矿物绝缘电缆在建筑电气工程中的应用 乐有志

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:乐有志
[导读] 本文主要从矿物绝缘电缆的简介及应用背景、矿物电缆的性能、矿物电缆的安装以及现场实际敷设安装时的注意事项来阐述其在建筑电气工程中的应用

        浙江元正工程管理有限公司温岭医疗中心一期工程监理项目部
        摘要:本文主要从矿物绝缘电缆的简介及应用背景、矿物电缆的性能、矿物电缆的安装以及现场实际敷设安装时的注意事项来阐述其在建筑电气工程中的应用。
        关键词:矿物电缆、性能、中间接头、敷设


        前言:
        随着社会经济的迅猛发展,电气工程施工的电源电缆的变化也随之增多,多样化,施工工艺也愈来愈科学化和工艺化,防火设计规范的完善及消防设备供电时长的要求,矿物绝缘电缆已广泛应用于高层建筑、购物中心、星级酒店、医院、剧场、会议中心、图书馆、博物馆、政府机关、金融中心、广电中心、体育中心、工矿、机场、隧道、地铁、轻轨、地下车库、人防等领域。
        1.矿物绝缘电缆的简介及发展背景
        1.1矿物绝缘电缆的简介
        矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cable)简称MI电缆,作为配线使用时,国内习惯称作氧化镁电缆或防火电缆。矿物绝缘电缆是用退火铜作为导体、密实氧化镁作为绝缘、退火铜管作为护套的一种电缆。必要时,在退火铜护套外面包一层塑料外护层,特殊要求无烟无卤场合也可以在外面加一层低烟无卤护套。如图1-1所示:

        图1-1
        1.2矿物绝缘电缆的背景
        矿物绝缘电缆在国外开展较早,早在19世纪末一位瑞士工程师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年法国、英国相继投入生产以后迅速发展,各主要工业国家意、加、澳、美、苏、日都相继开发投产,我国也于上世纪六十年代开发生产,20世纪末开始批量生产,21世纪进入国家防火设计规范并在国内工程中大量使用。
        2.矿物绝缘电缆的性能及优点
        2.1矿物绝缘电缆的主要性能
        由于这种电缆的全部材料都是采用无机材料,所以它就具有一些其他电缆所不具有的性能及优点,如:耐火、寿命长、防水、机械强度高、载流量大、电能损失少等。
        2.2矿物绝缘电缆的优点
        1)防火:由于电缆全都是用无机物(金属铜和氧化镁粉)组成,它本身不会引起火灾,不可能燃烧或助燃,由于铜的熔点是1083℃、氧化镁的熔点是2800℃,因此该种电缆可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电,是一种真正意义上的防火电缆,是目前唯一能在1000℃的火灾中保持三小时的供电能力并能承受消防水喷淋及重物跌落冲击的安全类电。如图2-1:普通耐火电缆与矿物绝缘电缆的耐火实体试验

        图2-1
        2)载流量大:氧化镁绝缘材料的导热系数远大于云母绝缘及有机绝缘材料,散热好。因此对于相同截面的电缆而言,矿物绝缘电缆能比云母绝缘及有机绝缘电缆输送更大的电流。由于国家相关规范对消防线路的规定:阻燃、耐火等有机绝缘电缆明敷设时必须穿带有防护措施的金属管或封闭桥架,而矿物绝缘电缆可以直接明敷设,因此可以比有机绝缘电缆考虑更少的降容系数,自然降低了截面要求。对于16mm2以上的线路,至少可以降低一个截面,对不允许人接触的地方,至少降低两个截面。
        3)寿命长:矿物绝缘电缆采用的材料全部是无机材料,不老化,寿命50年以上,而耐火电缆易老化在使用一段时间后要经常维护和更换,后期费用高。
        3.矿物绝缘电缆的安装敷设
        3.1矿物绝缘电缆的敷设方式
        1)与塑料绝缘电缆一样,矿物绝缘电缆的敷设方式有多种;沿电缆桥架敷设、电缆隧道和电缆沟内敷设、沿支架卡设、沿墙面及平顶敷设等。
        2)我们所接触的高层建筑及大型商场及酒店等通常多采用沿电缆桥架敷设的方式。沿电缆桥架敷设分为水平敷设和垂直敷设。电缆敷设要求横平竖直,无交错、重叠,电缆沿桥架处置敷设时可采用铜线绑扎固定,也可以用电缆卡子固定,钢制电缆卡子只能用于单芯电缆三相一起固定,不能用于单根单芯电缆的固定。
        如下图3-1

        3-1温岭医疗中心项目竖井电缆敷设
        上图可以看出,水平敷设时,应注意电缆允许最小弯曲半径的要求,以及竖井电缆敷设时应注意矿物电缆与普通电缆分开并逐个回路绑扎固定。
        3.2矿物绝缘电缆的中间接头及终端的制作
        1)考虑到矿物电缆的搬运、施放及本身的允许弯曲半径,一般矿物电缆的盘卷长度有限,中间接头在电缆施放时起到连接作用。因此中间接头的制作显得尤为重要。
        2)中间接头制作方法:
        其流程为锯→切→剥→安→烤→胶→压→套→接→封。以下只对电缆头的制作作简单介绍:
        锯:在施放电缆时,电缆有中间接头的位置需有多余的交叉电缆作接头时,需将电缆锯断,使电缆头对头对齐。并加联接器的端头。
        切:在电缆铜外壳上,离锯除的端头1/2长的联接器的位置处,切出一个深约0.1~0.5mm的环形切口。切口的具体深度应视铜护套厚度而定,切口不能太深也不能太浅,太深了会使铜护套向内弯边,减少切口处的绝缘厚度,甚至使铜护套与线芯接触造成短路;太浅则剥除铜护套后,会使铜皮口向外张开而无法安装附件。切口深度可通过铜皮切割器手柄上的调整螺杆进行调整。沿电缆一周切出一道深为保护外壳厚度一半的线。在保证下道工序的剥的整齐的条件下不破坏线芯。
        剥:在安装、制作矿物绝缘电缆的中间连接头和终端时,均需将电缆末端的金属护套剥除,以便于电缆的连接安装。采用斜口钳剥切:在确定需剥除的铜护层的长度,在切口切好后,用斜口钳在铜护套端头掰卷出一个长约5mm的三角斜条,将斜口钳住掰出的斜条,沿铜护套成45°斜角旋转使铜皮成螺旋形逐段剥出,在剥除过程中不要将剥出的铜皮沿根部剪断。即将剥至于环形切口时,应慢慢转动斜口钳,使铜皮缓慢剥出以保证切口的圆整、平齐、光洁
        安:将剥完后外壳的电缆清除干净后,将线芯均匀分开。保证胶木板能很好地安装于线芯上。
        烤:采用汽油喷灯对电缆进行驱潮以及热缩套管的加热收缩。
        胶:用火烤过后,立即用有机胶对联接器的封头内进行注胶。注胶时,要保证饱满充实。胶内无气体及污物等。
        压:在胶未冷时,即时压下胶木板。使有机胶与外部隔离。保证潮汽不再进入电缆内。
        套:在压完胶木板后,应清除线芯上溅物,在各线芯上套上相应大小的热塑管,热塑管大小一定要与线芯大小相匹配。
        接:在已热塑好的电缆一端再套上大一号的热塑管及联接器外套管。
        封:移动联接器外套管,套住已接好的电缆头,并旋上套管两端的螺帽,封住电缆头。并贴上标签,注明电缆在回路,编号,作用、来源及所处部位。
        如图3-2(电缆剥皮、胶木板安装)
        3.3矿物绝缘电缆敷设注意事项
        1)电缆的布线应根据电缆的实际走向事先规划好,并做好施工方案和施工记录。
        2)放线时,每根电缆及时做好标识,对于三相电缆分开的应标好A、B、C相。
        3)电缆锯断或割开后,应立即做好封端。
        4)敷设好的电缆要及时整理、固定,并做好保护措施以防电缆损坏。
        5)电缆敷设前、后应做好绝缘测试,记录好测试数据,并对比,一旦发现绝缘电阻降低应及时处理。
        6)在整个放线过程中,电缆绝对不能有扭绞,打结现象。
        7)敷设时,应十分注意电缆的拉动行进,切勿将电缆在地面上、粗糙的墙面上或坚硬的物体上连续拖动摩擦。
        8)绝对禁止电缆在坚硬、锐利的物体上拖动以及遭受尖锐物体的撞击。
        9)严禁带电的电焊龙头及其回路直接或间接接触、碰撞电缆。
        10)接线时应保证电缆铜护套的良好的接地。
        11)当电缆引接地到电动机上时,特别是一些振动性较大的电机,例如,高压水泵电机,或是一些有滑轨的移动电机,这时应将引接至电动机接线盒的电缆弯一环形或“S”型,并在电缆后一固定点衬垫上橡皮或塑料带之类的减振材料,以保证电缆不受振动的影响。

        3-2电缆剥皮、胶木板安装
        小结
        随着建筑业的迅速发展,矿物电缆本身所具有的安全性和经济性,矿物电缆的在机电安装领域的应用将会越来越广,了解和掌握矿物电缆的特性与安装敷设技术显得尤为重要。
        参考文献:
        1、《矿物绝缘电缆敷设》(99D101-6)图集
        2、《民用建筑电气设计标准》GBJ1652348-2019
        3、《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2015)

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