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剛性與柔性礦物絕緣電纜應(yīng)用性綜合對(duì)比研究

2019/03/0510:04:507942


引言

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)消防安全的重視程度與日俱增,自2015 年設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》重新修訂實(shí)施后,明確要求礦物絕緣類不燃電纜強(qiáng)制應(yīng)用于消防配電線路設(shè)施,至此礦物絕緣電纜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)。傳統(tǒng)礦物絕緣電纜也被稱為(剛性)礦物絕緣電纜,其防火性能出色、科技含量高,但制造過(guò)程復(fù)雜, 生產(chǎn)企業(yè)需要投入較高資金用于技術(shù)研發(fā)及裝備改良。雖然該產(chǎn)品在我國(guó)推廣應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)20 年,但國(guó)內(nèi)有能力研制的企業(yè)并不多,尤其是專業(yè)化礦物絕緣電纜生產(chǎn)企業(yè)更為稀缺。同時(shí),受其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制,礦物絕緣電纜的交貨長(zhǎng)度隨導(dǎo)線截面增大而縮短,長(zhǎng)距離敷設(shè)時(shí)中間接頭多、氧化鎂絕緣易吸潮、電纜剛度大敷設(shè)不便等特點(diǎn),除少數(shù)具備先進(jìn)施工水準(zhǔn)的企業(yè)外,被大多數(shù)安裝公司抵觸使用。

因此,一些生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)礦物絕緣電纜須滿足 BS6387C、W、Z 的防火檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在傳統(tǒng)有機(jī)塑料電纜制造工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)而推廣了一系列同樣滿足該檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,目前該類產(chǎn)品尚無(wú)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),業(yè)內(nèi)也被稱為非標(biāo)礦物絕緣電纜。由于構(gòu)造類似于有機(jī)電纜,故而冠以(柔性)礦物絕緣電纜之名,借此替代傳統(tǒng)(剛性)礦物絕緣電纜。

通過(guò)近幾年的市場(chǎng)推廣,非標(biāo)(柔性)礦物絕緣電纜在國(guó)內(nèi)也取得了諸多業(yè)績(jī),但非標(biāo)(柔性)礦物電纜是否等同于傳統(tǒng)(剛性)礦物電纜?其耐火性能、安全可靠性與傳統(tǒng)(剛性)礦物電纜有何區(qū)別?筆者結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,就兩者產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理、電氣性能、施工特點(diǎn)進(jìn)行綜合比較。

1 礦物絕緣電纜綜述

1.1 傳統(tǒng)(剛性)礦物絕緣電纜誕生于19 世紀(jì)末,由瑞士工程師ArnoldFrancoisBorel 提出設(shè)想,并于1896年獲得專利權(quán), 隨后于1934-1936 年投入到法、英生產(chǎn)便迅速發(fā)展。我國(guó)于上世紀(jì)60 年代研制,zui初只涉及軍事領(lǐng)域,80 年代中期出現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),如今已被全面推廣到建筑領(lǐng)域。按照 GB50054—2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ232—2011《礦物絕緣電纜敷設(shè)技術(shù)規(guī)程》對(duì)其定義為 :在同一金屬護(hù)套內(nèi),由一根或數(shù)根導(dǎo)體經(jīng)緊壓成形的粉末礦物絕緣密實(shí)組成。GB/T13033-2007《額定電壓750V 及以下礦物絕緣電纜及終端》明確規(guī)定礦物絕緣電纜的型號(hào)包括750V 重型(BTTZ、BTTVZ、WD-BTTYZ)、500V 輕型(BTTQ、BTTYQ、WD-BTTYQ)共六種型號(hào),根據(jù)表1 可知(柔性)礦物絕緣電纜的絕緣并非采用密實(shí)礦物粉末組成。因此從嚴(yán)格意義來(lái)講,它并非礦物絕緣類電纜。

表1 常見(jiàn)礦物絕緣電纜結(jié)構(gòu)對(duì)比

1.2 非標(biāo)(柔性)礦物絕緣電纜發(fā)明較晚,zui初于上個(gè)世紀(jì)70 年代由瑞士 Studer 公司研制而成。我國(guó)自2001 年出現(xiàn)該產(chǎn)品后,其種類也在不斷變化,諸如 YTTW- 金屬護(hù)套柔性礦物絕緣電纜、NG-A(BTLY)- 隔離型柔性礦物絕緣電纜、BBTRZ- 柔性礦物絕緣電纜等,目前各個(gè)生產(chǎn)廠家自行對(duì)產(chǎn)品命名,原材料及制造標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。由于還未頒布相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)今只能參考一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其防火性能更是缺乏依據(jù)。

2 結(jié)構(gòu)原理比較

2.1 絕緣材料

2.1.1 (剛性)礦物絕緣電纜的絕緣采用無(wú)機(jī)礦物材質(zhì) MgO(氧化鎂)粉末壓縮密實(shí)而成,通常填充密度為75%~80%,如表2 所示,其熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)銅護(hù)套熔點(diǎn)(1083℃),且電阻率受溫度變化影響小,在高溫下具有優(yōu)良的電絕緣性和散熱性,作為無(wú)機(jī)礦物材料,其天然的不燃性以及無(wú)煙無(wú)鹵特性非常適合于重要場(chǎng)所消防配電線路,唯一的不足是MgO 易吸收空氣中的水分,電纜的臨時(shí)封端或電纜頭制作須在1h 內(nèi)完成,否則絕緣阻值會(huì)迅速降至10MΩ 以下。但由于MgO+H2O(熱水) Mg(OH)2 ↓屬可逆反應(yīng),在施工過(guò)程中利用火焰噴燈等方式對(duì)電纜端部區(qū)域反復(fù)加熱,可以消除這一缺點(diǎn)。

表2 絕緣材料性能對(duì)比

2.1.2 而(柔性)礦物絕緣電纜的絕緣材料就難以統(tǒng)一了, zui具代表性的就是采用耐火(NH)電纜常用的云母帶繞包。在此以 A 類耐火級(jí)的合成云母 KMg3(AlSi3O10)F3 為例 : 它是以 F- 代替(OH)-,在常壓下合成出的大晶體人工云母, 再用粘合劑將云母片粘貼于玻璃布上。參考表2 可知,其熔點(diǎn)不足氧化鎂粉的1/2,導(dǎo)熱率僅為氧化鎂粉的1/10,常溫下電阻率略高于氧化鎂粉,但伴隨溫度上升電阻率卻顯著下降, 該材料在有機(jī)耐火電纜(如 NH-YJV)中只能作耐火層,而不可作為絕緣層,因?yàn)槠浣^緣性能、散熱性能遠(yuǎn)不及交聯(lián)聚乙烯。云母帶也同樣具有易受潮的缺陷,其受潮后絕緣迅速下降, 且不可恢復(fù)。而其他諸如 BBTRZ、NG-A(BTLY)竟然采用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層,其構(gòu)造已完全脫離了無(wú)機(jī)礦物類絕緣的定義。

2.2 金屬外護(hù)套

2.2.1 (剛性)礦物絕緣電纜的采用無(wú)縫銅管作為外護(hù)套, 具體生產(chǎn)工藝流程如下 :

銅護(hù)套管采用拉拔工藝延伸,達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后又經(jīng)過(guò)2 道熱處理工序,其拉拔過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力已基本消除,軋制也確保了電纜整體截面尺寸做到zui小,并且使護(hù)套與內(nèi)部氧化鎂密實(shí)壓緊。按上述工藝成型的電纜無(wú)論是抗壓強(qiáng)度、還是機(jī)械性能,都超過(guò)普通耐火電纜。但美中不足的是,銅管在一次下料時(shí)原材料有限,拉拔的長(zhǎng)度也有限制,以750VBTTZ-4×25mm2 電纜為例,其zui大出貨長(zhǎng)度僅為130m,若在超高層建筑中應(yīng)用,需耗費(fèi)大量的中間接頭作業(yè)進(jìn)行連接,勢(shì)必增加工程量與施工難度。

2.2.2 (柔性)礦物絕緣電纜zui典型的外護(hù)套采用銅軋紋焊接工藝,其生產(chǎn)工藝流程如下 :

為做到電纜出貨長(zhǎng)度無(wú)限延長(zhǎng),(柔性)礦物絕緣電纜外護(hù)套采用銅帶繞包焊接,軋紋后即裝盤,由于未做熱處理,護(hù)套上因焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力沒(méi)有消除,在實(shí)際敷設(shè)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)裂。同時(shí),銅帶軋紋也增大了電纜整體截面尺寸,如表3 所示,相近規(guī)格(柔性)電纜比(剛性)體積大10%~174%, 重量重3.9%~86.2%。

表3 4*25mm2(含防腐護(hù)套)電纜規(guī)格明細(xì)

2.3 電氣性能比較

2.3.1 耐火性試驗(yàn)

耐火性是驗(yàn)證電纜在火災(zāi)情況下持續(xù)供電的能力,筆者結(jié)合出廠驗(yàn)收經(jīng)歷,選取具有代表性的 BTTZ 型(剛性)與YTTW 型(柔性)規(guī)格都為4×25mm2 進(jìn)行分析,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以英國(guó) BS6387(C、W、Z 級(jí))耐火試驗(yàn)為準(zhǔn),各選一樣品依次進(jìn)行3 項(xiàng)試驗(yàn)。比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 BS6387耐火試驗(yàn)對(duì)比

從結(jié)果來(lái)看,兩者均能通過(guò) BS6387 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,但 YTTW(柔性)樣品的銅護(hù)套90°彎處已發(fā)生變形,當(dāng)樣品重復(fù)上述試驗(yàn)后,YTTW(柔性)銅護(hù)套發(fā)生開(kāi)裂。同時(shí),受軋紋結(jié)構(gòu)的影響,云母帶絕緣被燒至黑粉狀并脫落于護(hù)套縫隙內(nèi),而B(niǎo)TTZ(剛性)樣品再次重復(fù)上述試驗(yàn)后,護(hù)套僅留有少量撞擊痕跡。隨后在對(duì)兩者進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試時(shí),YTTW(柔性) 絕緣阻值近乎為0Ω,BTTZ(剛性)阻值仍超過(guò)200MΩ。

2.3.2 耐壓試驗(yàn)

根據(jù) GB/T13033-2007 的電壓試驗(yàn)要求 :2500V 用于750V 電纜導(dǎo)體間 / 每個(gè)導(dǎo)體與銅護(hù)套間,升壓速度應(yīng)≥ 150V/s,每次應(yīng)持續(xù)1min,實(shí)驗(yàn)過(guò)程電纜應(yīng)不擊穿。在此以同一廠家相同規(guī)格的 BTTZ(剛性)和 YTTW(柔性)樣品為試驗(yàn)對(duì)象。

(1) 首先對(duì) BTTZ 電纜升壓至2500V 并持續(xù)15min 后, 未擊穿。繼續(xù)升壓至3300V 附件發(fā)生擊穿,靜置3h 后,對(duì)該樣品重新打耐壓,升壓至2500V 未擊穿,說(shuō)明氧化鎂絕緣是因局部熔化造成擊穿,但擊穿并未改變其化學(xué)性質(zhì),因此絕緣性能可自行恢復(fù)。

(2)在對(duì) YTTW 電纜試驗(yàn)時(shí)于2800V 附近擊穿,3h 后重新打耐壓,zui高升壓至50V 時(shí)再次擊穿。表明 YTTW 電纜擊穿后絕緣性能無(wú)法恢復(fù),只能重新更換。

2.3.3 載流溫度測(cè)試

于標(biāo)準(zhǔn)室溫 20 ℃環(huán)境下,選取同一廠家規(guī)格都為4×25mm2 的 BTTZ(剛性)和 YTTW(柔性)電纜樣品,分別通以額定電流140A,并于兩個(gè)樣品導(dǎo)線及銅護(hù)套相同位置設(shè)溫度傳感器,結(jié)果見(jiàn)圖1 :

圖1 額定載流量時(shí)電纜溫升曲線

從結(jié)果可以看出,在相同試驗(yàn)條件下,持續(xù)通電4h, BTTZ(剛性)電纜的導(dǎo)線比 YTTW(柔性)低5.5℃,銅護(hù)套低6.7℃。從而驗(yàn)證了上述關(guān)于絕緣材料性能分析的論點(diǎn), 氧化鎂粉的散熱性明顯優(yōu)于合成云母帶。而就電纜本身而言, 散熱性同樣對(duì)載流量會(huì)產(chǎn)生較大影響。

3 施工特點(diǎn)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)》的指導(dǎo)意見(jiàn),(剛性)礦物絕緣電纜zui小彎曲半徑 R ≥ 6D,由于電纜銅護(hù)套在生產(chǎn)時(shí)的退火工藝已消除了變形應(yīng)力,其柔韌性并不亞于普通耐火電纜。

3.1.2 目前還沒(méi)有相關(guān)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)一些(柔性)電纜的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)可知, 其zui小彎曲半徑 R 的范圍在15D~20D 之間,由于上述論點(diǎn)已證明同規(guī)格的(柔性)電纜無(wú)論在體積還是重量上均超過(guò)(剛性),未經(jīng)熱處理的軋紋銅護(hù)套也使電纜自身變得堅(jiān)硬,所以在實(shí)際敷設(shè)過(guò)程中并不及(剛性)柔軟。

3.2 終端 / 中間接頭密封性

3.2.1 在制作(剛性)礦物絕緣電纜終端時(shí),為確保絕緣層不受潮氣影響,終端頭 / 中間接頭附件都會(huì)附帶絕緣封蓋, 并膠封于電纜切口處,從而使氧化鎂隔絕空氣水分的污染, 保證電氣絕緣性能。

3.2.2 由于(柔性)礦物絕緣電纜大多采用云母帶繞包作為絕緣,所以電纜切口處無(wú)法膠封,只能采用熱縮套對(duì)電纜連接處密封,該工藝是針對(duì)交聯(lián)聚乙烯等有機(jī)電纜的密封方法,其隔離潮氣的能力遠(yuǎn)不及膠封徹底。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究,可以發(fā)現(xiàn)(剛性)與(柔性)礦物絕緣電纜實(shí)質(zhì)上既是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)產(chǎn)品的區(qū)別,作為一款成熟產(chǎn)品,傳統(tǒng)(剛性)礦物絕緣電纜的應(yīng)用已超過(guò)120 年,依托其穩(wěn)定可靠的性能,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)出替代耐火電纜的趨勢(shì)。而非標(biāo)(柔性)礦物絕緣電纜目前還存在諸多缺陷, 雖然國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)研制了多種(柔性)電纜,但其性能始終無(wú)法與傳統(tǒng)(剛性)相媲美,甚至柔韌度也不及(剛性) 出色,現(xiàn)今只有選用傳統(tǒng)(剛性)礦物絕緣電纜才能確保消防配電安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T13033-2007《額定電壓 750V 及以下礦物絕緣電纜及終端》.

[2]GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》.

[3] 王希真 . 人工合成云母的性能及應(yīng)用 . 第七屆絕緣材料與絕緣技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,2001 年 12 月 8 日 .

[4]I.O. 威爾遜,孫兆謂 . 耐高溫礦物絕緣電纜用氧化鎂絕緣 [J]. 電線電纜,1983 年 02 期 .

作者簡(jiǎn)介 :陶源(1986—),男,漢族,陜西西安人,工程師,學(xué)士,深圳市特區(qū)建發(fā)投資發(fā)展有限公司,研究方向?yàn)榻ㄖ离姎狻?