礦物絕緣電纜(Mineral?。桑睿螅酰欤幔簦澹?Cables)簡稱MI電纜,國內(nèi)也有人稱之為氧化鎂絕緣電纜或防火電纜,是一種全部由無機材料組成的電纜。
電纜外層是由無縫金屬管構(gòu)成的金屬護套,在金屬護套和金屬線芯之間是一層經(jīng)緊密壓實的氧化鎂粉絕緣層。
這種電纜在國外開發(fā)較早,早在19世紀末一位瑞士人RANCOIS BOREL就提出有關(guān)礦物絕緣電纜的設(shè)想,并于1896年獲得專利權(quán)。1934~1936年,法、英相繼正式投入生產(chǎn),到20世紀70年代中葉僅電力用礦物絕緣配線電纜(Wiring Cables)在世界范圍的銷售量就達五萬公里以上。由于應用的不斷擴大,目前一些主要的工業(yè)國家,如英、美、加、法、意、澳等,都有大規(guī)模的生產(chǎn)。一些國際性組織和國家的標準、規(guī)范、法規(guī)等也規(guī)定或推薦在某些場所和部位需要使用礦物絕緣電纜,尤其對安全要求特別高和環(huán)境條件特別惡劣的場所。
?。?礦物絕緣配線電纜介紹
?。保?主要特性
1.1.1 耐火
由于電纜的全部結(jié)構(gòu)材料僅由銅和氧化鎂所構(gòu)成,氧化鎂實際上是一種優(yōu)良的耐火材料,高溫的絕緣性能也很好,因此電纜可在接近銅的熔點溫度下繼續(xù)運行,試驗證明在950~1000℃可持續(xù)3個小時不損壞。國外的很多實際火災現(xiàn)場也充分證明經(jīng)火災后,所有電纜中僅有礦物絕緣電纜還完好無損。圖1照片是一個英國油漆試驗室在一次災難性火災后的情況,只有礦物絕緣電纜完好無損(頭部是切開檢查電纜的),其他電纜全部燒毀。
1.1.2 耐高溫、不老化、壽命長
該電纜可在250℃高溫環(huán)境下連續(xù)長時間使用,壽命達數(shù)百年,由于電纜全部由無機材料構(gòu)成,不會老化,更不會引發(fā)和傳播火種,實際上它是一種真正“安全型”的電纜,理應做為在高溫環(huán)境下長期使用的首選品種。
1.1.3 不會釋放任何有害氣體和煙霧
在過載和火燒的情況下,礦物絕緣電纜不會放出任何有害氣體和煙霧,這對火災條件下確保人員(包括消防人員)安全至關(guān)重要。對確保儀器、設(shè)備及房屋不受酸氣的侵害也是很重要的。
1.1.4 載流量大、耐過載能力強
對于相同截面的電纜而言,礦物絕緣電纜由于本身結(jié)構(gòu)特點和允許更高的使用溫度,使它比其他類型的電纜能傳送更大的電流。由于其他有機絕緣電纜在消防系統(tǒng)中使用必須加以保護,如穿管或暗敷,這樣在相同的載流量的條件下,礦物絕緣電纜起碼可比其他電纜減少1~2個以上截面等級使用。另外,它可承受更大的過電流而不會燒損電纜。在過電壓的情況下,既使是礦物絕緣電纜被擊穿,去掉電壓負荷后它仍可恢復到電纜被擊穿前的耐電壓水平,電纜仍可正常使用。
1.1.5 防水、耐腐蝕
因礦物絕緣電纜的銅護套是無縫的金屬管,它不透水、油和氣體,完全可以在水中敷設(shè)長期使用,英國泰晤士河中一根礦物絕緣電纜使用了25年,檢查時電纜完好無損。因為銅具有極好的耐腐性能,在大多數(shù)情況下,它不需要采取任何附加的保護措施,在特殊情況下,如在某些對電纜銅護套有腐蝕作用的場合使用時,可在電纜外面再加上一層塑料外套。
1.1.6 安裝方便、美觀大方
由于礦物絕緣成品電纜是經(jīng)完全退火的,所以它有很好的柔軟性,它可以彎成各種復雜形狀而不損壞電纜,在電纜安裝敷設(shè)中可使用專用工具,施工方便,沿墻敷設(shè)特別美觀。
在相同的載流量條件下,礦物絕緣電纜的外徑比其他類型電纜的外徑要小得多,重量輕得多,這就意味著安裝敷設(shè)及舊線路的改造帶來極大的方便。
?。保?使用場所
礦物絕緣電纜主要可用于以下領(lǐng)域和場所。
1.2.1 須確保人身和財產(chǎn)安全的場所
歷史性建筑物、高層建筑、銀行、博物館、影劇院、檔案館、學校、政府機關(guān)、科研中心、體育館、高級商住樓、地下鐵道等一切重要的場所。北京人民大會堂大禮堂照明主干線、應急照明干線改造全部使用礦物絕緣電纜,用量約32km。
北京中國銀行總行大樓部分應急電源主干線和低壓配電房應急電源輸出線等用礦物絕緣電纜約65km,除使用在消防電梯、消防泵、應急照明、防火卷簾門、防排煙系統(tǒng)外,金庫、中心計算機房等處,也使用了礦物絕緣電纜。北京工商銀行總行也用了礦物絕緣電纜近130km。
國外在此領(lǐng)域應用得更普遍。圖2和圖3為國外地下鐵道和隧道中礦物絕緣電纜的使用情況,主要用于消防報警、應急照明、防排煙系統(tǒng)和救生系統(tǒng)等。
由于1987年英國King Cross地鐵站發(fā)生火災后引起世界各國的廣泛重視,對電纜的耐火及火燒時釋放出來的煙霧和有害氣體提出更加嚴格的要求,因此礦物絕緣電纜是最佳的選擇。
1.2.2 有關(guān)影響人身健康的場所
醫(yī)院、食品和飲料加工廠、釀酒廠、制藥廠、餐廳和廚房、牛奶場、農(nóng)業(yè)配線等。
如上海第一人民醫(yī)院住院大樓就使用了礦物絕緣電纜近8km,廣州荔灣醫(yī)院用礦物絕緣電纜11km。
1.2.3 危險區(qū)域及防火防爆的場所
機場、化工廠、煤礦(地上部份)、煤粉廠、金屬粉末(鋁、鎂)加工廠、海上石油平臺、車庫、加油站、煤氣廠、石油精煉廠及油庫、油漆廠、印刷廠、棉紡廠、亞麻廠、船舶等。
如在英國北海上的一些海上石油生產(chǎn)平臺,為安全起見都選用礦物絕緣電纜,大的平臺用量近100~150km。
1.2.4 高溫場合
鋼鐵工業(yè)、常規(guī)電站及核電站、鍋爐房、鑄造廠、玻璃工業(yè)、造船、機器配線等。
1.2.5 一切重要的公用設(shè)施
廣播通訊系統(tǒng)、地球衛(wèi)星地面接收站、多層停車場、公共照明、公用設(shè)施建筑、鐵路布線等。
如:上海東方明珠電視塔障礙燈用的電纜就是礦物絕緣電纜。
1.3 國內(nèi)外礦物絕緣電纜生產(chǎn)使用現(xiàn)狀及國內(nèi)遠景預測
目前,就我們所知及與我們進行過交流或有產(chǎn)品輸入我國的國外礦物絕緣電纜(主要指配線電纜)生產(chǎn)公司主要有美英合資的BICC General Cables Ltd(包括在英國、加拿大的制造廠和美國及英國的公司)、法國的Les Cables de Lyon、意大利的KM Europa Metal Aktiengesell schaft(以前的L.M.I spa)、澳大利亞的Metal Manufacture Limited(即M.M公司)以及英國的AEI公司等,除了AEI外,其他一些公司均為大型公司,生產(chǎn)能力很大,雖然礦物絕緣電纜有很多其他電纜沒法相比的特點,而且應用領(lǐng)域在不斷的擴大,但目前市場競爭仍是很激烈的。
我國對礦物絕緣電纜的研究、開發(fā)較晚,1968年上海電纜研究所開始研究試制反應堆堆芯測量用探測電纜,從70年代中期開始研究開發(fā)電力用配線電纜。80年代中期上海電纜研究所協(xié)助北京東風電纜廠從意大利L.M.I公司引進了全套礦物絕緣電纜生產(chǎn)技術(shù),購置了部分國外設(shè)備,建成了年產(chǎn)1500km的生產(chǎn)車間,后因廠內(nèi)部種種原因未能正式生產(chǎn)便將設(shè)備全部轉(zhuǎn)手到哈爾濱電纜廠(哈爾濱電纜廠至今未生產(chǎn))。80年代末上海電纜研究所將礦物絕緣電纜生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓給湖州久立耐火電纜有限公司,并形成年產(chǎn)300km的生產(chǎn)線,直到1996年國家計委將礦物絕緣電纜列為“國家重大科技成果產(chǎn)業(yè)化項目”,湖州久立耐火電纜有限公司引進國外關(guān)鍵設(shè)備,建成目前國內(nèi)規(guī)模最大、生產(chǎn)水平最高的礦物絕緣電纜生產(chǎn)車間,90年代中期江蘇寶勝電纜廠也建成了一個小規(guī)模的礦物絕緣電纜生產(chǎn)車間。