柔性矿物绝缘电缆(BBTRZ)在现代高层建筑中的应用

柔性矿物绝缘电缆在现代高层建筑中的应用

[摘 要] 本文结合福州世欧王庄城建筑工程，对柔性矿物绝缘电缆（BBTRZ）在现代高层建筑中的应用进行简单阐述。

[关键词] 柔性矿物绝缘电缆 耐火电缆

一、 概述

随着建筑安装行业的高速发展，矿物电缆由于耐火、耐高温、载流量大、耐冲击电压、耐机械损伤、安全且寿命长等多种优点，在现代中高档建筑安装工程中得到了广泛应用。

矿物绝缘电缆 (Mineral Insulated Cable)简称MI电缆。目前按结构特性可以分为刚性和柔性两种。刚性矿物绝缘电缆(BTTZ)发明较早，19世纪末瑞士工程师Arnold Francois Borel就提出矿物绝缘电缆的设想，并于1896年获得专利权，1934-1936年法、英投入生产以后发展很快。我国也于上世纪六十年代研制，开始用于军事领域，80年代中期开始工业化生产，并逐步被建筑领域全面接受。由于刚性矿物绝缘电缆在结构设计上的天然不足，造成其在性能、生产及敷设等方面都存在着一定的缺陷。在发达国家特别是欧盟国家中，柔性矿物绝缘防火电缆的崛起，刚性矿物绝缘电缆的使用正在被替代。

柔性矿物绝缘电缆(BBTRZ)的发明较晚，大约是在上个世纪七十年代诞生于瑞士斯图特电缆公司，国内发展较晚，但发展较快，目前主要有几大电缆厂家进行研制、生产。

福州世欧王庄城C-a2项目：位于福州市长乐中路与晋连路交叉口的西南角，由8栋超高层住宅楼及1栋2层商铺组成。其中消防供电系统以及正

压风机供电系统等主电缆均采用新型的柔性矿物绝缘电缆，耐压等级是0.6/1KV，规格从4×4开始，到4×35+1×16全系列电缆。由于柔性矿物绝缘电缆在现代建筑行业特别是住宅等领域应用较少，现对矿物绝缘电缆进行简单介绍与分析。

二、 柔性矿物绝缘电缆（BBTRZ）的组成

柔性矿物绝缘电缆是由铜绞线、矿物化合物绝缘、和矿物化合物护套所构成。其采用柔性结构，主要材料均采用无机材料，弥补了结构硬、易燃烧、有毒等缺陷，它还具有一些其他电缆所不可能具有的优点，如：耐火、载流量大、耐冲击电压、耐机械损伤、无卤无毒、防爆、防水、耐腐蚀、寿命长、安全、耐过载、耐高温、成本低等特点。

图1 产品的表示方法

例一，额定电压500V，单芯25mm2 , 表示为：BBTRQ-500 1*25； 例二，额定电压750V，3芯25mm2，表示为：BBTRZ-750 3*25； 例三，额定电压1000V，5芯16 mm2，表示为：BBTRZ-1000 5*16。

三、 柔性矿物绝缘电缆（BBTRZ）产品特性

一般的电线电缆由于绝缘使用的都是有机高分子材料，因此在火焰条件下极易碳化从而失去绝缘作用。由于柔性矿物绝缘防火电缆（BBTRZ）主要

材料均由矿物化合物组成，它本身不会引起火灾，不可能燃烧或助燃。而这些材料一般都具有1500℃以上的较高熔点，因此防火电缆即使用于火焰条件下也能发挥正常的输电功能，是一种真正意义上的防火电缆。并能通过BS6387 C、W、Z试验。

试验项目 BS6387 A级650℃、180min 燃 烧 B级750℃、180min C级950℃、180min D级950℃、 20min 喷 淋 W级 650℃ 先燃烧 15min 在燃烧和喷淋 15min X级 650℃、15min 机械撞击 Y级 750℃、15min Z级 950℃、15min/30次 无 无 无 无 A类 950℃ 90min B类 750℃ 90min 750℃、3h GB/T12666.6 IEC331 试验方法：

单纯防火试验：火焰温度950±40℃，燃烧180min；

防水防火试验：W级 650℃ 先燃烧 15min，再燃烧和喷淋 15min； 防火防撞试验：Z级 950℃、15min/30次。

柔性： 由于电缆的导体采用了成熟的绞线技术，而且护套是采用交联的无机材料制成，非铜管型。因此不仅重量轻，而且更具有柔软的特性。能避免设计和安装刚性矿物绝缘电缆(BTTZ)时经常遇到的接线终端问题。 防火： 由于电缆的组成材料均为矿物化合物，故决定了电缆本身的非燃性。产品符合BS，IEC国际标准，能在带电的情况下承受950℃ 3小时的燃烧，并保障电路的正常运行。因此即使在短路温度以上也可以保持不变。 低烟： 根据IEC1034进行烟气发散试验，测试透光度达到80％以上( 标准为60％ )。

无卤： 由于电缆的绝缘，护套均是无机化合物材料，没有通常的PVC材料。因此即使在火灾条件下，也无酸性气体发散。 耐温： 电缆可在125℃环境温度下长期工作，替代耐温125℃的低烟无卤阻燃电缆使用。在紧急情况下也可以在1080℃以下短期工作。 耐腐： 电缆采用的矿物化合物材料，经辐照后更具有耐腐蚀功能，敷设时可不加任何附加措施。 载流量大： 比照相同截面的电缆，柔性矿物绝缘防火电缆不仅能传输更高的电流而且能承受较大的过载。 机械强度高 ： 柔性矿物绝缘防火电缆通过高能电子B射线，对经过特殊开发的无机化合物实施交联后制成。产品符合BS，IEC国际标准，能在950℃及通电情况下，承受15分钟内连续的30次撞击。全面克服了因材料老化特性急剧恶化而造成电缆的机械特 性不足。 柔性矿物绝缘防火电缆(BBTRZ)产品的工艺结构与传统电缆完全相同,成功的解决了氧化镁铜杆矿物绝缘电缆(BTTZ)的生产工艺所决定的产品众多不足之处。BBTRZ的问世，成为防火电缆发展史上的一个里程碑。同时也加快了中国电缆的技术研发水平与国际接轨的进程。

柔性矿物绝缘防火电缆(BBTRZ)的截面积单芯为1mm2到600mm2 、多芯为1mm2-300mm2。在防火电缆领域 ，最大限度的降低了投资单位的投资成本,提高了建筑物的安全防火性能等级。

优势汇总：

1、真正柔性，结构与普通电缆一样，象普通电缆一样柔软。

2、工艺结构与普通电缆相同，理论生产无限长，可定长生产一根电缆。。

3、安装无接头，施工简单，提高可靠性，降低投入成本。 4、多芯可生产300mm2，克服刚性BTTZ 25mm2以上单芯的不足 5、电缆可再生使用，如遇线路改建调整时，电缆可以拆下重复使用。

四、 柔性矿物绝缘电缆与刚性矿物绝缘电缆的比较

表1 BBTR(Z)与BTTZ比较

比较内容 BBTR（Z）柔性矿物绝缘电缆 增强了电性能与机械物理性，耐化学性，更有绝缘能力 耐电压等级重型为1000伏，符合现代建筑电气设计，大大提高使用寿命 耐温等级125℃，安装过程无接头，提高了可靠性 无机物组成，无污染，绿色环保 耐压、耐受性更高，更支持现代建筑的节能设计 从根本上节约了资源与能源型产品的消耗 多芯结构中的单芯最大截面积可做到300mm2，可以覆盖各种规格建筑电线电缆需求 无接头、重量轻，各种常规方法敷设均可，占用空间很小，无敷设安全隐患 结构柔性，便于弯曲，中间无接头，方便省力 BTTZ刚性矿物绝缘电缆 容易吸潮影响绝缘，特备是大量的接头所导致，保护绝缘体的铜管同样具有风险 耐电压能力最多达到750伏，很难承受变频与电感因素形成的冲击电压，很难符合现代设计的安全要求 接头过多引起的不可靠性 绝缘性 安全耐电性 可靠 使用安全性 环保性 节能节能性 环保 公益性 金属构成，其制造过程存在环保问题 耐电压等级低，对现代建筑设计有局限性 大量消耗金属铜与镁等资源性材料 多芯结构的单芯截面积局限于35mm2以下，难以实现多芯大截面的防火电缆要求 规格限制 施工便利 敷设要求 接头多、外径大，占用宝贵空间，而且线路设计、施工难，且易产生敷设安全隐患 在具体的施工过程中，难以弯曲，造成接头过多，施工麻烦 施工问题 4.1 传统刚性矿物绝缘电缆特性：

1. 铜管拉拔工艺使得单根连续长度有限，安装的过程中需要不断使用接头，

增加材料和人工成本，并且需要对接头处电气性能作特殊处理。 2. 35mm2及以上均为单芯电缆，安装工序多，并且不利于各芯电气参数的

均衡。

3. 线芯棒型实心铜导体，非常坚硬，使得其最大截面通常为400mm2。 4. 氧化镁粉末充当绝缘层，易产生厚薄不均现象，工艺稍有差池便会击穿，

额定电压最高为450/750V。 5. BTTZ电缆不断的使用专用接头，因此需要特别处理以保证火焰下承受水

喷淋后仍保持通电。 6. 一旦受火铜管外壳即为直接受火温度——950℃+50℃(塑料外护套瞬间

烧损)，铜导体芯线阻随温升而增加，因此火灾中BTTZ压降损失大。 7. 金属套采用分段拉拔工艺，大截面400mm2单根最长不超过60米，氧化

镁对环境有污染，成本高，效率难以提高。 4.2 柔性矿物绝缘电缆特性

1. 提高了绝缘的稳定性：不仅保留了刚性矿物绝缘电缆的耐火特性，而且

还具有不宜吸潮等特点，因此绝缘性更稳定。 2. 提高了耐电压等级：耐压水平可达到1000V，从而减少了很多因电感、 变频电器的频繁启动而造成的冲击电压，相应地使得线路系统使用寿命大大提

高。 3. 全系列性：可以根据用户实际需求，加工成单芯或多芯结构，最多可做到96芯，几乎可以覆盖电力电缆、控制电缆等各种规格的建筑电缆需求。 4. 无中间接头：采用了成熟的绞线和成缆技术，可以根据用户要求定长生

产，不仅减少了接头成本，更可以提高并实现线路的整根一致性。 5. 柔性易安装：因为采用了绞线、成缆等传统电缆结构，使得电缆更柔软，

同时由于不需要专用终端接头，更方便了安装和敷设。 6. 节省空间：由于可提供大截面、大长度的多芯电缆，从而避免了因多根

排列以及中间接头而造成的不必要的敷设空间浪费。 7. 公益性：由于结构的改进，大量使用了矿物和矿物化合物，不仅节约了铜、镁等资源，还相应地节约了大量的能源消耗，公益价值同样十分显著。

五、 柔性矿物电缆的安装与敷设

电缆明敷时，应沿全长采用电缆支架、挂钩或金属吊绳等支持，最大跨距，应符合下列规定：

1. 满足支持件的承载能力和无损电缆的外层及其缆芯； 2. 使电缆相互间能够配置整齐； 3. 适应工作条件下的布置要求；

4. 直接支持电缆用的普通支架(臂式支架)，吊架的允许跨距宜符合下表规定的数值。

表2 普通支架、吊架的允许跨距(mm)

电缆特征 电缆外径D D≤20 20＜D≤30 30＜D≤50 D＞50 水平 400 600 800 1000 敷设方式 垂直 1000 1200 1500 2500 柔性矿物绝缘防火电缆的截面积单芯为1.5mm2～600mm2，多芯为1.5mm2～300m2。在防火电缆领域，最大限度的降低了使用单位的投资成本，提高了建筑物的安全防火性能等级。

六、 结束语

柔性矿物绝缘防火电缆在安装完毕后能够保证应急使用，平时也可作为耐温125℃无卤阻燃电缆、耐火电缆使用，因该系列电缆覆盖面广，既克服刚性MI电缆的缺陷，又发挥了柔性MI电缆的优势，并且为各重点工程提供了实用产品，特别是在超高层建筑应用中，使得人们的生命、财产安全得到了可靠保证，同时也促进了其行业的广阔发展。