試論建筑用礦物絕緣電纜性能及應(yīng)用

韓超

【摘 要】礦物絕緣電纜，又可以稱之為氧化鎂絕緣防火電纜。是一種利用氧化鎂這種礦物材料當(dāng)做絕緣體的新型電纜，主要是由銅芯、氧化鎂以及銅護(hù)套等材料組成。這種電纜具有防火防水、防爆耐腐、耐機(jī)械損傷、無(wú)毒無(wú)鹵、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前在很多行業(yè)領(lǐng)域中都有著極為廣泛的應(yīng)用。本文中主要分析了在建筑行業(yè)中礦物絕緣電纜的基本性能與優(yōu)點(diǎn)，指出了其在建筑行業(yè)中的應(yīng)用范圍與實(shí)際應(yīng)用注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】建筑行業(yè)；礦物絕緣電纜；性能；應(yīng)用

隨著建筑用電纜的負(fù)荷越來(lái)越大，建筑電氣施工對(duì)所用電纜的性能要求也越來(lái)越多，很多電纜生產(chǎn)企業(yè)為了滿足市場(chǎng)需求，都在不斷的研發(fā)新型電纜，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高性能的新型建筑用電纜。目前已經(jīng)有各種阻燃電纜與耐火電纜被研發(fā)應(yīng)用，在一定程度上改善了電纜的使用性能，但這些電纜在實(shí)際的應(yīng)用中卻仍然存在諸多問(wèn)題，如價(jià)格過(guò)高等，因而目前我國(guó)的建筑用電纜依然是使用的普通阻燃耐火電纜。而普通電纜在使用中一旦發(fā)生事故，就會(huì)使電纜著火并釋放大量的毒煙，給建筑內(nèi)人員逃生造成不利環(huán)境。為了能夠有效解決這些問(wèn)題，必須要研發(fā)一種具有良好性能的電纜作為建筑的主要線路電纜，就目前的技術(shù)來(lái)講，礦物絕緣電纜是性能最佳的一種建筑用電纜，以下本文就對(duì)其性能與實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

1.建筑用礦物絕緣電纜的性能及優(yōu)點(diǎn)

由于礦物絕緣電纜是以礦物氧化鎂為主要的絕緣體材料，而氧化鎂又是一種不可燃燒的物質(zhì)，且在遇到高溫時(shí)不會(huì)產(chǎn)生毒煙或其他有害物質(zhì)，因此以氧化鎂作為銅芯、銅護(hù)套的絕緣體的電纜具備較好的性能和諸多優(yōu)點(diǎn)，具體如下所示：

1.1絕緣性高

在一般情況下，只要電纜濕度控制在0.4%以下時(shí)，氧化鎂絕緣電阻的絕緣性要比普通絕緣材料高出許多，因而使得礦物絕緣電纜具備了較高的絕緣性。

1.2耐熱性能良好

在高溫時(shí)，無(wú)論是線芯或者是銅護(hù)套均不產(chǎn)生氧化。由于電纜絕緣內(nèi)的含氧量很低，線芯氧化并不嚴(yán)重。但電纜護(hù)套因暴露在空氣介質(zhì)中而劇烈的氧化，溫度越高氧化就越嚴(yán)重。當(dāng)電纜銅護(hù)套的溫度超過(guò)250℃時(shí)，便開(kāi)始發(fā)生急劇氧化，形成氧化層CuO，使護(hù)套厚度減薄。電纜在250℃時(shí)，護(hù)套厚度減薄0.25mm，一般要經(jīng)過(guò)240年左右的時(shí)間，而在1000℃時(shí)，則只需2.87h，所以允許正常工作溫度必須在250℃及以下，當(dāng)銅護(hù)套厚度為0.5mm時(shí)，在1000℃高溫下可使用6.79h。

1.3 允許載流量大

由于氧化鎂材料具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和耐過(guò)載能力，使防火電纜可以承受高密度電流，尤其是小截面電纜。礦物絕緣電纜載流量采用英國(guó)電機(jī)工程師學(xué)會(huì)所有定的計(jì)算后的修正值，對(duì)于同截面的電纜而言，防火電纜比其它類型的電纜傳送的電流要大。根據(jù)比較，小規(guī)格的電纜載流量提高30%左右，大規(guī)格的電纜提高10%左右。同時(shí)，過(guò)載能力強(qiáng)，也是其它電纜無(wú)法比擬的。

1.4 機(jī)械性能

防火電纜具有極好的機(jī)械性能，并能具有經(jīng)受較大的變形后仍能保持本身的工作性能的特性。

1.5 防火特性佳

從我國(guó)建筑發(fā)生電氣火災(zāi)事故的原因調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，引起電氣火災(zāi)事故的原因大都是因?yàn)殡娎|負(fù)荷過(guò)大或短路導(dǎo)致電纜自燃，或者因?yàn)橥饨缁鹪唇佑|到電纜而引起的電纜燃燒。無(wú)論是哪種情況，都是因?yàn)殡娎|自身的防火性能不佳而引起的。而礦物絕緣電纜則不會(huì)輕易出現(xiàn)自燃或燃燒現(xiàn)象，這是因?yàn)榈V物絕緣電纜是以氧化鎂為絕緣體的，而氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃，很難輕易燃燒，因而礦物絕緣電纜的防火性能極佳。經(jīng)試驗(yàn)表明，礦物絕緣電纜在溫度高達(dá)800℃ -900℃的火焰中燒2h，電纜一直能正常運(yùn)行；在1000℃的火焰下燃燒30 min，電纜仍完好無(wú)損，繼續(xù)正常運(yùn)行。這就表明了礦物絕緣電纜已完全達(dá)到電氣和建筑防火安全規(guī)程的要求。

1.6耐腐蝕性和耐輻射性好

由于銅護(hù)套具有較好的耐腐蝕性能，一般情況下，無(wú)需加防護(hù)措施。當(dāng)電纜應(yīng)用于化學(xué)腐蝕（如酸、堿）較嚴(yán)重的場(chǎng)合或工業(yè)污染嚴(yán)重的地點(diǎn)時(shí)，宜選用加PVC護(hù)套的防火電纜。另外，銅護(hù)套具有屏蔽層的功能，因而也具有耐輻射性。

1.7使用期限較長(zhǎng)，且更加安全可靠

由于礦物絕緣電纜的結(jié)構(gòu)組成是銅芯與絕緣護(hù)套組成，是一個(gè)密閉的整體，因而材料很難被外界空氣中的氧氣作用而發(fā)生老化現(xiàn)象，這就使得電纜的整體使用壽命更長(zhǎng)，再加上銅護(hù)套的自身特性，使得電纜的接地性更好，因此有效實(shí)現(xiàn)了防雷接地措施，從而確保電氣線路運(yùn)行的安全可靠。

1.8性價(jià)比較高

與普通的電纜相比，礦物絕緣電纜的單價(jià)相對(duì)較高，一般會(huì)高出2-3倍，比其他具有防火性能或阻燃性能的電纜也要高出1倍左右。但若從性價(jià)比的角度來(lái)看，礦物絕緣電纜的性價(jià)比是非常高的，因而其價(jià)格實(shí)際上并不算高，尤其是當(dāng)前礦物絕緣電纜的價(jià)格已經(jīng)在不斷下調(diào)，更是進(jìn)一步增大了其性價(jià)比。

2.礦物絕緣電纜在建筑中的應(yīng)用范圍與應(yīng)用方法

在實(shí)際的建筑電氣工程施工中，采用礦物絕緣電纜作為建筑的主要電纜對(duì)于提高建筑的整體電氣工程施工質(zhì)量是有著很大幫助的。目前在很多建筑的電氣施工中，都大量采用了礦物絕緣電纜，取得了較好的應(yīng)用效果。

2.1 應(yīng)用范圍

（1）需確保人身和財(cái)產(chǎn)安全的場(chǎng)所。如高層建筑、歷史性建筑、博物館、大型旅館、醫(yī)院、影劇院、百貨商場(chǎng)等。

（2）高溫或火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域。船舶、機(jī)場(chǎng)、煉油廠、煤氣廠、油庫(kù)、核電站、發(fā)電廠、鋼鐵廠和化工廠等。

（3）重要的公用設(shè)施。如廣播通信大樓、地球衛(wèi)星地面接收站、多層停車場(chǎng)、公用照明、地鐵、隧道、礦井等。

2.2 應(yīng)用中的注意要點(diǎn)

（1）選用型號(hào)及規(guī)格。目前，應(yīng)用最廣泛的是7芯以下的防火電纜，國(guó)外已生產(chǎn)出19芯的電纜，1.4芯大部分用作電力系統(tǒng)，7芯以上的電纜用作控制系統(tǒng)，單芯電纜的最大截面已到400mm，24芯電纜已到25-。如果需要更大截面或更多回路時(shí)，可根據(jù)情況平行敷設(shè)多根電纜。一般使用場(chǎng)合選用裸電纜，在化工廠或污染嚴(yán)重的地區(qū)應(yīng)選用帶PVC外護(hù)套的電纜。

（2）工作溫度的確定。在設(shè)計(jì)時(shí)，國(guó)際電工委員會(huì)建議，在正常情況下防火電纜的長(zhǎng)期使用溫度為90℃，這主要考慮到終端密封材料的溫度限制以及電纜線路在高溫工作時(shí)的電壓降和功率損耗。在特殊情況下，不帶聚乙烯護(hù)套的電纜允許在250℃及其以下高溫狀態(tài)連續(xù)工作。在事故或火災(zāi)等情況下，電纜可在更高溫度下持續(xù)工作，直至銅的熔點(diǎn)（1083℃）溫度為止。但在這種情況下，電纜的電氣參數(shù)將會(huì)改變，絕緣電阻下降，損耗增大。

（3）截面的選擇及其經(jīng)濟(jì)性。在負(fù)荷相同的情況下，防火電纜選擇的導(dǎo)體截面可比聚氯乙絕緣和護(hù)套型電纜等低一檔以下。因此，防火電纜的外徑比普通鎧裝型電纜外徑要小得多，重量也輕。由此可見(jiàn)，防火電纜不但在阻燃、耐火特性上，而且在外徑尺寸和重量上都優(yōu)越于其它電纜，從而可減少電纜溝或電纜橋架的尺寸，使工程總投入的費(fèi)用減少。

（4）防火電纜的敷設(shè)與安裝。防火電纜配有專門的永久性終端，采購(gòu)方便，現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)和安裝時(shí)生產(chǎn)廠家派員工到施工現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)免費(fèi)技術(shù)指導(dǎo)，終端包括中間聯(lián)接器和終端頭，以確保電纜在使用過(guò)程中可靠的聯(lián)接與密封。電纜的敷設(shè)和安裝并不是很困難，所有安裝工序均可現(xiàn)場(chǎng)操作。電纜在出廠試驗(yàn)之前，已經(jīng)進(jìn)行退火處理，電纜不是很硬，用手可以彎曲，在木錘墊上木板可以很容易的將電纜矯直。安裝中間聯(lián)接器和終端頭可用專用安裝工具，生產(chǎn)廠家均可配套供應(yīng)。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，防火電纜具有其它電纜不可比擬的阻燃和耐火特性，是消防系統(tǒng)用最佳電纜，可替代耐火電纜在建筑工程中廣泛使用，并能夠達(dá)到良好的電氣工程施工效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]邢本仁.礦物絕緣電纜的特點(diǎn)及其用途[J].電線電纜，1985，（01）.

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