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有关柔性与刚性矿物绝缘电缆的综合分析

2020-02-13 237 上传者：管理员

摘要：本文从柔性矿物绝缘电缆与刚性矿物绝缘电缆的性能、内部结构及施工特征等方面进行分析和对比，并对二者异同进行了阐述。

关键词：
刚性矿物电缆
应用性
柔性矿物电缆
综合对比
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矿物绝缘类电缆在我国市场呈现出了快速的发展趋势，以往使用的绝缘电缆被人们所称为刚性矿物绝缘性电缆，这种电缆自身具有极强的耐火性。基于此，本文主要结合产品的结构和性能以及特征等进行了综合性的分析。

1、刚性与柔性矿物绝缘电缆结构以及原理的比较

1.1 绝缘类型的材料

一般来讲，刚性矿物绝缘电缆的绝缘通常是使用无机矿物材质，诸如氧化镁粉末组合形成的，该项材料的填充密度大约是75%～80%，其自身的熔点和铜护套熔点相比较来讲要高出很多，并且如果温度发生了变化，也不会对电阻率产生太大的干扰，即使在极其高温的环境下，刚性矿物绝缘电缆自身也具备极其良好的绝缘性能以及散热性能。然而如果仅仅作为一种无机矿物来讲，自身也具有一定的不燃性和无烟热蒸比较适合应用到消防配电线路中，不过，有利也有弊，存在的不足之处便是氧化镁粉末容易吸收空气中包含的水分，电缆的临时封端或者是电缆头制作必须处于1h中完成，不然的话，绝缘阻值就会随之降低。不过，MgO＋H2O＝Mg（OH）2属于可逆反应，因此在施工期间，可以使用火焰喷灯的方式来加热电缆端部区域，以此解决上述的缺陷。

在柔性矿物绝缘电缆的生产时，很难将所使用的绝缘材料进行统一使用。在此类电缆的生产过程中，经常会使用耐火性比较好的云母，其自身也是最具代表性的一种，本文以A类耐火级别的合成云母KMg3（Alsi3O10）F3举例说明，其是以F-替换OH，基于自然条件常温常压下，由人工所合成的大晶体云母，会用粘合剂把云母片放置到玻璃布中。该种类型的材料熔点不超出氧化锌粉的1/2，导热率是氧化锌粉的一部分，如果在自然的常温环境下的电阻率远远高于氧化锌粉，伴随着温度的上升，该种类型材料自身的电阻也在下降，而在使用此项材料时，则仅仅作为耐火层进行使用，不能作为电缆的绝缘层。主要原因在于无论是电缆绝缘性能还是散热性能，与和交联聚乙烯进行比较，这两方面的性能往往较低。云母带经常受到潮湿的影响使得绝缘性能降低，并且无法有效复原。其他类型的比如BBTRZ、NG-A主要是使用于交联聚乙烯的材料当中作为电缆的绝缘层进行使用，但是，在其中需要注意，电缆的构造与无机矿物类绝缘的区别。

1.2 刚性矿物绝缘电缆的金属外护套

对于刚性矿物绝缘电缆而言，是把无缝铜管当成外护套，基本生产流程表现为：氧化锌柱块导线填充、护套拉拔延伸、高速精密轧制、辊底退火、检测。

一般来讲，铜护套管主要是使用拉拔工艺进行延伸的，在达到相应长度之后经由两项热处理工序，在具体的拉拔期间产生的应力已经被抵消，对于电缆进行特殊的轧制，不仅仅可以确保电缆的尺寸符合标准，与此同时，也增加了金属保护外套与氧化锌的密实度。与文章中上面所提及的生产工艺来说，不仅仅在抗压强度方面，在机械性能等方面都具有很强的优势。但是，还是存在一定缺陷，由于铜管使用一次下料，所以原材料有限，因而拉拔的长度受到了限制。本文以750vbTTZ4×25mm2举例说明，其中最大出货长度大约是130m，如果被应用到超高层建筑项目中，那么消耗的中间接头作业是比较多的，这样一来，就会大大地增加施工难度。柔性矿物绝缘电缆的制造经常使用铜轧纹焊接工艺，具体生产流程表现：线包铜带、轧纹焊接成型、电缆装盘检测。当前阶段，要想延长电缆出货长度，应当使用铜带绕包焊接的方式进行矿物绝缘电缆外护套，轧纹之后进行装盘，不过，因为没有实施相应的热处理工作，护套中就会因为焊接中剩余的应力没有彻底消除而发生不良的裂缝问题。与此同时，铜带轧纹也使得电缆截面尺寸增加。

1.3 比较刚性与柔性绝缘电缆的性能

(1) 耐火性试验对比。在通常情况下，会将耐火性作为检验电缆在发生火灾下持续性供电能力高低，并且以此作为主要评判依据，因此，可以选择代表性强的刚性和柔性矿物绝缘电缆进行分析，两项电缆的规格为4×25mm2，遵循规范性的检验标准进行比较。从上表可以看出，两者均遵循标准要求实施了相关的试验工作，不过柔性样品的铜护套90℃弯曲位置发生了一定的位置变形，在进行重复性的多次试验以后，柔性铜护套已经开始出现了明显裂缝。除此之外，由于自身属于轧纹结构，而云母带绝缘燃烧随之脱落到了护套缝隙中，而刚性绝缘电缆在进行重复性的实验之后，仅仅在护套上存在撞击现象。之后，对两者再次进行相对应的绝缘电阻试验工作。

(2) 耐压性比较。通过刚性以及柔性电缆的电压实验可以看出，2500V的电压，主要应用在750V电压的电缆导体和每个导体以及铜护套之间，升压速度控制在150V/s，每一次间隔1min，然后以相同厂家生产出来的刚性以及柔性矿物电缆作进行试验。①需要将BTTZ电缆持续升压到2500V而且持续15min之后，如果电缆没有击穿，则需要继续升压到3300V，如果出现电缆被击穿情况，则需要在实验室进行静置3h，然后对于电缆进行耐压处理，如果升压到2500V时电缆没有被击穿。通过上面文章中的实验分析可以得出结论，绝缘电缆中的氧化镁是因为局部出现了融化而被击穿，不过，由于击穿现象的发生并没有使得电缆自身的化学性质发生改变，因此，才可以将绝缘性再次恢复。②在进行柔性电缆试验时，由于在2800V附近被击穿，需要在3h后再次重新进行升压，最高升压到50V的情况下再次进行击穿。此种现象从一定程度上说明了柔性电缆击穿之后无法恢复原有的绝缘性能，所以需要更换电缆。

(3) 对于刚性以及柔性绝缘电缆的载流温度的试验。当试验温度控制在20℃时，可以用相同材料的生产厂家，并且使用4×25mm2的刚性电缆或者柔性电缆，将电流设定为140A，另外，需要在两中刚性以及柔性导线和铜护套同一位置中设置温度传感器。当处于相同试验条件中，持续通电4h，刚性电缆的导线和柔性电缆导线相比较而言低于5.5℃，铜护套低于6.7℃，这从一定程度上体现了绝缘材料的特点。由于氧化镁粉具有良好的散热性，因此比人工合成云母带的载流温度要低很多。对于绝缘电缆本身来讲，散热性直接影响载流量。

2、刚性以及柔性电缆施工特征

2.1 电缆的弯曲能力

首先，结合矿物绝缘电缆敷设中的相关内容，刚性矿物绝缘电缆的最小弯曲半径R≥6D，由于刚性矿物绝缘电缆铜护套的制造过程中使用的是退火工艺，因此在一定程度上消除应力，因而自身的柔韧度也是极强的。其次，现阶段，尚没有提出明确的柔性矿物绝缘电缆弯曲能力，从柔性电缆产品使用情况可以看出，其最小的弯曲半径范围为15D～20D，基于以上特征已经明确体现出了相同的柔性绝缘电缆无论在重量还是体积，都显示出了极强的刚性。如果将没有进行特殊轧纹的保护外套应用于电缆制造，会使其自身更加坚硬。通过比较可以看出，在电缆假设时，柔软度远远低于柔性。

2.2 终端和中间接头的密封性

当对刚性矿物绝缘电缆终端进行制作的过程中，要想防止潮气对于电缆的绝缘层的影响，需要在电缆的终端头以及电缆的中间接头处设置绝缘封盖，与此同时，需要密封于电缆切口位置，进而避免空气水分对氧化锌产生不良的影响，从一定程度上增强电气绝缘效果。在通常情况下，柔性矿物绝缘电缆用云母带绕包进行绝缘，故往往无法将电缆切口进行胶封，但是可以用热缩套来进行密封电缆的连接，可是其隔离效果不如胶封的效果高。

3、结束语

从以上论述可以看出，相关人员需要明确了解和认识到刚性以及柔性矿物绝缘电缆的性能，并且注意相关的事项，将其优势体现出来，以此确保工作安全开展。

参考文献：

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