建筑用矿物绝缘电缆性能及应用

中国随着建筑用电缆的负荷越来越大，建筑电气施工对所用电缆的性能要求也越来越多，很多电缆生产企业为了满足市场需求，都在不断的研发新型电缆，以实现高质量高性能的新型建筑用电缆。目前已经有各种阻燃电缆与耐火电缆被研发应用，在一定程度上改善了电缆的使用性能，但这些电缆在实际的应用中却仍然存在诸多问题，如价格过高等，因而目前我国的建筑用电缆依然是使用的普通阻燃耐火电缆。

　　而普通电缆在使用中一旦发生事故，就会使电缆着火并释放大量的毒烟，给建筑内人员逃生造成不利环境。为了能够有效解决这些问题，必须要研发一种具有良好性能的电缆作为建筑的主要线路电缆，就目前的技术来讲，矿物绝缘电缆是性能最佳的一种建筑用电缆，以下本文就对其性能与实际应用情况进行分析。
　　一、建筑用矿物绝缘电缆的性能及优点 　
　　由于矿物绝缘电缆是以矿物氧化镁为主要的绝缘体材料，而氧化镁又是一种不可燃烧的物质，且在遇到高温时不会产生毒烟或其他有害物质，因此以氧化镁作为铜芯、铜护套的绝缘体的电缆具备较好的性能和诸多优点，具体如下所示：
　　1、绝缘性高
　　在一般情况下，只要电缆湿度控制在0.4%以下时，氧化镁绝缘电阻的绝缘性要比普通绝缘材料高出许多，因而使得矿物绝缘电缆具备了较高的绝缘性。
　　2、耐热性能良好
　　在高温时，无论是线芯或者是铜护套均不产生氧化。由于电缆绝缘内的含氧量很低，线芯氧化并不严重。但电缆护套因暴露在空气介质中而剧烈的氧化，温度越高氧化就越严重。当电缆铜护套的温度超过250℃时，便开始发生急剧氧化，形成氧化层CuO，使护套厚度减薄。电缆在250℃时，护套厚度减薄0.25mm，一般要经过240年左右的时间，而在1000℃时，则只需2.87h，所以允许正常工作温度必须在250℃及以下，当铜护套厚度为0.5mm时，在1000℃高温下可使用6.79h。
　　3、 允许载流量大
　　由于氧化镁材料具有较高的导热系数和耐过载能力，使防火电缆可以承受高密度电流，尤其是小截面电缆。矿物绝缘电缆载流量采用英国电机工程师学会所有定的计算后的修正值，对于同截面的电缆而言，防火电缆比其它类型的电缆传送的电流要大。根据比较，小规格的电缆载流量提高30%左右，大规格的电缆提高10%左右。同时，过载能力强，也是其它电缆无法比拟的。
　　4、机械性能
　　防火电缆具有极好的机械性能，并能具有经受较大的变形后仍能保持本身的工作性能的特性。
　 5、防火特性佳
　　从我国建筑发生电气火灾事故的原因调查分析可以发现，引起电气火灾事故的原因大都是因为电缆负荷过大或短路导致电缆自燃，或者因为外界火源接触到电缆而引起的电缆燃烧。
　　无论是哪种情况，都是因为电缆自身的防火性能不佳而引起的。而矿物绝缘电缆则不会轻易出现自燃或燃烧现象，这是因为矿物绝缘电缆是以氧化镁为绝缘体的，而氧化镁的熔点高达2800℃，很难轻易燃烧，因而矿物绝缘电缆的防火性能极佳。
　　经试验表明，矿物绝缘电缆在温度高达800℃ -900℃的火焰中烧2h，电缆一直能正常运行；在1000℃的火焰下燃烧30 min，电缆仍完好无损，继续正常运行。这就表明了矿物绝缘电缆已完全达到电气和建筑防火安全规程的要求。
　　6、耐腐蚀性和耐辐射性好
　　由于铜护套具有较好的耐腐蚀性能，一般情况下，无需加防护措施。当电缆应用于化学腐蚀（如酸、碱）较严重的场合或工业污染严重的地点时，宜选用加PVC护套的防火电缆。另外，铜护套具有屏蔽层的功能，因而也具有耐辐射性。
　　7、使用期限较长，且更加安全可靠
　　由于矿物绝缘电缆的结构组成是铜芯与绝缘护套组成，是一个密闭的整体，因而材料很难被外界空气中的氧气作用而发生老化现象，这就使得电缆的整体使用寿命更长，再加上铜护套的自身特性，使得电缆的接地性更好，因此有效实现了防雷接地措施，从而确保电气线路运行的安全可靠。
　　8、性价比较高
　　与普通的电缆相比，矿物绝缘电缆的单价相对较高，一般会高出2-3倍，比其他具有防火性能或阻燃性能的电缆也要高出1倍左右。但若从性价比的角度来看，矿物绝缘电缆的性价比是非常高的，因而其价格实际上并不算高，尤其是当前矿矿物绝缘电缆的价格已经在不断下调，更是进一步增大了其性价比。
　　二、矿物绝缘电缆在建筑中的应用范围与应用方法
　　在实际的建筑电气工程施工中，采用矿物绝缘电缆作为建筑的主要电缆对于提高建筑的整体电气工程施工质量是有着很大帮助的。目前在很多建筑的电气施工中，都大量采用了矿物绝缘电缆，取得了较好的应用效果。
　　1、 应用范围
　　（1）需确保人身和财产安全的场所。如高层建筑、历史性建筑、博物馆、大型旅馆、医院、影剧院、百货商场等。
　　（2）高温或火灾危险区域。船舶、机场、炼油厂、煤气厂、油库、核电站、发电厂、钢铁厂和化工厂等。
　　（3）重要的公用设施。如广播通信大楼、地球卫星地面接收站、多层停车场、公用照明、地铁、隧道、矿井等。
　　2、 应用中的注意要点
　　（1）选用型号及规格。目前，应用最广泛的是7芯以下的防火电缆，国外已生产出19芯的电缆，1.4芯大部分用作电力系统，7芯以上的电缆用作控制系统，单芯电缆的最大截面已到400mm，24芯电缆已到25-。如果需要更大截面或更多回路时，可根据情况平行敷设多根电缆。一般使用场合选用裸电缆，在化工厂或污染严重的地区应选用带PVC外护套的电缆。
　　（2）工作温度的确定。在设计时，国际电工委员会建议，在正常情况下防火电缆的长期使用温度为90℃，这主要考虑到终端密封材料的温度限制以及电缆线路在高温工作时的电压降和功率损耗。在特殊情况下，不带聚乙烯护套的电缆允许在250℃及其以下高温状态连续工作。在事故或火灾等情况下，电缆可在更高温度下持续工作，直至铜的熔点（1083℃）温度为止。但在这种情况下，电缆的电气参数将会改变，绝缘电阻下降，损耗增大。
　　（3）截面的选择及其经济性。在负荷相同的情况下，防火电缆选择的导体截面可比聚氯乙绝缘和护套型电缆等低一档以下。因此，防火电缆的外径比普通铠装型电缆外径要小得多，重量也轻。由此可见，防火电缆不但在阻燃、耐火特性上，而且在外径尺寸和重量上都优越于其它电缆，从而可减少电缆沟或电缆桥架的尺寸，使工程总投入的费用减少。
　　（4）防火电缆的敷设与安装。防火电缆配有专门的永久性终端，采购方便，现场敷设和安装时生产厂家派员工到施工现场负责免费技术指导，终端包括中间联接器和终端头，以确保电缆在使用过程中可靠的联接与密封。电缆的敷设和安装并不是很困难，所有安装工序均可现场操作。电缆在出厂试验之前，已经进行退火处理，电缆不是很硬，用手可以弯曲，在木锤垫上木板可以很容易的将电缆矫直。安装中间联接器和终端头可用专用安装工具，生产厂家均可配套供应。
　　三、结语
　　综上所述，防火电缆具有其它电缆不可比拟的阻燃和耐火特性，是消防系统用最佳电缆，可替代耐火电缆在建筑工程中广泛使用，并能够达到良好的电气工程施工效果。