隔离型(NG)矿物绝缘耐火电缆的由来及性能简介_doc.doc

隔离型（BTLY）矿物绝缘耐火电缆的由来及性能简介众所周知，矿物绝缘型耐火电缆（BTT），国外称谓MI型，由瑞士工程师发明于1894年，后由法国在十九世纪末始用于工程，其年代之久远，历史之悠长，令所有工业产品无一可望其项背。BTT进入国门也早在半个世纪前，但真正发力还是改革开放之后，全国到处都需耐火电缆，虽然由河北某电缆厂引进日本耐火云母带技术，率先试制成功NH-VV和NH-YJV有机型耐火电缆，其柔软度，制造长度及生产效率均远远优于BTT铜管型氧化镁绝缘电缆，加上它的制造工序与一般普通电缆大同小异，故只要是电力电缆制造厂均可马上生产，所以那时是有机NH型耐火电缆的天下，根本无BTT立足之地。但是NH型有机耐火电缆有其先天性的不足：由金云母带构筑的耐火绝缘层其热稳定破坏温度只有820，但GB/T19216-2008的耐火考核温度为750800，因其合格准入与破坏底线只有20的裕度，风险显然偏大；常态下的主绝缘为交联聚乙烯（YJ）或聚氯乙烯（V）构成，这些有机材料遇到火焰即刻碳化，碳粒子完全可能在云母带尚未达到热破坏温度时，在交变电场引力下沿着云母带层隙不断潜入构成碳路，而使电缆击穿，这一缺点也与制造厂工艺有关；由于NH型耐火电缆的绝缘是由有机聚合物（YJ或V）与无机矿合物（云母带）复合而成，故它的敷设方式根据高规和建规的要求，必须穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式的金属线槽内，这一规定的由来是复合型绝缘的耐火电缆，遭明火袭击后，有机绝缘必“灰”无疑此时若消防水枪一喷，云母带浸水导通，消防员即刻有被电击倒的危险。NH型耐火电缆“穿管入槽”不但综合成本大幅上升，相对BTT再无价格优势可言，而且可允许的额定载流能力因散热的障碍而大打折扣（一般在1520%左右）。耐火稳定性差、综合成本高、载流能力低，致使NH-YJV被赶下了主流舞台，BTT伺机重敲锣鼓重登台，特别是在浙江某BTT制造厂发表了BTT与普通电缆、阻燃电缆、NH型耐火电缆和隔氧层电缆的耐火现场试验对比报告之后（笔者对此试验的科学性、公平性和由此作出结论正确性。误导性深表疑虑，对此将另作文表述）更是蓬头四起，华夏九州多处出现引进和自制BTT生产线的热潮。笔者认为NH-YJV电缆型耐火电缆的出现是对BTT产品的改进或者反叛的第一次尝试，虽然力不从心被败下阵来，但用铜丝绞合代实心BTT的铜杆，用可缠绕的云母带来替代BTT的氧化镁粉填充，从制造工艺的简便高效而言是一种进步，尽管在耐火性能上尚有不足未能扭转乾坤，但这并不意味BTT结构的优秀、品质卓越及它的不可动摇。新世纪初上海某厂，再次以YTTW的耐火电缆和向BTT发起第二次冲击，它由铜丝绞合、云母带绕包及铜带纵包焊接后压纹三大工序组成，它的出现铲除了BTT贵、硬、短、烦，绝缘易吸潮、易漏电的劣根，以及结束了BTT中间接头不耐火的尴尬局面，YTTW的制造长度无需依靠接头的延续来满足用户需求，从此摘除了BTT接头“假耐火”在用户心中留下的隐患。铜丝绞合对铜实芯杆相比，其柔韧性不必多言，用云母带来代替氧化镁粉填充不但在工艺制造上是一种简便而且在电性能绝缘强度上有明显的提高，下表为金云母带与氧化镁粉的电气差异名称金云母带氧化镁粉500时体积电阻率1012 .cm103.cm 试验条件下的绝缘电阻 950 180min32M750 180min0.1M除了材质的本性差异之外，氧化镁粉的电气强度还严重依赖于粉间的紧密程度和吸湿程度，正因为如此BTT的终端制作需特殊专用接头和相对严格的操作顺序，稍有不慎就会使终端头部绝缘性能降低，此外BTT的中间接头之所以成为它的命门死穴，原因也在于此。BTT常态下的电气强度只能撑死在750V以下，而不能提升到0.6/1kV级供电动力线的范畴，其出厂例行试验为2500V/1min，比常规电缆3500V/5min低出一截其原因亦在于此。另外YTTW结构的绝缘摒弃了NH-YJV由云母带与有机聚合物复合的方式，采取云母带绕包，从客观上排除了有机碳化粒子，对云母带绝缘的侵袭，从而提高它的耐火稳定性，再其次它的外套采用铜带纵包焊接后压纹，既增加了可挠性，也避免火焰（9501000）对它的熔融，故可明敷而不必如NH-YJV必须埋设于密封金属管或密封槽盒内，无疑YTTW集NH-YJV的优异而脱除了它的先行者NH-YJV固有的弱点，与BTT展开了生与存新的搏击！较量是剧烈的，但鹿死谁手并不清晰，其原因如下：云母带工艺先进但金云母带的热稳定性仅维持在800820间，YTTW要摘BS6387标准中8501000/3小时的桂冠，必须采用氟合成云母带（银白色泽），只有如此才能过“火焰山”，但是氟带含剧毒，排在卤毒的首位，据相关资料介绍它的热稳定性在千度以上，但是在640左右即有气态的低氟化物析出，这一妖魔成了BTT克敌制胜的武器。“若有析出，又何足为奇？铜波纹管固若金汤，决不致授毒于人，”YTTW当然不肯臣服。为此，二家兵刃相见各不相让，在某大工程招标会上短兵相接，关键时刻BTT方出示YTTW以往在工程施工时铜管破口开裂的照片，证据确凿；反方也提出BTT中间接头不耐火，怕浸水等劣性，但终无着火现场的实景可查，口说无凭，故只得铩羽落败。BTT与YTTW各有要害在对方，所以在建筑消防高端市场，二者难分仲伯。不过，耐火电缆的历史车轮，决不会就此抱闸，让120年前的BTT，继续面目依旧地横行在世，实在是我国电缆业界同仁心中无法抹去的悲哀。YTTW在9501000的严苛条件下（电缆燃烧现场实测到1100的高温）要满足不击穿的考核，其绝缘除氧化镁粉外非氟带莫属；铜带纵包焊缝处强度又终不及本体可靠，（焊缝处实为应力集中处，开裂常常在这里发生）不解开这对连环扣要BTT在耐火高端市场席上拱手退让那只能是臆想。历史不会中止，长江后浪推前浪，这是历史的必然。上海高桥电缆集团公司于2008年试制开发成功的铝金属套连续挤出，金云母带无机矿物绝缘绕包的隔离型耐火电缆第三次向BTT发起冲击，它的基本特性如下：1）、耐火型号BTLY：9501000/3h不击穿，国家检测中心及四川消防所双重报告；2）、950三小时后铝管不开裂、不熔融，电缆可浸水，并继续维持额定电压；3）、有防震结构，可耐重物坠落；4）、出厂试验电压为3500V/5min，其允许运行电压为0.6/1kV；5)、制造长度可满足用户需求，不必用中间接头接续；6）、240mm2及以下规格可多芯成缆绞合，最大单芯规格可满足800mm2及以下；7）、阻燃能力超过A类（电缆容量可不受限制；受火时间：80min，受火温度850及以上；延燃高度：低于0.5m；自熄时间：5秒；透光率70%）；8）、电缆含卤量为零；9）、终端采用常规热收缩封口；10）、敷设弯曲半径为电缆直径的15倍（多芯）单芯为20倍。带着具有上述特性的BTLY隔离型耐火电缆的实样，上海高桥电缆集团公司自2010年年初起，花了一年半时间在全国各大城市、省会、直辖市进行了宣讲和现场试验，其稳定的950/3小时的耐火特性及超A类的阻燃演示，给成千上万建筑设计师们留下了十分深刻的印象。BTLY隔离型耐火电缆之所以能够超越BTT而又摆脱YTTW的“氟毒门及铜管开裂门”，答案简单又明瞭无机水解金属氧化物耐火隔离层的引入，如前所述YTTW的软肋是氟带和焊缝；NG-A把氟带恢复成无毒的金云母带，把焊接而成的铜管改成能连续挤出的铝管，要实现上述二点，关键是把他们的受火温度从9501000降到铝材的熔点660及以下，这就是所有问题的症结。NG-A的结构同“BTT和YTTW”不同的是：后者的外护套或是塑护层与铜管的组合或者直接就是裸露的铜管，外火源有多高温度，铜管或其内的绝缘就有多高温度，而NG-A结构的外层有阻火层（也称隔离层）存在，它能把950的高温火焰降到500以下，下面就是NG-A型耐火电缆铝管壁实测的温度曲线 铝管在火焰下3小时其温度只有480，因此它完好无损，当然铝管内的金云母带其受热温度决不会高于480，比820的热破坏限值还有340的差距，故大可不必请氟带出场。氢氧化铝与氢氧化镁在受高温前是呈凝胶状态，可直接挤出密实填充在电缆芯管隙间，它的导热系数比空气高出100余倍而一旦受火就会即刻分解，变氢氧化铝和氢氧化镁为氧化铝和氧化镁，同时放出大量结晶H2O，水气的生成不但降低了受热体（电缆）的温度而且由此构成的多孔性气穴严重地阻隔了外部火焰对内的热辐射和热传导；常态下的高热导使电缆额定载流量不降反升（约15%20%）而火焰时，又即刻反向逆转成高热阻材料，阻止高温对内的侵袭，这一“开关”特性是造就NG-A隔离型耐火电缆成功闯关的核心。当然事物总是一分为二的，有得有失。为了充填足够的隔离剂电缆的重量有所增加，其外径亦有所放大，其柔软度比YTTW也有所减少。重量和外径的增大会对桥架或槽盒（不需盖合）的承重带来影响但对电缆常态下的载流能力带来了提升（散热效应改善），特别是火焰高温下，由于隔离层的阻火作用其相芯导体的温度比同规格的“BTT或YTTW”要低400500，铜导体每升高1其线阻就会增加0.0044倍，因此BTLY在火灾场合下的电压损失值远优于BTT和YTTW。至于柔软度虽比YTTW硬，但比BTT的实芯铜杆氧化镁粉密实充填和铜套要软得多了，它的施工与常规电缆等同；话再说回来，对于固定敷设用的电缆，柔软度并不是举足轻重的大事。据说，最近期间除YTTW柔软型的矿物绝缘电缆之外，还有一种型号为BBTRZ的柔软型复合矿物绝缘电缆，经笔者对该产