BTTZ 剛性礦物絕緣電纜與 NG-A(BTLY)柔性礦物絕緣電纜的比較分析

(1)剛性礦物絕緣電纜以銅護(hù)套包裹銅導(dǎo)體芯線,并以氧化鎂粉末為無機(jī)絕緣材料隔離導(dǎo)體與護(hù)套,最外層可按需選擇適當(dāng)保護(hù)套,通稱為MICC或MI電纜。類似的電纜以金屬代替銅護(hù)套包裹芯線和絕緣材料,稱為礦物絕緣金屬護(hù)套電纜。典型的剛性礦物絕緣電纜產(chǎn)品為BTTZ礦物絕緣電纜。(2)NG-A(BTLY)柔性礦物絕緣電纜柔性礦物絕緣電纜也可稱為柔性無機(jī)礦物絕緣電纜,代表的型號有YTTW電纜、NG-A(BTLY)電纜、BBTRZ電纜等。其中,NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜在項目中普遍被認(rèn)同和使用。其又稱為隔離型礦物絕緣電纜,是一種以多股絞合銅線為導(dǎo)體、礦物質(zhì)繞包帶材為絕緣并采用連續(xù)無縫擠出的鋁管為金屬護(hù)套的電纜。采用無機(jī)礦物質(zhì)材料為填充,隔離外界火焰或高溫,無鹵低煙聚烯烴為外護(hù)層,又稱BTLY礦物絕緣電纜。(3)設(shè)計規(guī)范要求和實際使用情況在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016—2014(2018年版)中的10.1.10.3條有明確要求:“消防配電線路宜與其他配電線路分開敷設(shè)在不同的電纜井、溝內(nèi);確有困難需敷設(shè)在同一電纜井、溝內(nèi)時,應(yīng)分別布置在電纜井、溝的兩側(cè),且消防配電線路應(yīng)采用礦物絕緣類不燃性電纜?！痹趯嶋H的項目設(shè)計中,由于空間因素的制約,常遇到消防配電線路與其他配電線路共用豎井的情況,按此條規(guī)范的要求,消防配電線路應(yīng)采用礦物絕緣類不燃性電纜。由此可以看出采用礦物絕緣類不燃性電纜的必要性,且規(guī)范并未要求具體是哪種礦物絕緣電纜,因此設(shè)計、施工有多種方案可選擇。在近些年的設(shè)計中,常用的有BTTZ剛性礦物絕緣電纜和NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜。在實際工程中,礦物絕緣電纜已廣泛應(yīng)用于高層建筑、石油化工、機(jī)場、隧道、船舶、海上石油平臺、航空航天、鋼鐵冶金、商業(yè)綜合體等項目中。由于這兩種電纜的結(jié)構(gòu)有明顯區(qū)別,根據(jù)現(xiàn)有項目的實際反饋,施工單位比較傾向于采用NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜,其主要原因是此類電纜相對BTTZ剛性礦物絕緣電纜敷設(shè)靈活性較大、成品美觀性較強(qiáng)且電纜接頭保護(hù)效果好。1剛性與柔性礦物絕緣電纜的對比分析1.1

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)礦物絕緣電纜(MineralInsulatedCable,MI)按結(jié)構(gòu)特性可以分為剛性和柔性兩種。BTTZ

剛性礦物絕緣電纜執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有:《額定電壓750V及以下礦物絕緣電纜和終端》GB13033.1~3—2007和《額定電壓不超過750V的礦物絕緣電纜及其終端》IEC60702—2002。YTTW(RTTZ)柔性礦物絕緣電纜執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有:《額定電壓0.6/1kV及以下云母帶礦物絕緣波紋銅護(hù)套電纜及終端》GB/T34926—2017,本文中提及的

NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜型號是執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.2產(chǎn)品型號命名和結(jié)構(gòu)BTTZ剛性礦物絕緣電纜命名解釋中,B

代表布線采用固定安裝電力電纜,第一個

T

代表銅護(hù)套,第二個

T

代表銅導(dǎo)體,

Z

代表電纜額定電壓重型750V。NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜命名解釋中,B

代表布線用礦物絕緣電纜,T

代表銅導(dǎo)體,L代表鋁金屬套,Y

代表聚氯乙烯外護(hù)套。兩種電纜最主要的區(qū)別為護(hù)套材質(zhì)和絕緣材料不一致,BTTZ

剛性礦物絕緣電纜的護(hù)套材質(zhì)為銅,絕緣材料為氧化鎂。而

NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜的護(hù)套材質(zhì)為鋁護(hù)套和聚氯乙烯護(hù)套,絕緣材料為雙面云母帶和陶瓷帶。根據(jù)定義,礦物絕緣電纜應(yīng)是一種以銅護(hù)套包裹銅導(dǎo)體芯線的電纜?！兜V物絕緣電纜敷設(shè)技術(shù)規(guī)程》JGJ232—2011第2.0.1條規(guī)定:礦物絕緣電纜是用普通退火銅作為導(dǎo)體、密實氧化鎂作為絕緣材料、普通退火銅或銅合金材料作為護(hù)套的電纜。筆者認(rèn)為,正是護(hù)套材質(zhì)的區(qū)別導(dǎo)致了NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜目前并無國家標(biāo)準(zhǔn)支撐,僅是執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.3電纜的防火、防水性能對比BTTZ

剛性礦物絕緣電纜全都是用無機(jī)物(金屬銅和氧化鎂粉)組成,本身不會引起火災(zāi),不可能燃燒或助燃,由于銅的熔點(diǎn)是1083℃,礦物絕緣層也是1000℃以上的熔點(diǎn)。因此該電纜可以在接近銅熔點(diǎn)的火災(zāi)情況下繼續(xù)保持供電,是一種真正意義上的防火電纜。其防火性能滿足《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗》GB/T19216.11—2003:(1)950℃火焰下持續(xù)通電180min不擊穿;(2)950℃火焰下180min后浸水60min不擊穿;(3)950℃火焰下承受180min的敲擊振動而不擊穿。因為BTTZ剛性礦物絕緣電纜采用高度壓縮的氧化鎂作為絕緣材料,結(jié)構(gòu)簡單,雜質(zhì)少,產(chǎn)品能夠滿足《電纜及光纜燃燒性能分級》GB31247—2014中的4.2表中電纜及光纜燃燒性能等級判為A級的要求。NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜耐火性能通過bs6387標(biāo)準(zhǔn)最高級別C、W、Z試驗考核:(C)燃燒950℃,燃燒180min;(W)噴淋650℃燃燒15min,再繼續(xù)燃燒的同時噴淋15min;(Z)撞擊950℃,燃燒15min/30次。1.4電壓等級和導(dǎo)體工作溫度對比BTTZ

剛性礦物絕緣電纜執(zhí)行GB13033系列標(biāo)準(zhǔn),其額定電壓等級分為

500V(輕型)和750V(重型)兩種,此電纜最高工作溫度為250℃

,在950~1000℃時可持續(xù)供電3h,短時間或非常時期可接近銅的熔點(diǎn)1083℃工作(氧化鎂的熔點(diǎn)為2800℃)。NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),其額定電壓等級為

0.6/1kV,電纜的工作溫度為70~90℃

,且該電纜可在環(huán)境溫度250℃的條件下長期工作。1.5電纜的不燃性對比分析根據(jù)《電纜及光纜燃燒性能分級》GB31247—2014中的4.2條的“電纜及光纜燃燒性能等級判據(jù)表”可以看出,只有根據(jù)GB/T14402的實驗方式測出電纜的總熱值PCS≤2.0MJ/kg的情況下,才可判斷此電纜為不燃電纜,其燃燒性能等級為A級。通過GB31247—2014中“電纜及光纜燃燒性能等級判據(jù)表”規(guī)定:總熱值測試時,對整體制品及其任何一種組件(金屬材料除外)應(yīng)分別進(jìn)行試驗,測得的整體制品的總熱值以及各組件的總熱值均滿足分級判據(jù)時,方可判斷為A級。

國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中公開的有代表性的非金屬電纜材料燃燒熱值數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)表1可判斷出,均由無機(jī)物(金屬銅和氧化鎂粉)組成的BTTZ剛性礦物絕緣電纜可以達(dá)到燃燒性能等級A級的標(biāo)準(zhǔn),組成成分含有無機(jī)物的NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜無法達(dá)到A級標(biāo)準(zhǔn)。兩種電纜實際產(chǎn)品的檢測報告也證實,BTTZ

剛性礦物絕緣電纜的燃燒性能等級可以達(dá)到

A級,NG-A(BTLY)

系列柔性礦物絕緣電纜可以達(dá)到B1級。1.6電纜的敷設(shè)形式對比分析在《建筑設(shè)計防火規(guī)規(guī)范》GB50016—2014(2018年版)第10.1.10條第1款(強(qiáng)制性條文)規(guī)定:當(dāng)采用礦物絕緣類不燃性電纜時,可直接明敷。根據(jù)上節(jié)內(nèi)容可看出,BTTZ

剛性礦物絕緣電纜可定義為不燃性電纜,且參照《礦物絕緣電纜敷設(shè)》09D101—6,此電纜可以明敷,也可采用槽盒內(nèi)敷設(shè)的方式。同理,由于

NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜的燃燒性能最高僅可達(dá)到B1級標(biāo)準(zhǔn),故此電纜不可明敷,需敷設(shè)于槽盒內(nèi)。因此,工程中若采用NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜,需考慮槽盒及其支吊架的工程量和槽盒的敷設(shè)路由。1.7電纜敷設(shè)最小彎曲半徑對比分析電纜最小彎曲半徑是在電纜工作時不受損傷或不明顯降低壽命的最小的彎轉(zhuǎn)半徑,是在電纜不發(fā)生破壞的情況下所能彎曲半徑的最小值。參考《礦物絕緣電纜敷設(shè)》09D101—6中的礦物絕緣電纜敷設(shè)、布線的一般要求章節(jié),BTTZ剛性礦物絕緣電纜的敷設(shè)彎曲半徑可參考表2。關(guān)于NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜,參考國內(nèi)某常見品牌的產(chǎn)品樣本,其敷設(shè)彎曲半徑可參考表3。由此可以看出,雖然

NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜為柔軟形結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,但實際敷設(shè)時相比BTTZ剛性礦物絕緣電纜需考慮更大的彎曲半徑,對施工的要求相對也更高。1.8電纜的載流量對比分析在電纜的實際工作中,載流量受電纜導(dǎo)體的材質(zhì)、工作環(huán)境溫度、電纜敷設(shè)方式以及絕緣材料允許最高工作溫度、短路溫度等因素的制約。敷設(shè)在空氣中的電纜載流量基準(zhǔn)值是在環(huán)境溫度為30℃的數(shù)值,以華北地區(qū)為例,實際工作環(huán)境溫度可按照35℃或者40℃計算環(huán)境溫度校正系數(shù)。電纜敷設(shè)方式按照《低壓電氣裝置第5-52部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝布線系統(tǒng)》GB/T16895.6—2014與《低壓電氣裝置第5-52部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝布線系統(tǒng)》IEC60364-5-52—2009中給出了A1、A2、B1、B2、C、D、D2、E、F、G共計10種敷設(shè)方式,不同的敷設(shè)方式有對應(yīng)的校正系數(shù)?！豆I(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(第四版)給出了B1、B2、C、D、D2、E、F、G共計8種常用的敷設(shè)方式在不同環(huán)境溫度下的載流量。通過手冊可以查出:BTTZ

剛性礦物絕緣電纜,按照敷設(shè)方式E和環(huán)境溫度35℃考慮,該手冊P848頁給出了考慮校正參數(shù)后的載流量。其中,10mm2截面積的電纜載流量為84A,95mm2截面積的電纜載流量為324A。由于該手冊未收集

NG-A(BTLY)

系列柔性礦物絕緣電纜的載流量參數(shù),按照交聯(lián)聚乙烯電力電纜載流量進(jìn)行選擇,根據(jù)前文內(nèi)容,此電纜需敷設(shè)在槽盒中,故按照敷設(shè)方式C和環(huán)境溫度35℃考慮,

P839頁給出了考慮校正參數(shù)后的載流量。其中,10mm2截面積的電纜載流量為68A,95mm2截面積的電纜載流量為266A。為了驗證參數(shù)的準(zhǔn)確性,筆者同時參考了國內(nèi)某品牌NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜的產(chǎn)品樣本,在相同敷設(shè)溫度條件下,10mm2截面積的電纜載流量為65A,95mm2截面積的電纜載流量為265A。經(jīng)比對與手冊中給出的載流量較為相近。由此可見,由于敷設(shè)方式的不同,在相同的環(huán)境溫度和截面積下,兩種電纜的載流量存在較為明顯的差異。筆者建議,工程的設(shè)計者需結(jié)合上述載流量的差異并考慮同一路徑下敷設(shè)的電纜數(shù)量進(jìn)行進(jìn)一步校對分析,選取適當(dāng)截面的礦物絕緣類電纜,保障消防負(fù)荷設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。1.9電纜的防潮性能對比分析由于

BTTZ

剛性礦物絕緣電纜的氧化鎂晶體粉末是一種吸潮率非常高的材料,所以在電纜運(yùn)輸、敷設(shè)過程中一旦外護(hù)套有輕微破損就會造成氧化鎂晶體粉末受潮。產(chǎn)品采購時需檢測其絕緣值和端頭及銅護(hù)套是否裸露、劃傷,如發(fā)現(xiàn)后應(yīng)及時進(jìn)行密封。放線時剩余部分鋸斷處也應(yīng)立即密封,確保空氣中水分不進(jìn)入絕緣層。若檢測中電阻值不符合規(guī)范要求,需采取除濕處理且電阻值符合要求后進(jìn)行敷設(shè)。NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜中的云母材質(zhì)的吸水性和吸濕性很小,且該電纜聯(lián)接時采用金屬管連續(xù)擠出工藝,不需要使用中間接頭,從而降低了受潮的風(fēng)險。根據(jù)項目的實際反饋,在電纜敷設(shè)時經(jīng)常出現(xiàn)電纜受潮的情況,導(dǎo)致送電工作無法完成,且由于電纜受潮位置較難檢測以及重新更換受潮電纜成本較大等原因,施工單位在選擇電纜時比較傾向于選用防潮性能較好的NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜。1.10電纜的長度與現(xiàn)場實際施工BTTZ剛性礦物絕緣電纜交貨長度較短,例如,截面積為240mm2的單芯電纜交貨長度不大于69m,故導(dǎo)致其敷設(shè)距離較長時會增加較多中間接頭的制作,不僅施工工作量有所增加,若電纜接頭未按要求施工也會導(dǎo)致后期電纜使用時出現(xiàn)安全隱患。由于電纜硬度較大,現(xiàn)場施工放線時若采用硬拉措施,會導(dǎo)致電纜扭結(jié)及開裂,電纜彎曲時需專業(yè)的彎管工具。NG-A(BTLY)系列柔性礦物絕緣電纜在生產(chǎn)過程中采用的金屬套連續(xù)成型工藝,可