隨著國內經濟建設的飛速發展，人們越來越重視消防安全。自從2015年設計規范GB50016-2014“建筑設計防火規范”修訂并實施以來，明確規定在消防配電線路設施中必須強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。國內市場的增長。傳統的礦物絕緣電纜也稱為（剛性）礦物絕緣電纜。它們具有優良的耐火性和較高的技術含量，但是制造工藝復雜，生產公司需要投入相對較高的資金用于技術研發和設備改進。盡管該產品在我國已經推廣應用了20多年，但是國內沒有足夠的研發能力的公司，特別是礦物絕緣電纜的專業生產商更加匱乏。同時，受其結構特性的限制，礦物絕緣電纜的傳輸長度隨著導體橫截面的增加而減小。長距離敷設中的中間接頭很多，氧化鎂絕緣層容易吸收水分，敷設電纜的剛性不便。在具有先進施工標準的企業之外，它們可用于大多數安裝公司。因此，一些制造商必須滿足礦物絕緣電纜的BS6387C，W和Z的防火檢查標準。在傳統的有機塑料電纜制造工藝的基礎上，他們推出了一系列也符合檢驗標準的產品。沒有相關的國家標準，在行業中也稱為非標準礦物絕緣電纜。由于其結構類似于有機電纜，因此被稱為（撓性）礦物絕緣電纜，以代替傳統的（剛性）礦物絕緣電纜。通過近年來的市場推廣，非標準（柔性）礦物絕緣電纜在中國也取得了許多成就，但是非標準（柔性）礦物電纜是否等同于傳統（剛性）礦物電纜？它的耐火性，安全性和可靠性與傳統的（剛性）礦物電纜有什么區別？基于當前的國家標準和規范，作者對兩種產品的結構原理，電氣性能和結構特點進行了全面比較。 1礦物絕緣電纜摘要1.1傳統（剛性）礦物絕緣電纜誕生于19世紀末。它們是由瑞士工程師Arnold Francois Borel構思并于1896年獲得專利的。然后在1934-1936年在法國和英國投入生產，并迅速發展。我國在1960年代的研究與開發最初只是涉及軍事領域。工業化生產出現在1980年代中期，現在已經完全擴展到建筑領域。根據GB50054-2011“低壓配電設計規范”和JGJ232-2011“礦物絕緣電纜敷設技術規程”，其定義為：由一根或多根導體在同一金屬護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，嚴格來說，它不是礦物絕緣電纜。表1普通礦物絕緣電纜的結構比較1.2非標準（柔性）礦物絕緣電纜的發明相對較晚，最初是由瑞士Studer公司在1970年代開發的。自2001年該產品在我國出現以來，其類型一直在不斷變化，例如YTTW型金屬護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。各種制造商為其產品命名，其原材料和制造標準也不同。由于尚未頒布相關的國家標準，因此僅部分企業標準或參照行業標準，缺乏防火性能的依據。 2結構原理的比較2.1絕緣材料2.1.1（硬質）礦物絕緣電纜的絕緣是由無機礦物材料MgO（氧化鎂）粉末壓縮和壓實而成，通常填充密度為75％至80％，如表所示2.熔點遠遠超過銅皮的熔點（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。作為一種無機礦物材料，其自然不燃，無煙無鹵。該特性非常適合重要場所的消防配電線路。唯一的缺點是MgO容易吸收空氣中的水分。電纜或電纜頭生產的臨時終止必須在1h內完成，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，因此在施工過程中使用火焰炬反復加熱電纜末端區域可以消除這一缺點。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級難熔級合成云母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，可以看出其熔點小于氧化鎂粉末的熔點的1/2，并且其導熱率僅為氧化鎂粉末的導熱率的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耐火電纜（例如NH-YJV）的耐火層，而不能用作絕緣層，因為其絕緣和散熱性能遠不如交聯聚乙烯。云母帶還具有易受潮的缺點，潮濕后其絕緣性會迅速下降，無法恢復。 BBTRZ和NG-A（BTLY）等其他材料甚至使用交聯聚乙烯作為絕緣層，其結構完全偏離了無機礦物絕緣的定義。 2.2金屬外套2.2.1（硬質）礦物絕緣電纜使用無縫銅管作為外套。具體的生產過程如下：銅套通過拉拔工藝進行延伸，并在達到預定長度后進行兩次熱處理。在此過程中，基本上消除了拉伸過程中產生的應力。滾動還可以確保電纜的整體橫截面尺寸最小化，并且護套和內部氧化鎂被緊密壓實。根據上述方法形成的電纜在抗壓強度和機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，并且拉拔的長度也受到限制。以750VBTTZ-4-25mm2電纜為例，最大運輸長度僅為130m。如果用于超高層建筑，則需要大量的中間連接工作，這勢必會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。生產過程如下：為了無限延長電纜的運輸長度，（柔性）礦物絕緣電纜的外護套采用銅帶包扎。壓花后進行包扎焊接。由于未進行任何熱處理，因此無法消除由焊接在護套上引起的殘余應力，并且在實際鋪設過程中經常會出現裂紋。同時，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）電纜規格說明2.3電氣性能比較2.3.1耐火性測試耐火性是為了驗證電纜在著火條件下繼續供電的能力。作者結合工廠驗收經驗，選擇了代表性的BTTZ類型（剛性）和YTTW（柔性）規格為4-25mm2進行分析。測試標準基于英國BS6387（C，W，Z級）耐火性測試，每個樣本依次進行3次測試。比較結果示于表4。表4 BS6387耐火性測試比較。從結果來看，兩者都可以通過BS6387標準測試，但YTTW（柔性）樣品的銅護套在90°彎曲處已經變形。當樣品重復上述測試時，YTTW（撓性）銅護套的套筒破裂。同時，受壓紋結構的影響，云母帶絕緣層被燒成黑色粉末，并在護套的縫隙中掉落，而BTTZ（剛性）樣品再次重復上述測試，護套只剩下少量沖擊痕跡。稍后測試兩者的絕緣電阻時，YTTW（柔性）絕緣電阻幾乎為0Ω，而BTTZ（剛性）電阻仍超過200MΩ。 2.3.2耐壓測試根據GB / T13033-2007的耐壓測試要求：750V電纜導體之間/每根導體與銅護套之間使用2500V。升壓速度應≥150V/ s，每次應持續1min。工藝電纜不應斷裂。在此，使用相同制造商，相同規格的BTTZ（剛性）和YTTW（柔性）樣品作為測試對象。 （1）首先將BTTZ電纜升壓至2500V，并持續15分鐘而無擊穿現象。繼續升高電壓，直到發生3300V附件擊穿。靜置3小時后，樣品再次耐壓，電壓升至2500V而無擊穿，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性質，因此絕緣性能可以自行恢復。 （2）YTTW電纜在測試時，在2800V附近被擊穿。 3小時后，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法恢復，只能更換。 2.3.3載流溫度測試在標準室溫20℃的環境中，從同一制造商選擇規格為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套的位置相同。結果如圖1所示：圖1在額定載流量下電纜的溫升曲線。從結果可以看出，在相同的測試條件下，BTTZ（剛性）電纜的電線比YTTW多。 （柔韌性）低5.5℃，銅護套低6.7℃。這驗證了上述有關絕緣材料性能分析的論點，并且氧化鎂粉末的散熱明顯優于合成云母帶。至于電纜本身，散熱也會對載流量產生更大的影響。 3結構特征的比較3.1彎曲能力3.1.1根據標準圖集09D101-6“礦物絕緣電纜敷設”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。生產過程中的電纜銅護套消除了變形應力，其柔韌性不亞于普通耐火電纜。 3.1.2沒有相關的國家標準提及（柔性）礦物絕緣電纜的彎曲能力。根據某些（柔性）電纜的產品手冊，最小彎曲半徑R在15D到20D之間。事實證明，相同規格的（撓性）電纜的體積和重量均超過（剛性）。未加熱的壓花銅護套也使電纜本身變硬，因此在實際敷設過程中不如（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，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（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密封電纜連接。此過程適用于有機電纜，例如交聯聚乙烯。密封方法，其隔離水分的能力遠不如膠密封。 4結論通過以上研究，可以發現（剛性）和（柔性）礦物絕緣電纜本質上是國家標準與非標準產品之間的區別。作為一種成熟的產品，傳統的（剛性）礦物絕緣電纜已經使用了120多年。依靠其穩定可靠的性能，國內外替代耐火電纜的趨勢已逐漸顯現。然而，非標準（柔性）礦物絕緣電纜仍然存在許多缺陷。盡管一些國內制造商已經開發出了各種各樣的（柔性）電纜，但是它們的性能從未與傳統（剛性）相提并論，甚至其柔性也沒有（剛性）優秀。如今，只能使用傳統的（剛性）礦物絕緣電纜來確保安全可靠的火力分配。