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矿物绝缘电缆及其敷设简介..

矿物绝缘电缆及其敷设简介

(前言:标准、规范、规程)

一、矿物绝缘电缆的概念

1、概念或定义

国家标准GB/T13033—2007《额定电压750V及以下

矿物绝缘电缆及终端》(第一部分)中没有给出定

义。

2、住房和城乡建设部的标准JG/T313—2011《额定电压

750V及以下矿物绝缘电缆及终端》(中华人民共和国

建筑工业行业标准) 给出定义不适合BTTZ矿物绝缘

电缆。

具体到今天的介绍主要以国家标准GB/T13033—2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》为基础。说的更具体点主要介绍铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆,因为《矿物质电缆敷设技术工程》——JGJ232__2011中主要内容就是铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆的敷设规定。它的定义如下:采用高导电率的铜作导体,无机物氧化镁作绝缘,无缝铜管作护套,必要时在金属铜护套外面挤包一层塑料外护套。例如:铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆(以下简称BTTZ 电缆),是一种外层采用无缝铜管护套、中间充填氧化镁晶体粉作绝缘材料,导体是单股铜棒组成的新型电缆。这个定义与上一个定义相比显得更狭义。

3、矿物绝缘电缆的发展

矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cable)简称MI电缆。目前按结构特性可以分为刚性和柔性两种。

刚性矿物绝缘电缆(BTTZ)发明较早,19世纪末瑞士工程师Arnold Francois Borel就提出矿物绝缘电缆的设想,并于1896年获得专利权,1934-1936年法、英投入生产以后发展很快。我国也于上世纪六十年代研制,开始用于军事、冶金等领域,80年代中期开始工业化生产,并逐步被建筑领域全面接受。

在1991年我国颁布了GB13033《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》国家标准,但相应的设计标准和规范的制订、修订工作未能跟上,导致该矿物质电缆的使用和推广在我国一直发展缓慢,在应用方面严重滞后于发达国家。近几年,为了提高电气线路的安全等级,减少电气火灾事故的发生及损失,国家建设部、公安部以及一些地方政府相继出台了电气设计规范,并明确规定在一些重要的电气线路或场所宜采用矿物绝缘电缆,进一步拓宽了矿物绝缘电缆的应用范围。

4、现行标准及规范

GB/T13033—2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》国家标准。代替1991年我国颁布了GB13033《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》;标准图《09D101-6_矿物绝缘电缆敷设》代替《99D101_6》;《矿物质电缆敷设技术工程》——JGJ232__2011;JG/T313—2011《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》。

二、常用刚性矿物绝缘电缆的种类

标准规定:刚性矿物绝缘电缆分为轻型和重型

划分标准:以电压来划分。交流电压不超过500伏(有效值或直流电压500伏)及其以下的为轻型;交流电压不超过750伏(有效值或直流电压750伏)及其以下的为重型型;一)电力电缆

1)BTTZ重型铜芯铜护套矿物绝缘电缆;

2)BTTVZ重型铜芯铜护套聚氯乙烯外护套矿物绝缘电缆;

3)LSF-BTTZ重型铜芯铜护套低烟无卤外护套矿物绝缘电缆;

二)控制电缆

1)BTTQ 轻型铜芯铜护套矿物绝缘电缆;

2)BTTVQ轻型铜芯铜护套聚氯乙烯外护套矿物绝缘电缆;

3)LSF-BTTQ 轻型铜芯铜护套低烟无卤外护套矿物绝

缘电缆;

三、刚性矿物绝缘电缆结构组成:

矿物绝缘电缆以高导电率的铜导体、无机氧化镁绝缘、无缝铜管护套为基本结构组成。

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多芯电缆封罐型终端头制作示意图

四、刚性矿物绝缘电缆的产品型号及表示方法

(GB/T13033—2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》)

一)、代号

1、系列代号:B(第一位)

2、导体代号:T(第二位)

3、护套代号:(第三位)

3.1铜护套:T

3.2铜合金护套:TH

4、外套代号:(第四位)

4.1聚氯乙烯外套:V

4.2聚烯烃外套:Y

5、结构特征代号:(第五位)

5.1轻型:Q

5.2重型:Z

6、阻燃特性代号:无卤低烟WD

二)产品的表示方法

产品用型号、额定电压、规格及标准编号组成。

产品型号组成

产品型的号组成和排列顺序如下(见附页)

三) 产品的标志

每根电缆应标明额定电压和制造方标志。标志应符合国家标准规定,电缆无外套时,标记在标签上并系在每根电缆上。

五、刚性矿物绝缘电缆特点

1、刚性矿物绝缘电缆主要优点

1)完全防火

刚性矿物绝缘电缆自身完全不燃烧,同时也不会引发火源。即使在有火焰烧烤的情况下,只要火焰温度低于铜的熔点温度,火焰消除后电缆无需更换仍可继续使用。在被火焰烧烤的情况下不会产生有毒的烟雾和气体。

2)过载保护能力强

线路过载时,只要发热达不到铜的熔点温度,电缆不会受损。即使瞬间击穿,击穿处氧化镁晶体也不会形成碳化物,过载消除后,电缆性能不会产生变化,仍可继续正常使用。

3)工作温度高

由于绝缘层氧化镁晶体的熔点温度远高于铜的熔点温度,因而电缆最高正常工作温度可达250℃,短期内可在接近铜的熔点温度1083℃下继续运行。

4)防腐、防爆性能好

由于采用无缝铜管作护套,所以矿物绝缘电缆具有防水、潮气、油和一些化学物质侵害的性能,铜管具有相当的机械强度故有较好的防爆性能。

5)使用寿命长

刚性矿物绝缘电缆全部由无机材料构成,因而不存在绝缘老化,使用寿命可达到普通电缆的3倍以上。

6)敷设灵活性较大

刚性矿物绝缘电缆可以与普通电缆敷设在桥架上,同时也可以采用专用支架明敷,比普通电缆敷设更具灵活性,也节省了电缆桥架的投入,可以降低工程整体造价。

2、刚性矿物绝缘电缆的主要缺点

1)投资成本高

由于刚性矿物绝缘电缆外护套是由无缝铜管构成,整体含铜量远多于普通电缆,同时刚性矿物绝缘电缆的施工工艺对设备要求高于普通电缆,造成刚性矿物绝缘电缆价格与普通电缆相比高出30%左右。

2)接头处易受潮

绝缘层由矿物氧化镁组成,它极易与空气中的水分发生

化学反应,而生成能导电的氢氧化镁。在电缆头施工中,电缆端头剥开裸露导体时,电缆的绝缘电阻一般在10MΩ以上,但如在1小时内未完成电缆头制作,绝缘电阻可下降到10M Ω以下,甚至会出现降到0.5MΩ以下的情况,如不注意划破外层,又未及时发现并作密封防潮处理,绝缘值会很快下降并会逐步下降到0,这样就会造成该电缆无法使用。

3)施工难度大

刚性矿物绝缘电缆硬度与一般电缆相比较高,重量约为一般电缆的2倍,敷设时不易达到平行整洁的观感效果,且线路长、接头多,查找故障点困难,因此施工难度较大,在进出配线箱处和桥架内弯曲成型困难。

4)施工工作量较大

刚性矿物绝缘电缆凡规格超过35mm2的均为单芯电缆,如1根70mm2的电缆,普通电缆只需3×70+2×35五根导体在同一外护套内即可,而BTTZ要达到同等规格须由3根70mm2加1根35mm2的单芯电缆拼合而成。单芯电缆的交货长度较短,例如240mm2的电缆交货长度为69米,若敷设距离较长则会增加大量中间接头的制作,使得施工工作量成倍增加。

5)耐电压等级仅为750V;

6) 重量大,重量约为一般电缆的2倍。

7)制作长度受限,铜管拉拔工艺使得单根连续长度有限。(线

路长时接头多,接头处氧化镁极易与空气中的水分发生化学反应易吸潮而发生故障,且查找故障点困难)。

8)中间接头及终端头的制作质量有待提高。

9)钢硬大,敷设时不易达到平行整洁的观感效果,在进出配线箱处和桥架内弯曲成型困难。

10)氧化镁粉末充当绝缘层,易产生厚薄不均现象,工艺稍有差池便会击穿,额定电压最高为450/750V。

3、施工中易出现的问题

1)电缆绝缘阻值达不到要求;

2)在试运行过程中,发生短路跳闸事故(接头多、电缆受弯曲挤压绝缘值下降等);

3)只要返工,就会造成了敷设好的电缆失去了原有的整齐与美观。

(下面以BTTZ电缆为例介绍一下刚性矿物绝缘电缆的施工主要事项。)

六、刚性矿物绝缘电缆注意事项

1、全面了解矿物绝缘电缆的结构、性能和特点,了解电缆的型号、规格、种类及其适应场所。

2、要熟练掌握矿物绝缘电缆的敷设、安装的方式、方法及其技能,明白敷施工中的注意事项,诸如电缆的弯曲半径、敷设的排列,如何进出配电箱、柜,如何注意消除涡流。

3、熟悉矿物绝缘电缆的配套附件,以及每一附件的安装、使用方法。

4、了解矿物绝缘电缆安装施工时所需要的专用工具并熟练掌握其使用方法。

5、熟悉施工图纸以及现场情况,制定好详细的施工方案。

6、在电缆敷设过程中,或是敷设安装好之后,一定要严格禁止带电的电焊龙头线在电缆上拖动或碰撞,因为带电的电焊龙头会与矿物绝缘电缆的铜护层(相当于接地线)产生碰焊火花,以致于熔化铜护层,导致电缆铜护层产生孔洞,引起空气中的潮气被氧化镁绝缘吸收,电缆绝缘阻值降低。有时因找不到产生孔洞的故障段,误以为是电缆制造厂的产品有问题,这一点一定要引起重视。

7、在敷设安装过程中应勤测电缆的绝缘,发现问题及时处理。在电缆敷设前后以及终端、中间接头的制作前后均应多次测量电缆的绝缘阻值,并进行前后比较,以保证每一个安装工序电缆质量都是完好的。同时,无论电缆的截断或暂停施工,还是要放置一段时间后再施工,一定要及时做好电缆的封端,以免氧化镁绝缘受潮。

8、电缆的终端头和中间头制作好之后,立即进行一次绝缘测试,经过24小时之后再测一次,如果电缆头没有受潮,护层也没有任何损伤,在实际测试中,兆欧表的指针应指向“∝”,这时说明电缆绝缘性能良好。如果第二次测试时,

发现绝缘阻值下降,应找出故障点,一般来说,故障点都在

终端或是中间接头处,寻找时可以用喷灯火焰在终端的下

部,中间接头的两端加热,同时再测量电缆的绝缘阻值,在

加热的几秒钟后,绝缘阻值急剧下降,说明该终端或是中间

头有问题,此时应拆除,重做直至合格。如果绝缘阻值没有

变化,则应检查线路上其它终端或中间头,直到找出故障点,并按上述方法修复。

9、在电缆敷设完后,如果没有中间接头,则可直接做终端

头,如果有中间接头,那么应该先做中间接头,否则将增加

核对相位等麻烦工作。

10、矿物绝缘电缆的铜护层可作接地使用,且必须接地。

七、其他类型的矿物绝缘电缆

我们了解一下工程中应用的其他类型的矿物绝缘电缆一)YTTW矿物绝缘电缆:

1、YTTW矿物绝缘电缆简介

有人将YTTW电缆称为柔性矿物绝缘电缆,国家标准并未定义。按JG/T313—2011《额定电压750V及以下矿物绝缘电

缆及终端》中规定:将之称为金属护套无机矿物绝缘电缆。

(定义:在同一金属护套内,有无机矿物带、纤维和纤维带

作绝缘层的单根或多根绞合的软铜线组成的电缆),如YTTW

——铜芯轧纹铜护套无机矿物绝缘电缆。

具体系列代号如下:

Y——代表布线用金属护套无机矿物绝缘电缆

W——代表无机矿物

ZW——代表轧纹(一般省略不标注)

G——代表光面

YTTW--跟洗衣机的管子一样,但其柔韧性比BTTZ电缆要好,与柔性矿物绝缘电缆(BBTRZ)比较还是较硬,具有一定的刚性。

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2、BTTW矿物绝缘电缆与BTTZ比较

BTTZ与BTTW都是铜护套、铜导体、矿物绝缘防火电缆,这两种电缆是当前国际、国内最好的防火电缆。BTTZ的问世早于BTTW。

1)、结构比较:

BTTZ采用铜护套,铜导体(是铜杆)绝缘层是氧化镁粉。BTTW 也是采用铜护套(铜带在模具中成圆形,包覆缆芯后,氩弧焊

接,连续轧纹)铜导体(多股铜丝绞合),绝缘层是氧化镁等无机矿物带绕包在导体上,由于两种电缆的结构差别较大,因此它们的制作工艺与特性有很大的差异。

2)、制造工艺比较:

BTTZ制造工艺复杂,机械化程度低,能耗大。BTTZ目前有两种工艺,一种是将氧化镁粉预制成瓷柱,塞入定长的铜管和定长的导体内,退火后,拉拔再退火再垃拔,一直拉拔到导体固定规格。另一种工艺是连续灌粉(氧化镁)在定长铜管中,仍边退火边拉拔到规定规格。对于小截面电缆拉拔,长度比较长,大截面电缆拉拔长充则比较短,所以中间必须增加中间接头,同时电缆本体很硬,是刚性结构。BTTW电缆的制作工艺比较先进,生产全过程均由全自动生产线完成。铜导体绞合与绝缘绕包在机械上一次完成,半成品放入烘箱去湿后,通过氩弧焊接,轧纹也是机械化一次完成。因此BTTW电缆,质量好,无人为因素,并且BTTW电缆连续生产长度长、有柔性、大小截面电缆均能盘绕在标准的电缆盘上。

3)应用中都有事故记录,BTTZ的事故率较多。据说BTTW电缆在世博会的中国馆使用发生过停电事故,原因是氩弧焊缝开裂。二)柔性矿物绝缘电缆

由于刚性矿物绝缘电缆在结构设计上的天然不足,造成其在性能、生产及敷设等方面都存在着一定的缺陷。在发达国家特别是欧盟国家中,柔性矿物绝缘防火电缆的崛起,刚性矿物

绝缘电缆的使用正在被替代。

我国的柔性矿物绝缘电缆(BBTRZ)的发明较晚,大约是在上个世纪七十年代诞生于瑞士斯图特电缆公司,国内最早、最新的柔性矿物绝缘防火电缆于2005年由上海快鹿电线电缆有限公司推出(国家暂无标准)。

1、柔性矿物绝缘防火电缆的组成及表示方法

柔性矿物绝缘电缆是由铜绞线、矿物化合物绝缘、和矿物化合物护套所构成。这种电缆具有不燃、无烟、无毒和耐火特性。

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例一、轻型柔性矿物绝缘电缆,额定电压500V,单芯25mm2 , 表示为:BBTRQ-500 1*25

例二、轻型柔性矿物绝缘电缆,额定电压750V,3芯25mm2,表示为:BBTRZ-750 3*25

例三、轻型柔性矿物绝缘电缆,额定电压1000V,5芯16mm2,表示为:BBTRZ-1000 5*16

2、产品结构图示

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3.柔性矿物绝缘电缆的优点

柔性矿物绝缘电缆的结构采用柔性结构及材料都是采用矿物化合物,弥补了结构硬、易燃烧、有毒等缺陷,它还具有一些其他电缆所不可能具有的优点,如:耐火、载流量大、耐冲击电压、耐机械损伤、无卤无毒、防爆、防水、耐腐蚀、寿命长、安全、耐过载、耐高温、成本低等特点。

柔性矿物绝缘防火电缆(BBTRZ)产品的工艺结构与传统电缆完全相同,成功的解决了氧化镁铜杆矿物绝缘电缆(BTTZ)的生产工艺所决定的产品众多不足之处。柔性矿物绝缘防火电缆(BBTRZ)的截面积单芯为1.5mm2到500mm2、多芯为1.5mm2-300mm2。在防火电缆领域,最大限度的降低了投资单位的投资成本,提高了建筑物的安

全防火性能等级。

4、性能对比(刚性矿物绝缘电缆)

一般的电线电缆由于绝缘使用的都是有机高分子材料,因此在火焰条件下极易碳化从而失去绝缘作用。由于柔性矿物绝缘防火电线电缆主要材料全都采用无机矿物或矿物化合物组成,它本身不会引起火灾,不可能燃烧或助燃。而这些材料一般都具有1500℃以上的较高熔点,因此防火电缆即使用于火焰条件下也能发挥正常的输电功能,是一种真正意义上的防火电缆。瑞诚线缆

柔性矿物绝缘电缆特性

1). 提高了绝缘的稳定性:不仅保留了刚性矿物绝缘电缆的耐火特性,而且还具有不宜吸潮等特点,因此绝缘性更稳定。

2). 提高了耐电压等级:耐压水平可达到1000V,从而减少了很多因电感、变频电器的频繁启动而造成的冲击电压,相应地使得线路系统使用寿命大大提高。

3). 全系列性:可以根据用户实际需求,加工成单芯或多芯结构,最多可做到96芯,几乎可以覆盖电力电缆、控制电缆等各种规格的建筑电缆需求。

4). 无中间接头:采用了成熟的绞线和成缆技术,可以根据用户要求定长生产,不仅减少了接头成本,更可以提高并实现线路的整根一致性。

5). 柔性易安装:因为采用了绞线、成缆等传统电缆结构,使得电缆更柔软,同时由于不需要专用终端接头,更方便了安装和敷设。

6). 节省空间:由于可提供大截面、大长度的多芯电缆,从而避免了因多根排列以及中间接头而造成的不必要的敷

设空间浪费。

7). 公益性:由于结构的改进,大量使用了矿物和矿物化合物,不仅节约了铜、镁等资源,还相应地节约了大量的能源消耗,公益价值同样十分显著。

八、矿物电缆施工工艺作个简单的介绍。

1施工准备

1.1电缆在敷设前,应检查电缆是否完好、测量绝缘电阻是否达到标准规定的要求。

电缆敷设的全部路径应满足下表规定的电缆允许最小弯曲半径的要求:

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电缆在下列场合敷设时,由于环境条件可能造成电缆振动和

伸缩,应考虑将电缆敷设成“S ”或“Ω”形弯,其弯曲半

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径不应小于电缆外径的6倍。

1.1.1在温度变化大的场所。

1.1.2振动设备的布线,如电动机进线或发电机出线。

1.1.3建筑物的沉降缝、伸缩缝之间。

1.1.4电缆全长均为直线敷设。

2 电缆敷设

2.1电缆敷设时,其固定点之间的间距应满足下表要求:

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