矿物绝缘电缆的结构特性及敷设应用

赵德鱼

【摘 要】本文所指的矿物绝缘电缆（Mineral Insulated Cable）是无机的氧化镁绝缘电缆。这种电缆一般为铜芯铜护套，不带外套。在发生火灾时，它能在规定的时间内提供安全可靠的电力供应，以保证人身和财产安全。另外，矿物绝缘电缆也适用于高温、腐蚀、核辐射等恶劣环境中。但是，这种电缆不易弯曲，因此造成了施工作业量多、难度大。本文从矿物绝缘电缆的结构入手分析其性能，并论述了敷设要点、难点和解决办法。

【关键词】矿物绝缘电缆；电缆敷设

矿物绝缘电缆分为额定电压500V的轻型矿物绝缘电缆（BTTQ电缆）和750V的重型矿物绝缘电缆（BTTZ电缆）。因其具有简单的结构和优异的性能，被广泛应用于消防供电系统及其他重要负荷的供电系统。

一、结构和性能

矿物绝缘电缆结构简单，采用高导电率的退火铜作线芯，无机矿物质氧化镁粉经高压填充作绝缘层，无缝铜管作护套，经振实轧制而成[1]。

（一）铜护套

铜的熔点为1083℃，在特殊高温场合，铜护套允许长期工作温度可以达到250℃。成品矿物绝缘电缆按照GB/T 19216.21进行耐火试验，在950℃的高温下，可以持续供电3小时以上，这种性能特别适用于消防供电系统。在火灾环境中，直接接触火焰的铜护套不仅可以继续保持供电，还可以阻止可燃性油蒸汽和火焰通过电缆进入与电缆连接的密闭设备和零部件之中，从而起到防爆作用。另外，铜护套具有较强的耐腐蚀性，一般不需要附加防护措施。

（二）氧化镁绝缘层

氧化镁的熔点是2800℃，具有良好的耐高温绝缘性和导热性。其绝缘性能优于有机电缆的绝缘层，且电气及机械性能相对稳定。因此矿物绝缘电缆外径比有机电缆小，使用寿命也比有机电缆长。

（三）导体

电缆工作时，导体会发热，温度升高；而且载流量越大，温度越高，导体的热量通过绝缘材料向外传导。因为有机电缆的绝缘材料在温度升高后绝缘性能下降，所以为了保证其绝缘性能，有机电缆的导体允许工作温度最高仅为90℃。而矿物绝缘电缆在可触及或可燃环境中，铜护套外表面的运行允许温度可达70℃；在不可触及或不燃环境中，铜护套外表面的运行允许温度可达105℃。这样一来，导体的允许温度更高，允许的载流量也更大，因此相同截面的矿物绝缘电缆的允许载流量比有机电缆大。一般来讲，对于16mm2以上的线路，可以降低一至两个截面。

总之，矿物绝缘电缆的组成全部为无机物，既不燃烧，也不助燃，并且不会像有机电缆那样，产生烟雾、卤素和毒性气体。

二、敷设应用

由于矿物绝缘电缆的铜护套有一定的强度和韧性，氧化镁在加工过程中又是经过高压填充的，所以在敷设、扭转、成弯时，芯线和护套之间的相对位置保持不变，不会产生短路，也不会影响电气性能。因此矿物绝缘电缆弯曲性能好，最小弯曲半径仅为外径的3～6倍。但是弯曲性能好，只是说明矿物绝缘电缆可以弯曲成较小的弧度，并不意味着它比有机电缆容易弯曲。相反，矿物绝缘电缆硬度比有机电缆高，成弯效率较低；重量约为有机电缆的两倍，敷设起来难度也比较大。

（一）储存和检测

矿物绝缘电缆应存放在干燥的库房内，避免对铜护套有腐蚀的氨、硫化氢等气体存在，需要经常检查端头封堵是否良好。

外观检查。检查矿物绝缘电缆的铜护套是否有损坏痕迹，有无压扁、破损、扭曲的现象。必要时，可以从整盘电缆的端头截取一段试验品，进行拆验。

对整盘矿物绝缘电缆进行绝缘电阻测试。当电缆受损或有疑问时，可对矿物绝缘电缆进行交流耐压测试和线芯的直流电阻测试。

根据消防部门的要求，截取试驗电缆进行耐火试验。消防等级高的场所，还要进行撞击、喷淋等与实际火灾状态类似的试验。

（二）敷设、成弯、固定

矿物绝缘电缆一般沿支架明装或敷设在梯架内，和有机电缆分开布置。根据现场走向深化设计，绘制矿物绝缘电缆敷设沿布图。沿布图上标明起止点、走向、压接开关，并对同一路径内的电缆进行顺序排列，使电缆不重叠交叉、布局合理。此外，单芯矿物绝缘电缆要区分三角形排列、一字形排列。

校核矿物绝缘电缆的牵引力和侧压力，选择合适的敷设方式和工器具。对于小截面的矿物绝缘电缆，可以选择人工敷设法。机械敷设法要合理布局放线架、电缆滑车、牵引机等。敷设不同型号的矿物绝缘电缆要根据其在滑车之间的自然悬垂状态确定直线滑车的数量和转弯电缆滑车的位置、姿态[2]。

在复杂地段、电缆盘、牵引机、转弯处都要配备一名有经验的工人持对讲机全程监视电缆敷设。检查矿物绝缘电缆有无磨损、挤压、刮伤、落地拖拽现象，确保电缆接触范围内无毛刺、钢钉等能够刺破铜护套的异物。因为铜护套一旦破损，不仅会使氧化镁绝缘层的密实状态变得松散，氧化镁也会潮解，在空气中吸收二氧化碳和水形成碳酸镁复盐，致使电缆绝缘性下降[3]。

电缆盘上剩约2圈时，应通知牵引端操作员控制牵引拉力、降低敷设速度。用人工或刹车装置控制电缆盘的转动速度，使电缆盘转速和牵引拉力相匹配。严禁电缆盘自由转动，甩出电缆，摔坏端部的铜护套和绝缘结构。一根电缆敷设结束，用电缆钳割断电缆，随即对其端部和电缆盘上的剩余电缆进行临时性封堵，然后才能进行下一道工序。

矿物绝缘电缆敷设按照沿布图中的排列顺序，逐根敷设、成弯、固定。电缆转弯时的转弯半径要尽量大一些，防止死弯；成弯、固定时，弯曲半径要小一些，节省空间。为了满足美观辨识的要求，可以先找出这一组成弯电缆的最小弯曲半径的最大值，作为这一根电缆内测最小弯曲半径；再根据电缆间距和外径逐根确定每根电缆的实际弯曲半径，复核每根电缆的弯曲半径是否符合允许的最小弯曲半径的要求。实际操作中，可以用计算机辅助设计软件模拟计算[4]。

一般多芯矿物绝缘电缆的最大截面为4x25mm2，截面25mm2以上的电缆均由单芯电缆代替。单芯电缆不得穿于磁性导管内，固定用的卡子和支架也不能形成闭合铁、磁回路，而要用非导磁材料的电缆夹具或阻燃的尼龙扎带，避免产生横向涡流。矿物绝缘电缆固定在支架或梯架上，间距以1～1.5m为宜。在转弯及中间连接器两侧，加密固定。每回电缆上挂电缆标志牌，标明电缆型号规格、起止点等信息。

（三）安装终端、试验及送电

矿物绝缘电缆敷设完毕，安装电缆终端及中间连接器，并按照GB50168-2018和JGJ232-2011的要求检查电缆的安装质量，进行绝缘检测，合格后方可通电运行。

三、结语

矿物绝缘电缆防火性能好、外径小、载流量大，电缆敷设要克服硬度高、重量大的难点，重视铜护套的保护，做到整齐、美观。另外，除了本文所述的铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆外，护套也可以选用合金材料。在可能腐蚀金属护套的环境中，还可以在金属护套外面挤包塑料外套，起到绝缘防腐的作用。当然，塑料外套可以选用聚氯乙烯、聚烯烃，也可以选用低烟无卤材料，这些都属于矿物绝缘电缆。参照本应用敷设以上矿物绝缘电缆时，还要根据材料特性和敷设环境，并进行具体地分析论证。

参考文献：

[1]张乐.矿物绝缘电缆施工工艺及成本分析[J].建材发展导向（上），2021，19（02）：45-46.

[2]刘毅，梁俊.矿物绝缘电缆设计选型的若干问题分析[J].现代建筑电气，2020，11（10）：55-59，63.

[3]李斌.矿物绝缘电缆施工安装方法和注意事项探讨[J].建筑·建材·装饰，2020（11）：150，154.

[4]杨宏峰.矿物绝缘电缆概述与监理控制要点[J].建材发展导向（上），2018，16（01）：300-301.