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柔性与刚性矿物绝缘电缆应用性综合对比研究

文章出处:本站    人气:931    发表时间:2022-06-27 09:18:57

随着国内经济的快速发展,人们对消防安全的重视程度日益提高。自2015年《建筑设计防火规范》重新修订实施以来,矿物绝缘不燃电缆的强制应用已在消防配电线路设施中得到强制应用。到目前为止,矿物绝缘电缆在国内市场上呈现爆炸性增长。传统的矿物绝缘电缆也被称为(刚性)矿物绝缘电缆,具有优异的防火性能,但由于其结构特性的限制,矿物绝缘电缆的交付长度随着导线截面的增加而缩短,长距离敷设时有许多中间接头,氧化镁绝缘容易吸收水分,电缆刚性敷设不方便。刚性矿物绝缘电缆的使用正在发达国家,尤其是在欧盟。
因此,在传统有机塑料电缆制造工艺的基础上,推广了一系列符合检验标准的产品标准,在传统有机塑料电缆制造工艺的基础上,推广一系列产品也符合检验标准,该产品没有相关标准,行业也被称为非标准矿物绝缘电缆。由于其结构类似于有机电缆,它被称为(柔性)矿物绝缘电缆,以取代传统的(刚性)矿物绝缘电缆。
通过近年来的市场推广,非标准(柔性)矿物绝缘电缆在中国也取得了许多成就,但非标准(柔性)矿物电缆是否等同于传统的(刚性)矿物电缆?其耐火性、安全性和可靠性与传统的(刚性)矿物电缆有什么区别?作者结合现行专家标准和规范,对两种产品的结构原则、电气性能和施工特点进行了综合比较。
回顾矿物绝缘电缆。
1.1传统(刚性)矿物绝缘电缆诞生于19世纪末,由瑞士工程师arnoldfrancoisborel提出设想,并于1896年获得权利,随后于1934-1936年投入法国,英国的生产发展迅速。中国是在20世纪60年代发展起来的,最初只涉及军事领域,80年代中期出现了工业化生产,现在已经推广到建筑领域。根据GB5005-2011《低压配电设计规范》,JGJ22-2011《矿物绝缘电缆敷设技术规程》定义为:在同一金属护套中,由一个或多个导体紧压成型的粉末矿物绝缘密实。GB/T1303-2007《额定电压70V及以下矿物绝缘电缆及终端》明确规定了矿物绝缘电缆的型号包括70V重型(BTTTTTZ)
1.2柔性矿物绝缘电缆发明较晚,最早于20世纪70年代由瑞士Studer公司开发。2012年,上海奇帆电缆有限公司在中国推出了新型柔性矿物绝缘防火电缆(BTGZ、YTGRZ)。目前各厂家自行命名产品,原材料和制造标准各不相同。由于相关家居标准尚未颁布,目前只能参考一些企业标准或行业标准。
比较结构原理。
绝缘材料2.1。
2.1(刚性)矿物绝缘电缆的绝缘由无机矿物材料MgO(氧化镁)粉末压缩而成,通常填充密度为75%~80%。如表2所示,其熔点远远超过铜护套熔点(1083℃),电阻率受温度变化影响较小,在高温下具有优异的电气绝缘和散热性能。作为一种无机矿物材料,其天然不燃、无烟、无卤的特性非常适合重要场所的消防配电线路。不足的是MgO容易吸收空气中的水分。电缆的临时密封端或电缆头必须在1小时内完成,否则绝缘电阻将迅速降低到10MΩ以下。但由于MgO+H2O(热水)Mg(OH)2↓是一种可逆反应,这种缺点可以通过在施工过程中反复用火焰喷灯对电缆端部区域进行加热来消除。
2.1.2但是(柔性)矿物绝缘电缆的绝缘材料很难统一,比较有代表性的就是用耐火(NH)电缆常用的云母带包裹。以A类耐火合成云母kmg3(AlSi3O10)F3为例:它是一种大晶体人工云母,由F-替代(OH)-在常压下合成,然后用粘合剂将云母片粘贴在玻璃布上。参考表2显示,其熔点不足氧化镁粉的1/2,导热率仅为氧化镁粉的1/10,常温下电阻率略高于氧化镁粉,但随着温度的升高,电阻率明显降低。这种材料只能作为有机耐火电缆(如NH-YJV)的耐火层,而不能作为绝缘层,因为它的绝缘性能和散热性能远低于交联聚乙烯。云母带也有易受潮的缺陷,受潮后绝缘迅速下降,无法恢复。其他,如BBTRZ,NG-A,实际上使用交联聚乙烯作为绝缘层,其结构已完全分离的矿物。
2.2金属外护套。
2.2.1(刚性)矿物绝缘电缆采用无缝铜管作为外护套,
铜护套采用拉伸工艺延伸,达到预定长度后经过两道热处理工序。拉拔过程中产生的应力已基本消除,轧制也保证了电缆的整体截面尺寸最小,护套与内部氧化镁紧密压实。按照上述工艺形成的电缆在抗压强度和机械性能上都超过普通耐火电缆。然而,美中不足的是,铜管的原材料在一次下料时是有限的,拉伸长度也是有限的。以750VBTT-4×25mm2电缆为例,出货长度仅为130m。如果应用于超高层建筑,连接需要大量的中间接头操作,这必然会增加工作量和施工难度。
2.2.2(柔性)矿物绝缘电缆的典型外护套采用铜轧纹焊接工艺,
为了无限延长电缆的运输长度,(柔性)矿物绝缘电缆的外护套采用铜带缠绕焊接,轧制后安装在托盘上。由于没有热处理,焊接在护套上产生的残余应力没有消除,在实际敷设过程中经常发生开裂。同时,铜带的轧制图案也增加了电缆的整体横截面尺寸。如表3所示,电缆比(刚性)大10%~174%,重量3.9%~86.2%。
2.3电气性能比较。
2.3.1耐火试验。
耐火性是在火灾情况下验证电缆连续供电的能力。结合出厂验收经验,分析了具有代表性的BTTZ型(刚性)和YTTW型(柔性)规格为4×25mm2,检测标准以英国BS6387(C、W、Z级)耐火试验为准。
从结果来看,两者都可以通过BS6387标准测试,但是YTTW(柔性)样品的铜护套的90度弯曲已经变形,当样品重复上述测试时,YTTW(柔性)铜护套开裂。同时,由于轧制结构的影响,云母带的绝缘被烧成黑粉,从护套的缝隙中脱落,而BTTZ(刚性)样品重复上述测试后,护套只留下少量的冲击痕迹。随后,在测试两者的绝缘电阻时,YTTW(柔性)绝缘电阻几乎为0Ω,BTTZ(刚性)电阻仍超过200MΩ。
2.3.2耐压试验。
根据GB/T13033-2007的电压试验要求:750V电缆导体间/每个导体和铜护套间使用2500V,升压速度应为≥100V/s,每次持续1分钟,实验过程中电缆不得发生故障。在这里,测试对象是相同规格的BTTZ(刚性)和YTTW(柔性)样品。
(1)首先,BTTZ电缆升压至2500V并持续15分钟后,未发生故障。继续升压至3300V附件发生故障,静置3h后再次打击样品。

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