工程配电设计中矿物绝缘电缆应用特性研究

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1、工程配电设计中矿物绝缘电缆应用特性研究论文关键词：配电设计；矿物绝缘电缆；特性；应用研究　　论文摘要：根据各种工程配电线路设计的需要，从防火安全、使用经济等方面，研究分析了矿物绝缘电缆优于任何有机物电缆的主要特征；针对矿物绝缘电缆附件的特殊性，提出了有关安装时的注意事项；最后建议：在一些重要建筑、高温、易燃易爆和危险场合以及有关消防等电气配线工程设计中尽可能考虑使用矿物绝缘电缆。　　　　　　矿物绝缘电缆俗称防火电缆或氧化镁电缆（简称MI电缆），是由高导电率的铜芯、铜护套、氧化镁绝缘等全无机物组成的耐火电缆。由于其独特的制造方式：用矿物

2、材料氧化镁作绝缘高度紧密压实在金属铜棒（芯）和无缝铜护套之间，从而在高危防火安全、综合应用经济性方面较其它有机物电缆具有明显特征。　　　　1高危防火安全性　　　　1.1绝缘电阻　　矿物绝缘电缆的绝缘是由紧压成形的粉末矿物密实体组成，导体之间和每根导体与铜护套之间的绝缘标称厚度以及电气性能都必须符合GB/T13033.1-2007要求，20℃时其绝缘电阻(MΩ)与电缆长度(km)的积应不小于1000MΩ·km；当电缆长度小于100m时，其绝缘电阻应不低于10000MΩ。　　1.2耐热耐高温防火性　　在高温时，无论是线芯或者是铜护套均不产

3、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。另外，由于防火电缆是由铜和氧化镁两种无机材料组成的，铜的熔点为1083℃，氧化镁的熔点为2800℃，而且均是非燃烧物质

4、，这是其它有机物材料组成的电缆所无法比拟的。经试验表明，防火电缆在温度高达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30min，电缆仍完好无损，继续正常运行。　　1.3耐腐蚀防爆防辐射　　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。因无缝铜管作护套，电缆完全密封，氧化镁绝缘是一个密实体，可经受巨大的外界冲击力，不会透水、油和气体，可在水中敷设长期使用防爆;铜护套具有屏蔽层的功能，使电缆也

5、具有耐辐射性。　　1.4柔软耐压强过载　　由于矿物绝缘电缆的铜护套有一定的强度和韧性，氧化镁在加工过程中又是经高度压缩的，所以电缆在遭受到弯曲、压扁、扭转等变形时，电缆芯线间、芯线和护套间的相对位置保持不变，不会短路，且其铜护套可以达到铠装电缆的机械性能，电缆仍能保持本身的工作性能的特性，具有很好的柔软耐压性能。对于其它相同截面的电缆而言，矿物绝缘电缆由于本身结构特点和允许更高的使用温度，使之比其它类型的电缆能传送更大的电流。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。在过电压的情况下，即使是矿物绝缘电缆被

6、击穿，但去掉电压后仍可恢复到电缆被击穿前的耐压水平，电缆仍可正常使用。矿物绝缘电缆有如此强的过载能力，也是其它有机物电缆无法比拟的一个明显特征。　　1.5高危行业安全性　　在石油化工、钢铁冶炼、地铁隧道、核电站等潜在危险爆炸区域、线路等高危行业和场所，有机绝缘电缆在着火或长期过载时会释放出烟雾及有害气体。尤其火灾情况下，由于阴燃时有机物会产生大量烟雾和有害气体，如聚氯乙烯绝缘电缆燃烧的烟雾中除了一氧化碳、二氧化碳外，还有大量的氯化物;阻燃电缆由于采用溴化物阻燃剂，其燃烧时烟雾中会有溴化物;橡皮绝缘电缆燃烧时会释放出大量的硫化氢。有些电

7、缆燃烧时还会产生氟化物，这些有害气体对人的生命安全造成极大的危害。根据日本提供的资料，聚氯乙烯在400℃时发烟量为4.0m3/g，而在300℃时为10.4m3/g，由于供气不足，烟雾中大量的是使人窒息的一氧化碳，而二氧化碳较少。同时大量烟雾增加了人们的恐慌，也给救授和消防增加了困难。而矿物绝缘电缆绝对不存在上述问题，因而它也是最安全型的电缆。　　2综合应用经济性　　　　由于组成矿物绝缘电缆的全部材料均为无机材料，它的允许使用温度要比耐火电缆高得多(现耐火电缆一般为70℃)，IEC92出版物推荐矿物绝缘电缆的使用温度为95℃，IEC36

8、4-5-523修订版规定裸的矿物绝缘电缆使用温度可达105℃。因而它的载流量要比耐火电缆高得多。如果按允许温升到90℃来选择矿物绝缘电缆在25mm2及以下时，其截面比耐火电缆接近小一个截面等级，而在35mm2及以上时，可