浅谈矿物绝缘电缆在工程设计中的应用

本文所介绍的矿物绝缘电缆是一种无机物电缆，是指由铜芯、铜护套及氧化镁等无机材料组成的一种新型电缆，与其它有机物电缆比较，它具有如下特性：

⑴耐火性能好。铜护套及芯线熔点为1083℃，因此矿物绝缘电缆不会引起火灾，也不会传播火种，在周围着火的情况下仍可以坚持正常工作，直到火焰温度超过083℃才可能燃烧，并且在燃烧中不会释放任何烟雾和有害气体，可保证电路继续供电3h以上，为提供人员安全疏散和减少财产损失创造了条件；

⑵耐高温、不老化、长寿命。由于铜熔点为1083℃，氧化镁为2800℃，因此在低于1083℃的火灾下矿物绝缘电缆丝毫无损。由于其全部由无机材料组成，不会老化，更不会引发和传播火灾，可在250℃下连续长时间使用，且寿命很长；

⑶载流量大，耐过载能力强。对于其它相同截面的电缆而言，矿物绝缘电缆由于本身结构特点和允许更高的使用温度，使之比其它类型的电缆能传送更大的电流。其它有机物电缆在消防系统中使用必须暗敷或采用穿管等保护，这样在相同的载流量条件下，矿物绝缘电缆可比其它电缆减少1-2个截面等级使用。在过电压的情况下，即使是矿物绝缘电缆被击穿，但去掉电压后仍可恢复到电缆被击穿前的耐压水平，电缆仍可正常使用；

⑷防水、耐腐蚀，防爆性能好。矿物绝缘电缆由无缝钢护套紧密压实的氧化镁材料和铜芯组成，可经受巨大的外界冲击力，且不会透水、油和气体，可在水中敷设长期使用；铜具有极好的耐腐蚀性能，在大多数情况下，不需要任何附加的保护措施。在特殊情况下，如在某些对电缆铜护套有腐蚀作用的场合使用时，可在电缆外面再包上一层塑料外套；

⑸耐机械损伤。由于矿物绝缘电缆的铜护套有一定的强度和韧性，氧化镁在加工过程中又是经高度压缩的，所以电缆在遭受到弯曲、压扁、扭转等变形时，电缆芯线间、芯线和护套间的相对位置保持不变，不会短路，且其铜护套可以达到铠装电缆的机械性能。

综上所述，矿物绝缘电缆具有耐火、防水、防爆、耐腐蚀、耐机械损伤、寿命长、载流量大、安全性能好等优点，可见其有着普通电缆无可比拟的优越性，但造价较普通电缆高，因此在工程设计中，是否采用矿物绝缘电缆应作比较分析而定。

在昆明五华广场的设计中，笔者根据其建筑防火类别、建筑功能划分、施工安装等几部分因素的综合考虑，在供电区域内部分采用了矿物绝缘电缆，现简要介绍如下。

五华广场是昆明市建设局承建的一座建筑面积达4万m2，建筑高度96m，地下两层、地上二十六层的政府办公大楼。该建筑地下二层为人防工程，地下一层为汽车停车库及设备用房；地上一至五层为会议室、餐厅、厨房、活动中心等服务用房。此建筑为一类高层建筑，根据GB50045—95（2001年版）的《高层民用建筑防火规范》第9.1.1条，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和自动防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电应按一级负荷供电。而根据《高层民用建筑防火规范》第9.1.4条的规定，其消防用电设备的配电线路应符合下列规定：

9.1.4.1：当采用暗敷设时，应敷设在不燃烧体结构内，且保护层厚度不宜小于30mm；

9.1.4.2：当采用明敷设时，采用金属管或金属线槽上涂防火材料保护；

9.1.4.3：当采用绝缘和护套为不延燃的电缆时，可不穿金属管保护，但应敷设在电缆井内。

可以看出，对一类建筑消防用电设备的配电线路的敷设方式，规范给出了以上三个方式来选择，但经分析其分别存在以下问题：

⑴根据四川消防研究科研所对此研究发现，在较严重火灾温度作用下，15min后保护层厚度为3cm的主筋温度达到了135℃，即可认为暗敷在不燃烧体内的金属管也会达到同样的温度，这样的温度度己经大大超过了普通电线电缆绝缘和护套塑料熔化的温度，电线和电缆己经遭到破坏；

⑵明敷时，采用金属管或金属线槽上涂防火材料保护，只是对电缆的机械保护和水冲击保护得到满足，但在火灾持续时间较长、温度较高的情况下，电线和电缆仍会遭到破坏；

⑶当采用绝缘和护套为不延燃的电缆，而不穿金属管保护敷设在电缆井内的方式时，电缆对重物坠落和水喷淋的冲击得不到保护。

针对以上三种电缆敷设方式存在的问题，很多专家和研究人员经过多种实验，给出了下列三种方法来解决：

①采用矿物绝缘电缆明敷，无须特殊保护；

②采用耐火电缆穿金属管或密封金属线槽或在防火桥架内明敷；

③采用普通电缆穿金属管暗敷在非燃烧体内，保护层厚度不得小于50mm。

目前设计中多采用第②方式。但当火灾温度达到一定程度时，耐火电缆在过载、散热等不良条件下，电缆温度升高，有机物绝缘层会逐渐老化，甚至燃烧释放出有害气体，对人员造成致命的危害，同时还会通过燃烧的电缆将火源传播到其它区域，从而扩大火灾损失。

当采用上述第①方式，即矿物绝缘电缆时，有以下优势：

⑴火灾时可保证电路持续供电最少三个小时以上，并为人员安全疏散赢得了时间；

⑵可利用钢护套作接地线，节省一根地线；

⑶省去保护管、防火桥架、防火涂料等。而且矿物绝缘电缆是经完全退火的，具有很好的柔软性，可按需要变成各种复杂的形状而不损坏电缆；

⑷芯线截面35mm2及以上的均为单芯电缆，与同截面的其它电缆相比重量轻、直径小、便于安装，且只需明敷，省工省时；

⑸在同样的温度条件下，可以减小1-2个截面等级使用。

综合比较，其综合价格实际比选用有机类型耐火材料还要低一些。同时，矿物绝缘电缆还可以承受重物坠落冲击和消防喷淋水冲击，故具有明显的优势。所以五华广场地下二层人防和消防用电设备的供电电缆采用了矿物绝缘电缆，这样就大大地提高了供电的可靠性和安全性。

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