矿物绝缘电缆在建筑工程中的应用

建裁电乞。　－＿＿—●●＿＿＿＿一　ＢＵ｝ＬＤＩＮＧ　Ｉ２口１口年第４期ｌ　ＥＬＥＣＴＲＩＣＩ　矿物绝缘电缆在建筑工程中的应用　杜毅威（中国建筑西南设计研究院有限公司，成都市６１００８１）　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｃａｂｌｅｓ　ｉｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｕ　Ｙｉｗｅｉ（Ｃｈｉｎａ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ＣＯＲＰ．ＬＴＤ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００８１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　ｌｌｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｌｎｓｕｌａｔｅｄ　ｃａｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｃａｂｌｅｓ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈａｔ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｃａｂｌｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｉｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｌａｃｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆｉｒｅ—　ｉｆｇｈｒｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｆｉｒｅ　Ｍｉｎｅｒａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｃａｂｌｅ　Ｆｉｒｅ　ｌｏｏｐ　Ｃｕｒｒｅｎｔ－ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　摘要介绍矿物绝缘电缆的主要特性．与其它　类型电缆进行了安全可靠性和经济性的比较．提出　重要场所和重要消防设备应采用矿物绝缘电缆供电。　关键词　电气火灾　矿物绝缘电缆　消防回路　载流量　１　引言　《民用建筑电气设计规范》　（ＪＧＪ　１６—２００８，以　下简称《民规》）第１３．１０．４条规定：　“１　火灾自　动报警系统保护对象分级为特级的建筑物．其消防设　备供电干线及分支干线．应采用矿物绝缘电缆：　２　火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物．其　消防设备供电干线及分支干线．宜采用矿物绝缘电缆　”此规范条款一出．由于矿物绝缘电缆特殊的生　产工艺和结构，较高的价格，在全国很多地区设计、　安装及工程业主中引起一些争议．许多人对此持疑虑　态度，认为要求过高，增加了线缆的投资　早在２００２年上海市就制定了《民用建筑电线电　缆防火设计规程》　（ＤＧＪ０８—９３—２００２，以下简称　《电缆防火规程》），第５．１．３条规定：　“当电线电缆　成束敷设时．应采用阻燃电线电缆”：第５．１．４条规　定：　“在外部火势作用下．需保持线路完整性、维持　通电的场所．其线路应采用耐火电线电缆或矿物绝　缘电缆”　（５．１．３条、５．１．４条为强制性条文）；　第５．３．２条规定：　“由变配电所（或总配电室）引　至消防设备的电源主干线路应采用阻燃耐火电缆或　矿物绝缘电缆．但在特级、一级场所宜采用矿物绝　缘电缆。”　《电缆防火规程》与《民规》的要求是一　致的，只是《民规》的要求更高。　下面根据矿物绝缘电缆的特性和使用安装中的特　点．谈一下笔者的看法，供专业技术人员参考。　２电线电缆的防火设计　《中国火灾统计年鉴》数据显示１９９３～２００７年　的１５年问．全国共发生火灾１５２．７６万起．其中电　气火灾３７．３７万起．占火灾总起数的２４．５％。而　２００８年全国共发生电气火灾４．５７万起．更是占到了　火灾总起数的３０．１％　电气火灾发生的起数和造成　的直接经济损失居各类火灾之首位。在电气火灾中由　于线缆老化和过载使用引起的火灾占很大比例．因火　灾时引燃线缆中可燃绝缘和护套材料．散发出的有毒　气体导致大量人员伤亡．并阻碍消防人员灭火。因此　电气设计中正确选用电线电缆，防止电线、电缆火灾　及减少火灾中电线、电缆的危害．保证火灾时消防设　备的正常运行．使民用建筑物内的电线电缆设计和使　用做到安全可靠、技术先进、经济合理，非常重要。　３矿物绝缘电缆介绍　矿物绝缘电缆是在同一金属护套内．由经压缩　的矿物粉绝缘的一根或数根导体组成的电缆。矿物　绝缘电缆完全由无机材料组成．包括铜导体ｆ熔点　１０８３　ｏＣ）、高纯度氧化镁矿物粉（熔点２　８００　ｃ【＝）、无　缝连续铜管护套（熔点１　０８３℃）。　矿物绝缘电缆在国外开发应用较早　１９世纪末瑞　士人研发出矿物绝缘电缆，１９３４～１９３６年法、英等国　相继正式投产矿物绝缘电缆．到２Ｏ世纪７０年代中叶　仅电力用矿物绝缘电缆在世界范围的使用量就已达到　５０　０００　ｋｉｎ以上　由于此种电缆在某些场所使用时具　有其它电缆无法替代的优越性．目前一些主要的工业　国家，如英国、美国、加拿大、法国、意大利、澳大　利亚等．都在大规模生产。一些国际性组织和国家的　标准、规范、法规等也规定或推荐在某些场所和部位　使片ｊ矿物绝缘电缆．尤其在对安全要求很高和环境条　件恶劣的场所　国内上世纪７０年代中期引人．８Ｏ年　代开始生产矿物绝缘电缆．随着使用量的大量增加．　现在已有多家公司从事矿物绝缘电缆的生产．为国内　许多重要项目提供了可靠的电缆　矿物绝缘电缆的主要特性如下：　ａ．耐火　电缆的全部材料仅由铜和氧化镁构　成．氧化镁本身是一种优良的耐火材料．在高温下的　绝缘性能也很好．因此电缆可在接近铜的熔点温度下　继续运行．试验证明矿物绝缘电缆在９５０～ｌ　０００℃　下可持续运行１８０　ｍｉｎ　国内外的很多火灾现场也充　分证明经火灾后的所有电缆中．仅有矿物绝缘电缆完　好无损并能保持连续供电　ｂ．耐高温、不老化、寿命长。电缆可在２５０℃　下连续长时间使用．寿命可达数百年　由于电缆全部　由无机材料构成．因此不会老化．尤其适用于需要电　缆在高温环境下长期使用的场所　ｃ．无烟、无卤、安全。在过载和火烧的情况　下．电缆不会释放出任何有害气体和烟雾．更不会引　发和传播火灾．是真正意义上的“安全型”电缆．这　对火灾时确保消防设备连续供电和人员（包括消防救　援人员）安全至关重要　ｄ．载流量大、过载能力强。氧化镁绝缘材料　的导热系数远大于有机绝缘材料，散热非常好。相　同截面的矿物绝缘电缆载流量大于有机绝缘电缆的载　流量　由于有机绝缘电缆在消防系统中使用加以机　械及防火保护．这样在相同载流量下．完全明敷的　矿物绝缘电缆至少可比其他电缆降低１～２个截面等　级使用　。．防水、耐腐蚀　矿物绝缘电缆的护套是无缝　的金属铜管．不透水、油和气体，可以在水中敷设长　期使用．．因为铜具有良好的耐腐蚀性能，在大多数情　况下．不需要采取附加保护措施　在有氨及氨气等对　铜有强烈腐蚀作用的化学环境巾．可在电缆外面直接　挤包上一层塑料护套　ｆ．节能、环保。由于矿物绝缘电缆导体采用的　材料是Ｔ２纯紫铜。护套采用的也是磷脱氧的纯紫铜．　含铜量高，因此相同截面的电缆，导体直流电阻小．　线路损耗少。另铜护套可做ＰＥ线使用．既可靠又节　约了线材　ｇ．安装方便、美观。矿物绝缘电缆经完全退火　处理．具有很好的柔软性．矿物绝缘电缆的最小弯曲　半径仅为电缆直径的２～６倍．在安装敷设时使用专　用工具，施工方便、美观。　４矿物绝缘电缆与其它类型电缆使用对比　民用建筑消防回路中常用的电缆有耐火电缆（型　号为ＮＨ—ＹＪＶ等）、矿物绝缘电缆（型号为ＢＴｒＺ　等）．其他一般负荷的线路则采用阻燃型电缆（型号　为ＺＲ—ＹＪＶ等）。　４．　线路的安全可靠性对比　矿物绝缘电缆无毒、无烟、不会燃烧，本身不会　因短路而引起火灾　火灾时可以长时间连续供电．在　供火温度为９５０℃时可连续供电１８０　ｍｉｎ．并且可以　经受火灾时喷淋水和重物坠落的冲击　而其它耐火电缆只能达到国标《在火焰条件下电　缆或光缆的线路完整性试验》　（ＧＢ／Ｔ　１９２１６—　２００３）．即在７５０℃温度下燃烧。电缆连续供电９０ｍｉｎ　的要求．且无法承受喷淋水和重物坠落的冲击。为了　满足承受喷淋水和重物坠落的冲击。需要穿金属管或　密封桥架进行保护．而金属管和金属线槽须涂刷防火　涂料　涂刷防火涂料受到众多因素的限制，质量很难　保证．影响防火效果。且防火涂料通常需要２～３年涂　刷一次．往往很难保证定期涂刷．造成安全隐患。　２００１年４月２６～２８日公安部四川消防研究所按　照英国消防研究所的实体火灾实验要求，对市场上的　５种电缆在不同敷设方式下进行了实体火灾耐火实验。　这５种电缆分别是普通电缆、阻燃电缆、耐火电缆、　隔氧层电缆以及矿物绝缘电缆　除矿物绝缘电缆明敷　设以外．其他电缆分别采用５种敷设方式：明敷、穿　管敷设、埋墙敷设、防火桥架敷设、防火桥架内穿管　敷设　矿物绝缘电缆在规定的６０　ｍｉｎ火灾实验中能保　证线路的完整性．在燃烧过程中能承受水喷淋及重物　墨皇篓壅堡笪三墨里墅壁　《　墨塞２　建虢电乞。　＿—Ｉ·—Ｉ＿—ｌ＿＿＿１　ＢＵＩｋＤｌＮＯ　２口１口年第４期Ｉ　ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＹ　冲击：耐火电缆在防火桥架内敷设时能通过６０　ｍｉｎ的　火灾实体实验：埋墙敷设的耐火电缆、阻燃电缆、隔　氧层阻燃电缆能通过６０　ｍｉｎ的火灾实体实验；其余电　缆均失效。失效记录见下表。　４．２烟雾和毒气性能对比　（外刷防火涂料），或在防火桥架内明敷。　普通电缆（阻燃）穿金属管暗敷在不燃烧体　结构内．且保护层厚度不得小于３０　ｍｍ。　以上三种方式下敷设的消防回路．在同等防火要　求下．可比较其经济性。　耐火电缆在穿金属管、密封金属线槽（外刷防火　涂料）或防火桥架内敷设时，散热条件差，对载流量　矿物绝缘电缆由无机物组成．火烧时不会产生任　何烟雾和毒气。聚氯乙烯绝缘电缆在火灾中会释放出　烟雾和毒气。交联电缆的卤素含量虽低，但烟雾量和　影响很大　而矿物绝缘电缆，采用在梯式桥架沿墙、　聚氯乙烯绝缘电缆相近。因此，对于人员密集的场　棚等明敷（见下图），可很好解决线路的散热问题。　所．一旦发生火灾，只有矿物绝缘电缆才能彻底避免　矿物绝缘电缆敷设的最小弯曲半径为电缆直径的　“二次灾害”　２～６倍．交联类电缆的最小弯曲半径一般为电缆直径　４．３经济性对比　的ｌＯ倍以上。在相同载流量下，矿物绝缘电缆的外　在建筑工程中．不同的电缆需采取不同的敷设方　径比其他类型电缆的外径要小得多．重量轻得多，其　式．主要有以下几种：　所需敷设空间将会更小．施工也更加方便。　ａ．矿物绝缘电缆明敷．无需特殊保护。　按照《建筑物电气装置第５部分：电气设备的　ｂ．耐火（ＮＨ）电缆穿金属管、密封金属线槽　选择和安装第５２３节：布线系统载流量》（ＧＢ／Ｔ　实体火灾实验电缆失效记录　１６８９５．１５—２００２．ｉｄｔ　ＩＥＣ　６０３６４—５—　Ｔａｂ．Ｒｅｃｏｒｄ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｆｉｒｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　５２３：１９９９），在载流量相同的前提　蘩　霞黪　＿　鎏实敷验设电方缆式　＿。　　ｊ　舔　下．比较现在电缆价格。矿物绝缘电　７分１４秒　普通电缆Ｖｖ　支架裸敷　电缆表面温度１２２　３９２　ｏＣ　缆、耐火（ＮＨ）电缆和普通电缆的价格　１（３　Ｘ６＋１×４）　比为１．４：１．３：１　穿电线管保护的安装　１２分３Ｏ秒　阻燃电缆ＺＲ—ＶＶ　支架穿管明敷　管内温度５０５　ｏＣ　１（３×６　－４１×４）　成本上升２０％　８０％不等．同样在桥架　１４分１２秒　隔氧层阻燃电缆ＧＺＲ—ｖｖ　１（４支架裸敷　电缆表面温度２２１×１．５）　６１９　ｑＣ　敷设中．普通梯式桥架同防火密封桥架　ｌ６分ｏ４秒　隔氧层阻燃电缆ＧＺＲ—ＶＶ　支架穿管明敷　管内温度５５４　ｏＣ　的价格比为１：１．８．安装密封桥架的施　１（４×１．５）　工费用还要上升　因此消防回路采用矿　１６分０９秒　阻燃电缆ＺＲ—ＶＶ　支架裸敷　电缆表面温度２５６　６１９℃　１（３×６４－１×４）　物绝缘电缆具有良好的经济性。　２３分２８秒　耐火电缆ＮＨ—ＶＶ　支架穿管明敷　管内温度５１９℃　１（３　ｘ　６＋１×４）　５安装选用时应注意的问题　２７分ｌ７秒　耐火电缆ＮＨ—ＶＶ　支架裸敷　电缆表面温度４９６　８３９　ｏＣ　１（３×６＋１×４）　矿物绝缘电缆的无机绝缘层易吸　３２分５８秒　耐火电缆ＮＨ—ＶＶ　支架裸敷　防火桥架内部温度２３６　ｑＣ　１　ｆ４×１６）　潮．因此电缆两端和中间连接器必须　３４分０４秒　普通电缆ＶＶ　防火桥架内穿管　防火桥架内部温度２２５℃　做好密封处理．应按照国家标准设计图　１（３×６＋１×４）　４１分２８秒　普通电缆ＶＶ　防火桥架内裸敷　防火桥架内部温度５２０℃　集《矿物绝缘电缆敷设》（９９Ｄ１０１—６）　１（３×６＋１　Ｘ４）　安装。　５２分０６秒　隔氧层阻燃电缆ＧＺＲ—ｖｖ　防火桥架内穿管　防火桥架内部温度３８２℃　由于矿物绝缘电缆加工长度受到原　１（４×１．５）　５２分２３秒　阻燃电缆ＺＲ—ＶＶ　防火桥架内裸敷　防火桥架内部温度３８７℃　材料及生产工艺的影响．大规格单芯和　１（３×６　４－１　Ｘ４）　多芯电缆的交货长度受到一定的限制．　５２分５２秒　隔氧层阻燃电缆ＧＺＲ—ＶＶ　防火桥架内裸敷　防火桥架内部温度５５６℃　１（４×１．５）　因此设计选择电缆规格时应考虑电缆交　５４分５６秒　阻燃电缆ＺＲ—ＶＶ　防火桥架内穿管　暗敷管内温度１８０℃　货长度．尽可能避免使用中间接头。如　１（３×６　－４１×４）　５５分３０秒　普通电缆ＶＶ　穿管埋墙暗敷　电缆表面温度１２２　３９２℃　选择４００　ｍｍ２的电缆．其交货长度约为　１（３×６＋１×４）　３０ｍ．但如选用２４０ｍｍ２的电缆双拼使　４６　■——一　垫！　！：垫　：１　２０６　满足此要求　国内已有许多工程项目　使用了矿物绝缘电缆．如航　站楼、地铁站及隧道、火车　站、医院、广电大厦、通信　枢纽、体育场馆、影剧院等　公共建筑，还有许多一类高　层和超高层建筑　尤其是　２００８版《民规》实施后．大　量的工程项目设计选用了矿　物绝缘电缆作为消防等重要　负荷的供电电缆　但是由于　对矿物绝缘电缆认识不足．　业主、安装、监理也包括很　矿物绝缘电缆安装实例　Ｆｉｇ．Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｃａｂｌｅｓ　多电气设计人员．仍对使用　矿物绝缘电缆持疑虑态度　许多项目在实施前又修改回　用．则交货长度可达到约７０　ｍ．这样可避免或减少使　用中间连接器　普通（阻燃）电缆或耐火电缆，认为这样做可节省　电缆成本、节省工程造价　实际上采用矿物绝缘电　６　结束语　国标《高层民用建筑设计防火规范》　（ＧＢ　５００４５—９５，２００５年版）、　《建筑设计防火规范》　ｆＧＢ　５００１６—２００６）都已明确了对矿物绝缘电缆的使　用。《民规》对消防用电设备在火灾发生期间的最少　持续供电时间也作了明确的规定．消防设备如消防　泵、消防风机、消防电梯等要求持续供电时间大于　１８０　ｍｉｎ．实际上目前只有矿物绝缘电缆在火灾时能　缆不但更安全．而且更经济。　正因为矿物绝缘电缆的安全性和经济性，国内外　某些重要项目的供电线路全部采用了矿物绝缘电缆。　矿物绝缘电缆的经济性和安全性也得到了验证。随着　国内生产技术的成熟和生产能力的提高．矿物绝缘电　缆使用成本会不断降低．相信更多的工程项目会全面　采用此种安全、节能、环保、经济的“清洁电缆”。　２０１０—０１—２６来稿　２０１０—０４—０６修回　加铝捐赠电缆支持幼儿园灾后重建　５．１２地震后．全国上下万众一心，帮助四川地震灾区重　个教学楼组成．能够容纳３００多名适龄儿童。　建美好家园。作为一家大型跨国企业，加铝（天津）铝合金　产品有限公司义不容辞地积极承担起了自己的社会责任。公　司领导和员工上下一心．加班生产，将凝聚了所有员工爱　１２，　加铝这次捐赠的ＳＴＡＢＩＬＯＹ合金电力电缆产品，型号为　ＺＢ—ＡＣＷＵ９０（一４０）和ＺＣ—ＴＣ９０（一４０），总长度１　９００多米。　产品具有重量轻、易于弯曲、便于施工的特点。在这次灾后援　建中．加铝以最快的速度提供了优质的产品．并派出了工程师　进驻现场指导．保证了在最短时间内安装到位，保障重建工程　顺利进行　的电力电缆产品．安装在了四川省崇州市隆兴幼儿园的重建　项目上。　隆兴幼儿园是由瑞士商会和一些在华企业资助重建的，该　园于２００９年５月开始建设．预计于２０１０年５月投入使用。园　区规划占地面积６　５００ｍｚ．由室内、室外活动区连接起来的几　加铝ｆ天津】铝合金产品有限公司　供稿　本刊摘编　４７　２０７　物ｌ　皇塑　建篁　堡曼　蜜旦　堕　■■一