柔性矿物绝缘防火电缆技术经济分析

陈 曦 傅洪全 周 磊 马 骏

（国网江苏省电力有限公司技能培训中心）

0 引言

随着近年来我国城市建设的脚步不断加快，以公共基础设施等相关的建筑工程行业正在突飞猛进地发展，这也为我国的建筑电气技术提出了全新的标准和要求。需要在建筑设计的同时秉承着环保、智能、绿色、安全、稳定运行的理念，这也成为了当前国家建设和时代发展，稳定同步的建设需求。为了能够迎合我国的发展趋势，现代建筑电气行业必须遵循一定的需求和标准，早在在2014年，我国就与住房及城乡建设部，修订发布了GB 5D016《建筑设计防火规范》等多项规范标准，该标准在建设产品工艺的设计之初，保障材料的质量，还需整合产业管理资源，建立健全的建筑线缆项目，并适应当前发展趋势，这也成为了我国很多设计公司对柔性矿物绝缘防火电缆的设计标准。

1 柔性矿物绝缘防火电缆产品概念

在我国的《建筑设计防火规范》当中曾规定，所有的消防配备电缆线路必须要采用矿物绝缘类的电缆，这也是我国很多建筑公司在设计之初都选择了柔性矿物绝缘防火电缆的原因。柔性矿物绝缘防火电缆在功能与定义上能够具有阻燃，无卤，低烟耐火等相关的防火特点，并能够达到一定同行业应用的指数标准。在设计时要遵循柔性矿物绝缘防火电缆的特点，并通过BS 6387的标准规定，进行C～W～Z级别的防火试验要求，还要通过单根绝缘电线电缆燃烧试验的标准要求。

2 矿物绝缘的选择

2.1 绕包耐火包带

目前，在我国国内所制造设计符合标准的耐火电缆包含着两种。第一种就是包覆在导体上的云母带，这类在主要的材料选择上是金云母或者是所合成的云母。而第二种就是陶瓷化耐火复合带，这种是用陶瓷化耐火硅橡胶与耐高温的玻璃纤维布压延而复合成的。当采用这两种防火绕包材料的耐火电缆时，能够促使矿物绝缘达到我国国家标准的GB1266.6耐火电缆燃烧试验标准要求。

2.2 挤包陶瓷化柔性矿物绝缘

陶瓷化柔性矿物绝缘一般指的是，在电缆的导体外包一层用陶瓷化硅橡胶外包裹，应该在保障电缆绝缘性能的同时还要拥有耐火的特点。而重要的是，当温度持续上升达到650℃以上时，火焰或者是无火焰的条件下能够促使电缆变硬，而温度最高时能够达到3000℃，伴随着温度不断的上升，就会迅速被烧成陶瓷状坚硬的完整外壳体，烧灼的时间不断延长，而温度持续上升，外壳体不断变硬，燃烧后坚硬的外壳体铠装对线路能够起到相当稳定的保护作用。

3 矿物填充层和挡火层技术设计

3.1 矿物填充层

当前，我国所采用的都是金属水合物，进氧化铝或者是进氧化铝作为柔性矿物绝缘防火电缆的主要填充材料。而金属水合物能够有效降低化解温度，使温度保持在350℃左右，低于350℃的传热。这类金属水合物能够释放很多的游离水，在350℃的温度传热当中能够对此类金属水合物释放大量的水分子，从而吸收更多的热量来降低电缆内部的高温。

另外，水分子在释放的同时，时间也在不断延长，而水分子释放耗尽时，能够促使该类金属水合物转变为多孔介质化合物，而多孔介质化合物本身就具有一定特意的隔热性能，能够阻隔热量不断地传输，降低或者延缓温度持续上升的现象。在选择填充工序时，需要应用挤出方式进行填充，在填充工序开展之前，需要依据电缆成缆外径实际的测量数值设计出挤出模型，这是为了能够保障填充的完整性与连续性。一切工序完成填充后，就能够重叠到绕包无卤玻纤带绝热层，稳定有效地保障填充层被完整地包裹在绝热层中。在很多的试验制造设计环节当中，这类工序得到了非常有效并优质的控制能力，而所填充的结果就是没有失圆以及无漏包的不良现象发生。

3.2 挡火层

挡火层一般能够起到一定的挡火作用，并保护内部结构具有完整性，挡火层作为目前满足BS 6387—2013标准要求的同时，能够促使电缆的弯曲更加简单，敷设更为灵活方便，尤其是针对原有空间非常狭窄的建筑改造而言，能够轻松避开很多障碍物的阻隔，节省的电缆长度也很有价值。

市场当中柔性矿物绝缘防火电缆所应用的铝合金带连锁铠装以及铜带轧纹纵包氩弧焊接挡火层而言，同时也是一种非磁性金属的材料，能够大大减弱普通钢带铠装带来的涡流耗损现象，也能够持续降低线路当中的电能损耗。

4 柔性矿物绝缘防火电缆技术特点

柔性矿物绝缘防火电缆包含着防火载流量大，防潮，耐机械损伤，寿命长，耐过载，耐高温，低烟无卤，防爆，耐腐蚀，无毒等各种优质良好的性能。

4.1 明敷，不需穿电缆管槽或者暗敷火桥架

在我国《建筑设计防火规范》当中，建筑电气有明文规定，在应用明敷时，包括敷设在吊顶内都需要应用穿金属导管或者是封闭式金属槽盒进行保护。金属导管或者是封闭式金属槽盒，应该选用防火保护措施，选择时需要选择具有阻燃性的耐火电缆，并敷设在电缆与沟渠内。这样一来，可以不进行穿金属导管或者是封闭式金属槽和保护。但是，当应用矿物绝缘类不燃性电缆时，可以直接采取明敷工序。

4.2 载流量过大

柔性矿物绝缘防火电缆结构包括导体防火，绝缘矿物绝缘，金属护套，矿物填充，非金属护套。在其他的结构特征上所表现出来的是对填充材料的矿物填充，而矿物填充材料中却含有非常丰富的金属水合物，本身具有的导热系数为空气中的100多倍，其散热性非常良好。

另外，参照《电线电缆载流量》中所提供的数据，柔性矿物绝缘防火电缆由于结构特征的问题，在正常运营时其载流量的数值会比普通电力电缆大8%～15%左右。

4.3 结构经济成本分析

依照柔性矿物绝缘防火电缆技术的主要特点在于矿物绝缘电缆。以柔性矿物绝缘防火电缆型号为TBTRZY、TBTRZLY与任何规格进行对比如下，如下表所示。

表 TBTRZY、TBTRZLY与任何规格对比

4.4 柔性矿物绝缘防火电缆设计标准

当前，我国在矿物绝缘电缆设计标准中包括：GB 13033《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》、JG／T313《额定电压0.6／1kV及以下金属护套无机矿物绝缘电缆级终端》的国家标准。而随着发展，最近几年，为了提高电气线路的安全运行使用等级，并大量减少电气火灾事故的发生和严重损失，国家的建设部联合公安部以及相关的地方政府研讨并陆续出台了严格的电气设计规范，而且在规范中也确定规定了在重要电气线路或场所必须要使用矿物绝缘电缆，这样一来也进一步拓展延伸了矿物绝缘电缆的使用范围。现如今我国大部分城市都已经在发布了有关《民用建筑电线电缆防火设计规程》、《民用建筑电线电缆防火设计规范》，在此类的明文规范中也提及了特级场合必须使用矿物绝缘防火电缆的严格规定。

4.5 柔性矿物绝缘防火电缆试验标准

当前，在我国所应用的耐火电缆燃烧试验中，流通并应用的国家标准和行业标准的4个版本包括GB 19666、GB／T 12666、GB／T 19216.21以及GA306.2。而在国外一些地区所采用的耐火电缆则是用BS 6387—2013标准的试验方法，其试验主要流程包括3个项目：①C级，已经展开被试电缆直接处于950±40℃的火焰中进行耐火的试验。②W 级则是被试电缆在650±40℃的火焰中进行耐火的试验，而且同一环节需要应用喷水装置直接在电缆上进行洒水操作。③Z级，当被试电缆直接处于950±40℃火焰中进行耐火试验时，在相同的时间范围要直接施加机械的冲击压力。最终，由于3个项目的试验科学性，现如今在我国已获得市场的采纳应用与质量认可。

5 结束语

综上所述，随着当前我国城市建设与基础设施建设的不断稳定发展，社会当中对于环境和安全的意识也在不断提升。面向矿物绝缘电缆的设计，人们在推重新的设计理念时，更多的是针对新型防火电缆设计的功能上，必须能满足不同客户的需求，这也成为了当前很多企业在相同市场竞争环境当中的重点着力方向。柔性矿物绝缘防火电缆载流量非常大，能够直接敷设，无需其他穿管槽或者是埋墙暗敷在防火桥架中，不需要专业的接头，大大地体现了其安装方便简洁的特点与优势。柔性矿物绝缘电缆在与传统矿物绝缘电缆比较之下，性能与安全性更高一筹，并且在价格上也非常经济实惠，与同类产品在市场竞争当中对比，具有着非常明显的竞争力与价值体现。