隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視消防安全。自從2015年設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016-2014“建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”修訂并實(shí)施以來(lái)，明確規(guī)定在消防配電線路設(shè)施中必須強(qiáng)制使用礦物絕緣非可燃電纜，到目前為止，礦物絕緣電纜已顯示出爆炸性。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的礦物絕緣電纜也稱為（剛性）礦物絕緣電纜。它們具有優(yōu)良的耐火性和較高的技術(shù)含量，但是制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)公司需要投入相對(duì)較高的資金用于技術(shù)研發(fā)和設(shè)備改進(jìn)。盡管該產(chǎn)品在我國(guó)已經(jīng)推廣應(yīng)用了20多年，但是國(guó)內(nèi)沒有足夠的研發(fā)能力的公司，特別是礦物絕緣電纜的專業(yè)生產(chǎn)商更加匱乏。同時(shí)，受其結(jié)構(gòu)特性的限制，礦物絕緣電纜的傳輸長(zhǎng)度隨著導(dǎo)體橫截面的增加而減小。長(zhǎng)距離敷設(shè)中的中間接頭很多，氧化鎂絕緣層容易吸收水分，敷設(shè)電纜的剛性不便。在具有先進(jìn)施工標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)之外，它們可用于大多數(shù)安裝公司。因此，一些制造商必須滿足礦物絕緣電纜的BS6387C，W和Z的防火檢查標(biāo)準(zhǔn)。在傳統(tǒng)的有機(jī)塑料電纜制造工藝的基礎(chǔ)上，他們推出了一系列也符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。沒有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)中也稱為非標(biāo)準(zhǔn)礦物絕緣電纜。由于其結(jié)構(gòu)類似于有機(jī)電纜，因此被稱為（撓性）礦物絕緣電纜，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的（剛性）礦物絕緣電纜。通過近年來(lái)的市場(chǎng)推廣，非標(biāo)準(zhǔn)（柔性）礦物絕緣電纜在中國(guó)也取得了許多成就，但是非標(biāo)準(zhǔn)（柔性）礦物電纜是否等同于傳統(tǒng)（剛性）礦物電纜？它的耐火性，安全性和可靠性與傳統(tǒng)的（剛性）礦物電纜有什么區(qū)別？基于當(dāng)前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，作者對(duì)兩種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理，電氣性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了全面比較。 1礦物絕緣電纜摘要1.1傳統(tǒng)（剛性）礦物絕緣電纜誕生于19世紀(jì)末。它們是由瑞士工程師Arnold Francois Borel構(gòu)思并于1896年獲得專利的。然后在1934-1936年在法國(guó)和英國(guó)投入生產(chǎn)，并迅速發(fā)展。我國(guó)在1960年代的研究與開發(fā)最初只是涉及軍事領(lǐng)域。工業(yè)化生產(chǎn)出現(xiàn)在1980年代中期，現(xiàn)在已經(jīng)完全擴(kuò)展到建筑領(lǐng)域。根據(jù)GB50054-2011“低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范”和JGJ232-2011“礦物絕緣電纜敷設(shè)技術(shù)規(guī)程”，其定義為：由一根或多根導(dǎo)體在同一金屬護(hù)套中形成的粉末狀礦物絕緣。致密的成分。 GB / T13033-2007“額定電壓750V及以下的礦用絕緣電纜和端子”明確規(guī)定，礦用絕緣電纜的類型包括750V重型（BTTZ，BTTVZ，WD-BTTYZ）和500V輕型（BTTQ， BTTYQ，WD-BTTYQ）。根據(jù)表1，（柔性）礦物絕緣電纜的絕緣層不是由致密的礦物粉末組成。因此，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，它不是礦物絕緣電纜。表1普通礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)比較1.2非標(biāo)準(zhǔn)（柔性）礦物絕緣電纜的發(fā)明相對(duì)較晚，最初是由瑞士Studer公司在1970年代開發(fā)的。自2001年該產(chǎn)品在我國(guó)出現(xiàn)以來(lái)，其類型一直在不斷變化，例如YTTW型金屬護(hù)套的柔性礦物絕緣電纜，NG-A（BTLY）絕緣的柔性礦物絕緣電纜，BBTRZ柔性礦物絕緣電纜等。各種制造商為其產(chǎn)品命名，其原材料和制造標(biāo)準(zhǔn)也不同。由于尚未頒布相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此僅部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏防火性能的依據(jù)。 2結(jié)構(gòu)原理的比較2.1絕緣材料2.1.1（硬質(zhì)）礦物絕緣電纜的絕緣是由無(wú)機(jī)礦物材料MgO（氧化鎂）粉末壓縮和壓實(shí)而成，通常填充密度為75％至80％，如表所示2.熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銅皮的熔點(diǎn)（1083°C），電阻率受溫度變化的影響較小。在高溫下具有出色的電絕緣性和散熱性。作為一種無(wú)機(jī)礦物材料，其自然不燃，無(wú)煙無(wú)鹵。該特性非常適合重要場(chǎng)所的消防配電線路。唯一的缺點(diǎn)是MgO容易吸收空氣中的水分。電纜或電纜頭生產(chǎn)的臨時(shí)終止必須在1h內(nèi)完成，否則絕緣電阻將迅速降至10MΩ以下。但是，由于MgOH2O（熱水）Mg（OH）2↓是可逆反應(yīng)，因此在施工過程中使用火焰炬反復(fù)加熱電纜末端區(qū)域可以消除這一缺點(diǎn)。表2絕緣材料性能比較2.1.2但是，（柔性）礦物絕緣電纜的絕緣材料很難統(tǒng)一。最有代表性的一種是使用通常用于耐火（NH）電纜的云母帶。以A級(jí)難熔級(jí)合成云母KMg3（AlSi3O10）F3為例：這是一種大晶體人工云母，在常壓下用F-代替（OH）-合成，然后在云母片上粘貼粘合劑。玻璃布。參照表2，可以看出其熔點(diǎn)小于氧化鎂粉末的熔點(diǎn)的1/2，并且其導(dǎo)熱率僅為氧化鎂粉末的導(dǎo)熱率的1/10。在室溫下，電阻率略高于氧化鎂粉末，但隨著溫度的升高，電阻率將顯著下降。該材料只能用作有機(jī)耐火電纜（例如NH-YJV）的耐火層，而不能用作絕緣層，因?yàn)槠浣^緣和散熱性能遠(yuǎn)不如交聯(lián)聚乙烯。云母帶還具有易受潮的缺點(diǎn)，潮濕后其絕緣性會(huì)迅速下降，無(wú)法恢復(fù)。 BBTRZ和NG-A（BTLY）等其他材料甚至使用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層，其結(jié)構(gòu)完全偏離了無(wú)機(jī)礦物絕緣的定義。 2.2金屬外套2.2.1（硬質(zhì)）礦物絕緣電纜使用無(wú)縫銅管作為外套。具體的生產(chǎn)過程如下：銅套通過拉拔工藝進(jìn)行延伸，并在達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后進(jìn)行兩次熱處理。在此過程中，基本上消除了拉伸過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。滾動(dòng)還可以確保電纜的整體橫截面尺寸最小化，并且護(hù)套和內(nèi)部氧化鎂被緊密壓實(shí)。根據(jù)上述方法形成的電纜在抗壓強(qiáng)度和機(jī)械性能方面超過了普通的耐火電纜。但美中不足的是，銅管的原材料在一次落料過程中受到限制，并且拉拔的長(zhǎng)度也受到限制。以750VBTTZ-4-25mm2電纜為例，最大運(yùn)輸長(zhǎng)度僅為130m。如果用于超高層建筑，則需要大量的中間連接工作，這勢(shì)必會(huì)增加工程量和施工難度。 2.2.2（撓性）礦物絕緣電纜最典型的外套是采用銅壓花焊接技術(shù)。生產(chǎn)過程如下：為了無(wú)限延長(zhǎng)電纜的運(yùn)輸長(zhǎng)度，（柔性）礦物絕緣電纜的外護(hù)套采用銅帶包扎。壓花后進(jìn)行包扎焊接。由于未進(jìn)行任何熱處理，因此無(wú)法消除由焊接在護(hù)套上引起的殘余應(yīng)力，并且在實(shí)際鋪設(shè)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂紋。同時(shí)，銅帶壓花也增加了電纜的整體橫截面尺寸。如表3所示，類似規(guī)格的（撓性）電纜的體積比（剛性）大10％至174％，重量比3.9％至86.2％。表34 * 25mm2（包括防腐皮）電纜規(guī)格說(shuō)明2.3電氣性能比較2.3.1耐火性測(cè)試耐火性是為了驗(yàn)證電纜在著火條件下繼續(xù)供電的能力。作者結(jié)合工廠驗(yàn)收經(jīng)驗(yàn)，選擇了代表性的BTTZ類型（剛性）和YTTW（柔性）規(guī)格為4-25mm2進(jìn)行分析。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)基于英國(guó)BS6387（C，W，Z級(jí)）耐火性測(cè)試，每個(gè)樣本依次進(jìn)行3次測(cè)試。比較結(jié)果示于表4。表4 BS6387耐火性測(cè)試比較。從結(jié)果來(lái)看，兩者都可以通過BS6387標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但YTTW（柔性）樣品的銅護(hù)套在90°彎曲處已經(jīng)變形。當(dāng)樣品重復(fù)上述測(cè)試時(shí)，YTTW（撓性）銅護(hù)套的套筒破裂。同時(shí)，受壓紋結(jié)構(gòu)的影響，云母帶絕緣層被燒成黑色粉末，并在護(hù)套的縫隙中掉落，而BTTZ（剛性）樣品再次重復(fù)上述測(cè)試，護(hù)套只剩下少量沖擊痕跡。稍后測(cè)試兩者的絕緣電阻時(shí)，YTTW（柔性）絕緣電阻幾乎為0Ω，而BTTZ（剛性）電阻仍超過200MΩ。 2.3.2耐壓測(cè)試根據(jù)GB / T13033-2007的耐壓測(cè)試要求：750V電纜導(dǎo)體之間/每根導(dǎo)體與銅護(hù)套之間使用2500V。升壓速度應(yīng)≥150V/ s，每次應(yīng)持續(xù)1min。工藝電纜不應(yīng)斷裂。在此，使用相同制造商，相同規(guī)格的BTTZ（剛性）和YTTW（柔性）樣品作為測(cè)試對(duì)象。 （1）首先將BTTZ電纜升壓至2500V，并持續(xù)15分鐘而無(wú)擊穿現(xiàn)象。繼續(xù)升高電壓，直到發(fā)生3300V附件擊穿。靜置3小時(shí)后，樣品再次耐壓，電壓升至2500V而無(wú)擊穿，表明氧化鎂絕緣的擊穿是部分熔融引起的，但擊穿并未改變其化學(xué)性質(zhì)，因此絕緣性能可以自行恢復(fù)。 （2）YTTW電纜在測(cè)試時(shí)，在2800V附近被擊穿。 3小時(shí)后，再次施加耐壓，并且最大電壓增加到50V。這表明YTTW電纜的絕緣性能在擊穿后無(wú)法恢復(fù)，只能更換。 2.3.3載流溫度測(cè)試在標(biāo)準(zhǔn)室溫20℃的環(huán)境中，從同一制造商選擇規(guī)格為4至25mm2的BTTZ（剛性）和YTTW（撓性）電纜樣本分別通過140A的額定電流，然后連接兩根樣品線溫度傳感器的位置與銅護(hù)套的位置相同。結(jié)果如圖1所示：圖1在額定載流量下電纜的溫升曲線。從結(jié)果可以看出，在相同的測(cè)試條件下，BTTZ（剛性）電纜的電線比YTTW多。 （柔韌性）低5.5℃，銅護(hù)套低6.7℃。這驗(yàn)證了上述有關(guān)絕緣材料性能分析的論點(diǎn)，并且氧化鎂粉末的散熱明顯優(yōu)于合成云母帶。至于電纜本身，散熱也會(huì)對(duì)載流量產(chǎn)生更大的影響。 3結(jié)構(gòu)特征的比較3.1彎曲能力3.1.1根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集09D101-6“礦物絕緣電纜敷設(shè)”的指南，（剛性）礦物絕緣電纜的最小彎曲半徑R≥6D，這是由于電纜的退火引起的。生產(chǎn)過程中的電纜銅護(hù)套消除了變形應(yīng)力，其柔韌性不亞于普通耐火電纜。 3.1.2沒有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提及（柔性）礦物絕緣電纜的彎曲能力。根據(jù)某些（柔性）電纜的產(chǎn)品手冊(cè)，最小彎曲半徑R在15D到20D之間。事實(shí)證明，相同規(guī)格的（撓性）電纜的體積和重量均超過（剛性）。未加熱的壓花銅護(hù)套也使電纜本身變硬，因此在實(shí)際敷設(shè)過程中不如（剛性）軟。 3.2端子/中間接頭的密封性3.2.1制作（剛性）礦物絕緣電纜端子時(shí)，為了確保在絕緣層不受潮氣的影響，端子頭/中間接頭附件將附上絕緣蓋并粘在電纜切口上。使氧化鎂能隔離空氣中的水分污染并確保電絕緣性能。 3.2.2由于大多數(shù)（撓性）礦物絕緣電纜都使用云母帶作為絕緣層，因此不能將電纜切口粘合在一起，只能使用熱縮套管來(lái)密封電纜連接。此過程適用于有機(jī)電纜，例如交聯(lián)聚乙烯。密封方法，其隔離水分的能力遠(yuǎn)不如膠密封。 4結(jié)論通過以上研究，可以發(fā)現(xiàn)（剛性）和（柔性）礦物絕緣電纜本質(zhì)上是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之間的區(qū)別。作為一種成熟的產(chǎn)品，傳統(tǒng)的（剛性）礦物絕緣電纜已經(jīng)使用了120多年。依靠其穩(wěn)定可靠的性能，國(guó)內(nèi)外替代耐火電纜的趨勢(shì)已逐漸顯現(xiàn)。然而，非標(biāo)準(zhǔn)（柔性）礦物絕緣電纜仍然存在許多缺陷。盡管一些國(guó)內(nèi)制造商已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的（柔性）電纜，但是它們的性能從未與傳統(tǒng)（剛性）相提并論，甚至其柔性也沒有（剛性）優(yōu)秀。如今，只能使用傳統(tǒng)的（剛性）礦物絕緣電纜來(lái)確保安全可靠的火力分配。