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摘要：矿物绝缘电缆是由铜芯、铜护套及氧化镁等无机材料组成的一种新型电缆,其具有其它有机物电缆无可比拟的特性,如耐火、防水、防爆、耐蚀、耐机械损伤、寿命长、载流量大、安全性能好等。采用矿物绝缘电缆明敷,具有很多有机物电缆无法达到的优越性。文章结合某工程的工程实例,从多方面阐述了工程设计中采用矿物绝缘电缆的依据及其优势所在。
关键词：矿物绝缘电缆，特性，设计应用
前言：近年来，人们对有机绝缘或护套材料电线电缆的阻燃和耐火性能进行了广泛深入的研究。在周围着火条件下不会释放任何有害气体和烟雾，适用于环境恶劣、安全性要求特别高的场所或部位，尤其适用于火灾条件下要保证安全供电的消防系统线路，是一种性能十分优良的安全型电缆。
一、矿物绝缘电缆的主要特性
1、防火、耐高温，耐腐蚀性强
电缆都是由无机物（铜和氧化镁）材料组成，没有可助燃介质。即使电缆接近铜的熔点温度也能保持短时间通电，连续工作温度可达250℃，工作温度短期可达1083℃；耐火性非常好。如图1和表1
2、防爆、防油：无缝铜管护套及电缆终端可阻断油蒸汽、可燃性气体和火焰直接通过电缆进入和电缆连接的其他电器设备，从而起到防爆作用。
3、防潮、防水：电缆的外护套是由铜管拉制的，所以水分没法进入电缆内部，拥有非常好的密封性能，防水、防潮性能。
4、三无（无卤、无烟、无毒）：由铜和无机物氧化镁制作的电缆，就算在铜的熔点（1083℃）中煅烧，不可燃烧，无有毒气体，都没有任何卤素、烟雾、毒性气体。
二、矿物绝缘电缆的经济性分析
1、前期费用
矿物绝缘电缆由铜导体、氧化镁、铜护套两种无机材料组成。相同单位的截面电缆长度的价格比聚氯乙烯绝缘电缆要高。和耐火电缆从价格上比较没多大区别，由于矿物绝缘电缆实际正常使用温度可以达到250℃，IEC60702规定矿物绝缘电缆连续工作温度是105℃，这是考虑到终端密封材料和安全的需要，同条件下的价格相差22%—37%。
矿物绝缘电缆采用的材料全部是无机材料，可以直接明敷。相关资料显示，厚度为0.25mm的护套氧化，250℃下需约250年，但是矿物绝缘电缆的护套厚度一般都在0.34-1.05mm之间,使用时间会更长。使用温度低于250℃,密集型母线槽约贵1.5-6倍。项目中使用矿物绝缘电缆的总造价比耐火电缆方式节省的约2.41%，且施工占用空间比采用耐火电缆小。
2、使用费用
因为氧化镁的熔点是铜的熔点温度的2倍多，与普通塑料电缆相比，矿物绝缘电缆的载流量能力至少可以提高一个单位截面等级，并且能承受更大的过载，其过载能力是正常载流量的10倍以上。矿物绝缘电缆的铜护套具有高耐腐蚀性，对于大多数的装置来说，它不需要采取附加的防护措施。表2中可以很好看出矿物绝缘电缆的优势。
从表中可以看出，环境温度均为40℃，矿物绝缘电缆温升至护套温度为90℃，聚氯乙烯耐火电缆温升至芯线温度90℃。相同截面截流量的增加减小了占用的空间，降低电压降可以提高电源使用得效率，同时提高受电设备的使用寿命和可靠性，并且上述的比较中仅仅是一次性投资的比较，还没考虑聚氯乙烯电缆由于自然老化在20—40年就要更换的因素。
三、实例分析
本文以某枢纽综合体为例，总用地面积6773.8平方米。主体建筑包括一层裙楼、裙楼范围下的四层地下室及地面广场；用地西南侧远期为230m高层塔楼及其地下室，预留相应的建设范围。其主要功能为枢纽综合体内交通衔接设施及为二级开发需要同步预留工程。其中交通衔接设施包含公交首末站、站务用房、公交停靠站、出租车及K+R设施、自行车设施、换乘核心、便民设施、人行道等慢行系统、衔接信息指引等，并包含枢纽综合体换乘核心与地铁的连接部分；同步预留工程主要为代建地下室，位于地下二层（局部）、地下三层（全部）、地下四层（全部）。总建筑面积为19004.6万平方米。
本专业设计范围为：交通衔接及枢纽综合体同步实施范围内（主要包括公交站、交通核、通道、设备用房等）的电气系统，附属物业配套等其他区域仅作土建预留。人防电气仅配合土建预留，本次设计不含机电内容。
根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014 10．1．10点“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内；确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。”要求，本枢纽综合体消防用电采用双回路供电方式，其干线电源电缆采用矿物绝缘电缆，从负一层低压配电房沿水平、垂直桥架经强电井至各楼层电缆分支箱，然后再分配至各消防设施用电控制箱。且设计上分支箱内没有分断开关。由此可见，在经济性方面从整体考虑，矿物绝缘电缆优于传统电力电缆。
四、结束语
该工程中由于采用了矿物质电缆，为工程总投资节约了大量资金，提高了施工效率，节约了施工成本。矿物质电缆在国内近几年才开始应用。1999年建设部发行了矿物绝缘电缆的施工图集，其可靠性得到了认可，并将以其十分优越的性能在今后的工程使用中得到更加广泛的认同。
参考文献
[1]徐丙垠,李京,陈平,等.现代行波测距技术及其应用〔J〕.电力系统自动化,2001,Vol.25(23):62-65.
[2] 董新洲.小波理论应用于输电线路故障测距研究〔D〕.西安:西安交通大学,1996
[3]〔美〕崔锦泰.小波分析导论〔M〕.程正兴译.西安:西安交通大学出版社,1994. [4] 吴维韩,张芳榴.电力系统过电压数值计算〔M〕.北京:科学出版社(第一版),1989.
论文作者:罗景年
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：电缆论文; 矿物论文; 护套论文; 耐火论文; 氧化镁论文; 枢纽论文; 熔点论文; 《基层建设》2017年第10期论文;