1.礦物絕緣電纜的發(fā)展
礦物絕緣電纜(Mineral Insulated Cable)簡稱MI電纜。目前按結(jié)構(gòu)特性可以分為剛性和柔性兩種。
剛性礦物絕緣電纜(BTTZ)發(fā)明較早，19世紀末瑞士工程師Arnold Francois Borel就提出礦物絕緣電纜的設(shè)想，并于1896年獲得專利權(quán)，1934-1936年法、英投入生產(chǎn)以后發(fā)展很快。我國也于上世紀六十年代研制，開始用于軍事領(lǐng)域，80年代中期開始工業(yè)化生產(chǎn)，并逐步被建筑領(lǐng)域全面接受。由于剛性礦物絕緣電纜在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的天然不足，造成其在性能、生產(chǎn)及敷設(shè)等方面都存在著一定的缺陷。在發(fā)達國家特別是歐盟國家中，柔性礦物絕緣防火電纜的崛起，剛性礦物絕緣電纜的使用正在被替代。
柔性礦物絕緣電纜(BBTRZ)的發(fā)明較晚，大約是在上個世紀七十年代誕生于瑞士斯圖特電纜公司，國內(nèi)最早、最新的柔性礦物絕緣防火電纜于2005年由上?？炻闺娋€電纜有限公司推出。
2.柔性礦物絕緣電纜的組成
相對傳統(tǒng)的剛性礦物絕緣電纜，柔性礦物絕緣電纜是由銅絞線、礦物化合物絕緣和礦物化合物護套所構(gòu)成。其采用柔性結(jié)構(gòu)，主要材料均采用無機材料，彌補了結(jié)構(gòu)硬、易燃燒、有毒等缺陷，并且具有一些其它電纜不具有的優(yōu)點，如：耐火、載流量大、耐沖擊電壓、耐機械損傷、無鹵無毒、防爆、防水、耐腐蝕、壽命長、安全、耐超載、耐高溫、成本低等特點。
圖1 產(chǎn)品的表示方法
例一，額定電壓500V，單芯25mm 2, 表示為：BBTRQ-500 1*25
例二，額定電壓750V，3芯25mm2，表示為：BBTRZ-750 3*25
例三，額定電壓1000V，5芯16 mm2，表示為：BBTRZ-1000 5*16
3.性能對比
一般的電線電纜由于絕緣使用的都是有機高分子材料，因此在火焰條件下極易碳化從而失去絕緣作用。由于柔性礦物絕緣防火電纜主要材料全都采用無機礦物或礦物化合物組成，它本身不會引起火災(zāi)，不可能燃燒或助燃。而這些材料一般都具有1500℃以上的較高熔點，因此防火電纜即使用于火焰條件下也能發(fā)揮正常的輸電功能，是一種真正意義上的防火電纜。
柔性礦物絕緣防火電纜產(chǎn)品的工藝結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電纜完全相同，成功的解決了氧化鎂銅管礦物絕緣電纜的生產(chǎn)工藝所決定的產(chǎn)品眾多不足之處。該產(chǎn)品的問世，成為防火電纜發(fā)展史上的一個里程碑，同時也加快了中國電纜的技術(shù)研發(fā)水平與國際接軌的進程。
3.1傳統(tǒng)剛性礦物絕緣電纜特性
1）銅管拉拔工藝使得單根連續(xù)長度有限，安裝的過程中需要不斷使用接頭，增加材料和人工成本，并且需要對接頭處電氣性能作特殊處理。
2）35mm2及以上均為單芯電纜，安裝工序多，并且不利于各芯電氣參數(shù)的均衡。
3）線芯棒型實心銅導體，非常堅硬，使得其最大截面通常為400mm2。
4）氧化鎂粉末充當絕緣層，易產(chǎn)生厚薄不均現(xiàn)象，工藝稍有差池便會擊穿，額定電壓最高為450/750V。
5）BTTZ電纜不斷的使用專用接頭，因此需要特別處理以保證火焰下承受水噴淋后仍保持通電。
6）一旦受火銅管外殼即為直接受火溫度--950℃+50℃(塑料外護套瞬間燒損)，銅導體芯線阻隨溫升而增加，因此火災(zāi)中BTTZ壓降損失大。 7）金屬套采用分段拉拔工藝，大截面400mm2單根最長不超過60米，氧化鎂對環(huán)境有污染，成本高，效率難以提高。
3.2 柔性礦物絕緣電纜特性
1）提高了絕緣的穩(wěn)定性：不僅保留了剛性礦物絕緣電纜的耐火特性，而且還具有不宜吸潮等特點，因此絕緣性更穩(wěn)定。
2）提高了耐電壓等級：耐壓水平可達到1000V，從而減少了很多因電感、變頻電器的頻繁啟動而造成的沖擊電壓，相應(yīng)地使得線路系統(tǒng)使用壽命大大提高。
3）全系列性：可以根據(jù)用戶實際需求，加工成單芯或多芯結(jié)構(gòu)，最多可做到96芯，幾乎可以覆蓋電力電纜、控制電纜等各種規(guī)格的建筑電纜需求。
4）無中間接頭：采用了成熟的絞線和成纜技術(shù)，可以根據(jù)用戶要求定長生產(chǎn)，不僅減少了接頭成本，更可以提高并實現(xiàn)線路的整根一致性。
5）柔性易安裝：因為采用了絞線、成纜等傳統(tǒng)電纜結(jié)構(gòu)，使得電纜更柔軟，同時由于不需要專用終端接頭，更方便了安裝和敷設(shè)。
6）節(jié)省空間：由于可提供大截面、大長度的多芯電纜，從而避免了因多根排列以及中間接頭而造成的不必要的敷設(shè)空間浪費。
7）公益性：由于結(jié)構(gòu)的改進，大量使用了礦物和礦物化合物，不僅節(jié)約了銅、鎂等資源，還相應(yīng)地節(jié)約了大量的能源消耗，公益價值同樣十分顯著。
4.在超高層建筑上的應(yīng)用案例
4.1案例介紹
考慮到高層建筑內(nèi)人員的反應(yīng)速度慢，以及由煙霧和缺乏電力供應(yīng)造成的恐慌和混亂，致使對高層建筑的疏散時間在很大程度上無法確定，因此，緊急線路和消防報警提示線路成為火災(zāi)中最重要的線路，必須要保持線路完整。
河南電視塔是鄭州市標志性建筑，高度388m，全鋼結(jié)構(gòu)。由于工程的重要性，防火系統(tǒng)全部采用了BBTRZ-1000V電纜，該系列電纜由于是柔性礦物絕緣電纜，耐壓等級是1000V，規(guī)格從3×2.5+E2.5開始，到3×240+2×120全系列電纜，共20145km。設(shè)計單位是在比較了剛性礦物絕緣電纜(即銅管氧化鎂絕緣電纜)和各類其它結(jié)構(gòu)的耐火電纜的基礎(chǔ)上，作出采用了BBTRZ-1000V柔性礦物絕緣系列電纜的決定。
4.2安裝與敷設(shè)
電纜明敷時，應(yīng)沿全長采用電纜支架、掛鉤或金屬吊繩等支持，最大跨距，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）滿足支持件的承載能力和無損電纜的外層及其纜芯。 2）使電纜相互間能夠配置整齊。 3）適應(yīng)工作條件下的布置要求。
4）直接支持電纜用的普通支架(臂式支架)，吊架的允許跨距宜符合下表規(guī)定的數(shù)值。
表2 普通支架、吊架的允許跨距(mm)
電纜特征 敷設(shè)方式
電纜外徑D 水平 垂直
D≤20 400 1000
20＜D≤30 600 1200
30＜D≤50 800 1500
D＞50 1000 2500
柔性礦物絕緣防火電纜的截面積單芯為1.5mm2～600mm2，多芯為1.5mm2～300m2。在防火電纜領(lǐng)域，最大限度的降低了使用單位的投資成本，提高了建筑物的安全防火性能等級。
4.3 驗證
柔性礦物絕緣防火電纜的設(shè)計參數(shù)，是嚴格遵循英國BS 6387標準，以及國際電工委員會IEC標準。這些技術(shù)參數(shù)，已經(jīng)分別通過了國家消防總局與上海電纜研究所的專項檢測。
5.結(jié)論
該類電纜在安裝完畢后能夠保證應(yīng)急使用，平時也可作為耐溫125℃無鹵阻燃電纜、耐火電纜使用，因該系列電纜覆蓋面廣，既克服剛性MI電纜的缺陷，又發(fā)揮了柔性MI電纜的優(yōu)勢，并且為各重點工程提供了實用產(chǎn)品，使現(xiàn)代工程在電氣線路中達到了短路不燃燒，燃燒不短路的功效，本文采用的應(yīng)用案例證明柔性礦物絕緣電纜不僅在消防報警和緊急救生回路等防火性能上能夠成功應(yīng)用，在高密度電流及其它特殊性能要求的情況下也能得推廣應(yīng)用。