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[問題求助] 淺談礦物絕緣電纜在工程設(shè)計中的應(yīng)用
P:2006-08-21 10:33:16
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淺談礦物絕緣電纜在工程設(shè)計中的應(yīng)用
本文所介紹的礦物絕緣電纜是一種無機物電纜，是指由銅芯、銅護套及氧化鎂等無機材料組成的一種新型電纜，與其它有機物電纜比較，它具有如下特性：
⑴耐火性能好。銅護套及芯線熔點為1083℃，因此礦物絕緣電纜不會引起火災(zāi)，也不會傳播火種，在周圍著火的情況下仍可以堅持正常工作，直到火焰溫度超過083℃才可能燃燒，并且在燃燒中不會釋放任何煙霧和有害氣體，可保證電路繼續(xù)供電3h以上，為提供人員安全疏散和減少財產(chǎn)損失創(chuàng)造了條件；
⑵耐高溫、不老化、長壽命。由于銅熔點為1083℃，氧化鎂為2800℃，因此在低于1083℃的火災(zāi)下礦物絕緣電纜絲毫無損。由于其全部由無機材料組成，不會老化，更不會引發(fā)和傳播火災(zāi)，可在250℃下連續(xù)長時間使用，且壽命很長；
⑶載流量大，耐過載能力強。對于其它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，使之比其它類型的電纜能傳送更大的電流。其它有機物電纜在消防系統(tǒng)中使用必須暗敷或采用穿管等保護，這樣在相同的載流量條件下，礦物絕緣電纜可比其它電纜減少1-2個截面等級使用。在過電壓的情況下，即使是礦物絕緣電纜被擊穿，但去掉電壓后仍可恢復(fù)到電纜被擊穿前的耐壓水平，電纜仍可正常使用；
⑷防水、耐腐蝕，防爆性能好。礦物絕緣電纜由無縫鋼護套緊密壓實的氧化鎂材料和銅芯組成，可經(jīng)受巨大的外界沖擊力，且不會透水、油和氣體，可在水中敷設(shè)長期使用；銅具有極好的耐腐蝕性能，在大多數(shù)情況下，不需要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，可在電纜外面再包上一層塑料外套；
⑸耐機械損傷。由于礦物絕緣電纜的銅護套有一定的強度和韌性，氧化鎂在加工過程中又是經(jīng)高度壓縮的，所以電纜在遭受到彎曲、壓扁、扭轉(zhuǎn)等變形時，電纜芯線間、芯線和護套間的相對位置保持不變，不會短路，且其銅護套可以達(dá)到鎧裝電纜的機械性能。
綜上所述，礦物絕緣電纜具有耐火、防水、防爆、耐腐蝕、耐機械損傷、壽命長、載流量大、安全性能好等優(yōu)點，可見其有著普通電纜無可比擬的優(yōu)越性，但造價較普通電纜高，因此在工程設(shè)計中，是否采用礦物絕緣電纜應(yīng)作比較分析而定。
在昆明五華廣場的設(shè)計中，筆者根據(jù)其建筑防火類別、建筑功能劃分、施工安裝等幾部分因素的綜合考慮，在供電區(qū)域內(nèi)部分采用了礦物絕緣電纜，現(xiàn)簡要介紹如下。
五華廣場是昆明市建設(shè)局承建的一座建筑面積達(dá)4萬m2，建筑高度96m，地下兩層、地上二十六層的政府辦公大樓。該建筑地下二層為人防工程，地下一層為汽車停車庫及設(shè)備用房；地上一至五層為會議室、餐廳、廚房、活動中心等服務(wù)用房。此建筑為一類高層建筑，根據(jù)GB50045—95（2001年版）的《高層民用建筑防火規(guī)范》第9.1.1條，消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和自動防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電應(yīng)按一級負(fù)荷供電。而根據(jù)《高層民用建筑防火規(guī)范》第9.1.4條的規(guī)定，其消防用電設(shè)備的配電線路應(yīng)符合下列規(guī)定：
9.1.4.1：當(dāng)采用暗敷設(shè)時，應(yīng)敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，且保護層厚度不宜小于30mm；
9.1.4.2：當(dāng)采用明敷設(shè)時，采用金屬管或金屬線槽上涂防火材料保護；
9.1.4.3：當(dāng)采用絕緣和護套為不延燃的電纜時，可不穿金屬管保護，但應(yīng)敷設(shè)在電纜井內(nèi)。
可以看出，對一類建筑消防用電設(shè)備的配電線路的敷設(shè)方式，規(guī)范給出了以上三個方式來選擇，但經(jīng)分析其分別存在以下問題：
⑴根據(jù)四川消防研究科研所對此研究發(fā)現(xiàn)，在較嚴(yán)重火災(zāi)溫度作用下，15min后保護層厚度為3cm的主筋溫度達(dá)到了135℃，即可認(rèn)為暗敷在不燃燒體內(nèi)的金屬管也會達(dá)到同樣的溫度，這樣的溫度度己經(jīng)大大超過了普通電線電纜絕緣和護套塑料熔化的溫度，電線和電纜己經(jīng)遭到破壞；
⑵明敷時，采用金屬管或金屬線槽上涂防火材料保護，只是對電纜的機械保護和水沖擊保護得到滿足，但在火災(zāi)持續(xù)時間較長、溫度較高的情況下，電線和電纜仍會遭到破壞；
⑶當(dāng)采用絕緣和護套為不延燃的電纜，而不穿金屬管保護敷設(shè)在電纜井內(nèi)的方式時，電纜對重物墜落和水噴淋的沖擊得不到保護。
針對以上三種電纜敷設(shè)方式存在的問題，很多專家和研究人員經(jīng)過多種實驗，給出了下列三種方法來解決：
①采用礦物絕緣電纜明敷，無須特殊保護；
②采用耐火電纜穿金屬管或密封金屬線槽或在防火橋架內(nèi)明敷；
③采用普通電纜穿金屬管暗敷在非燃燒體內(nèi)，保護層厚度不得小于50mm。
目前設(shè)計中多采用第②方式。但當(dāng)火災(zāi)溫度達(dá)到一定程度時，耐火電纜在過載、散熱等不良條件下，電纜溫度升高，有機物絕緣層會逐漸老化，甚至燃燒釋放出有害氣體，對人員造成致命的危害，同時還會通過燃燒的電纜將火源傳播到其它區(qū)域，從而擴大火災(zāi)損失。
當(dāng)采用上述第①方式，即礦物絕緣電纜時，有以下優(yōu)勢：
⑴火災(zāi)時可保證電路持續(xù)供電最少三個小時以上，并為人員安全疏散贏得了時間；
⑵可利用鋼護套作接地線，節(jié)省一根地線；
⑶省去保護管、防火橋架、防火涂料等。而且礦物絕緣電纜是經(jīng)完全退火的，具有很好的柔軟性，可按需要變成各種復(fù)雜的形狀而不損壞電纜；
⑷芯線截面35mm2及以上的均為單芯電纜，與同截面的其它電纜相比重量輕、直徑小、便于安裝，且只需明敷，省工省時；
⑸在同樣的溫度條件下，可以減小1-2個截面等級使用。
綜合比較，其綜合價格實際比選用有機類型耐火材料還要低一些。同時，礦物絕緣電纜還可以承受重物墜落沖擊和消防噴淋水沖擊，故具有明顯的優(yōu)勢。所以五華廣場地下二層人防和消防用電設(shè)備的供電電纜采用了礦物絕緣電纜，這樣就大大地提高了供電的可靠性和安全性。
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