，進(jìn)行絕緣檢測(cè)，合格后方可通電運(yùn)行。

三、結(jié)語(yǔ)

礦物絕緣電纜防火性能好、外徑小、載流量大，電纜敷設(shè)要克服硬度高、重量大的難點(diǎn)，重視銅護(hù)套的保護(hù)，做到整齊、美觀(guān)。另外，除了本文所述的銅芯銅護(hù)套氧化鎂絕緣電纜外，護(hù)套也可以選用合金材料。在可能腐蝕金屬護(hù)套的環(huán)境中，還可以在金屬護(hù)套外面擠包塑料外套，起到絕緣防腐的作用。當(dāng)然，塑料外套可以選用聚氯乙烯、聚烯烴，也可以選用低煙無(wú)鹵材料，這些都屬于礦物絕緣電纜。參照本應(yīng)用敷設(shè)以上礦物絕緣電纜時(shí)，還要根據(jù)材料特性和敷設(shè)環(huán)境，并進(jìn)行具體地分析論證。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李斌.礦物絕緣電纜施工安裝方法和注意事項(xiàng)探討[J].建筑·建材·裝飾，2020（11）：150，154.

[4]楊宏峰.礦物絕緣電纜概述與監(jiān)理控制要點(diǎn)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2018，16（01）：300-301.