耐火电缆之最——氧化镁绝缘电缆
耐火电缆级氧化镁
耐火电缆级氧化镁
耐火电缆级氧化镁是一种高纯度的氧化镁粉末，通常用于制造电缆的耐火层。
耐火电缆是指在火灾条件下能够继续正常工作一段时间的电缆，其耐火层的作用是增加电缆抵抗火灾的能力。
耐火电缆级氧化镁具有良好的阻燃性能和隔热性能，可以有效地防止火灾蔓延和热辐射。
耐火电缆级氧化镁具有以下特点：
1. 高纯度：氧化镁的纯度较高，无杂质和有害元素，确保电缆的使用安全性；
2. 耐高温：氧化镁能够在高温环境下保持稳定，不会熔化或分解，保护电缆的结构和性能；
3. 阻燃性：氧化镁具有良好的阻燃性能，能够有效地抑制火焰蔓延；
4. 隔热性：氧化镁具有较低的热传导性能，可以隔离电缆的热辐射，减少对周围设备和人员的损害。
耐火电缆级氧化镁广泛应用于各种耐火电缆的制造中，如电力电缆、通信电缆、船舶电缆等。
它在提高电缆的耐火性能和安全性方面起着重要作用，是电缆行业中重要的耐火材料之一。
矿物绝缘电缆
概念
矿物绝缘电缆简称MI电缆，又称 矿物绝缘电缆简称MI电缆，又称
铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆，习惯称为 铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆，习惯称为
矿物绝缘电缆或防火电缆。 矿物绝缘电缆或防火电缆。
1895年瑞士人研制开发，获得专利。
历史
1934年法国率先将该技术转化为生产。
1968年上海电缆研究所开始研发。
组成
铜导体 氧化镁 铜护套
型号和表示方法
一、型号
1、500V（轻载）——BTTQ、BTTVQ
2、750V（重载）——BTTZ、 BTTVZ
型号和表示方法
二、表示方法
字母代号： B——布线用绝缘电缆 T——铜导体（铜护套） V——聚氯乙烯外护套 Z——重型（750V） Q——轻型（5和其他高温场合的 输配电路中。
应用范围
三、危险场所
石油化工业、炼油厂、加油站、油库
应用范围
四、地下场所
地铁、地下仓库、隧道、地下广场
应用范围
五、交通枢纽
机场、车站、火车站
附件
1、中间连接器
二端均由内螺纹无缝铜管、黄铜罐或热缩 性套管、铜压接管和绝缘热收缩套管所组 成。
附件
2、终端
电缆在安装使用时，需采用一种永久性的终端联接 器。终端有两种作用：一是使电缆绝缘材料（氧化 镁）与外界隔离起密封用途，二是将电缆联接到开 关柜或用电设备上。
敷设安装
沿墙、支架、梯级桥架等明敷。 与其它塑料电缆共同敷设在同一桥架、竖 井、电缆沟、电缆隧道等场所。 埋地敷设。但最好不要有中间接头，如无 法避免，则接头处须做好防水处理。
耐火性 能好
屏蔽性 能优越
载流量 大
防水、 防腐、 防爆
浅谈耐火电缆耐火绝缘层材料的研究
浅谈耐火电缆耐火绝缘层材料的研究摘要：耐火电缆是指具有规定的耐火性能（如线路完整性、烟密度、烟气毒性、耐腐蚀性）的电缆，能够保证线路在火焰条件下继续稳定运行一定时间，使电力系统和信号控制系统在火焰条件下正常工作，将火灾造成的损失降到最低限度耐火绝缘层是耐火电缆最重要的组成部分。
关键词：云母带；耐火电缆；绝缘层0引言大部分聚合物及其复合材料是可燃或易燃材料，其广泛应用大大增加了火灾发生的几率及灾情的严重程度。
耐火电缆是指具有规定的耐火性能（如线路完整性、烟密度、烟气毒性、耐腐蚀性）的电缆，能够保证线路在火焰条件下继续稳定运行一定时间，使电力系统和信号控制系统在火焰条件下正常工作，将火灾造成的损失降到最低限度耐火绝缘层是耐火电缆最重要的组成部分。
本文介绍了类耐火电缆的耐火绝缘层材料的组成、材料选择、性能特点及研究进展，展望了耐火电缆耐火绝缘层材料的发展趋势[1]。
1 云母带云母带是云母带耐火电缆的耐火绝缘层材料，决定了云母带耐火电缆的耐火性能。
云母带由介电材料、补强材料和黏合剂组成。
云母具有高的介电强度、小的损耗、高的耐热性能、优良的耐电晕性，在电气绝缘领域具有广泛的应用。
当火灾发生时，云母保证电线电缆具有较高耐火性和绝缘性。
制作云母带的云母有天然云母和合成云母两类。
天然云母有多种，作为电气绝缘材料的主要有白云母和金云母两种。
目前具有实用价值的合成云母只有氟金云母。
白云母在常温下的电性能优于金云母和氟金云母但在高温下其绝缘性能急剧下降。
因此，在我国常选用耐火性能更好的金云母或氟金云母来制作耐火电缆用云母带。
增强材料用于提高云母带的强度，并减少云母纸受损，玻璃纤维布和聚合物薄膜是目前常用的两类增强材料。
玻璃纤维布由无碱玻璃抽丝编织而成，玻璃布补强云母带又分单面补强和双面补强。
因生产工艺比较落后，用于耐火电缆的国产云母带以双面玻璃布补强为主，以减少云母脱落，但双面补强会造成线缆直径增大，成本增加。
国外则以单面补强为主，降低成本，提高云母烧结层的强度和电性能，减小电缆直径。
矿物电缆连接方式
矿物绝缘电缆简称MI电缆，国内习惯称之为氧化镁电缆或防火电缆。
它是用金属（目前基本为铜）作为导体，氧化镁矿物质作为绝缘，金属管（目前基本为铜管）作为护套的一种电缆（电缆结构图详图1）。
电缆的全部材料都是采用无机材料，它具有耐火、耐高温、防爆、载流量大、无卤无毒、防水、耐腐蚀等优点。
随着人民生活水平及消防安全要求的不断提高，对建筑物的安全等级要求也越来越高，由于矿物绝缘电缆具备以上显著优点，使它越来越多地应用于各类建筑工程。
我司在矿物绝缘电缆应用于几个工程的施工中积累一定安装经验的基础上，总结了矿物绝缘电缆的安装技术并形成工法。
2 工法特点2.0.1 使用新材料（配专用的安装附件）、新工艺，比传统材料、工艺提高了效率。
2.0.2 对关键环节（中间连接和终端制作）的搭接工艺方法做了详细规定，保证了矿物绝缘电缆安全稳定运行。
2.0.3 制定了严格的质量控制措施，确保安装质量的水平达到优良要求。
3 适用范围适用于室内、额定电压750V及以下工业、民用、国防等建筑的铜芯铜护套矿物绝缘电缆安装。
4 工艺原理矿物绝缘电缆的安装是将已在工厂内标准化生产好的电缆和配套的专用附件包括终端附件、中间连接附件、密封绝缘附件和固定配件，按照规定的工艺步骤、操作要求，连接成一种安全、可靠具备耐火、耐高温、耐机械损伤、耐腐蚀、防爆、防水等特点的电缆线路。
5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工准备现场实测、订货到货查验固定支架及电缆卡子的安装敷设电缆电缆固定中间接头制作终端接头制作防火分区防火封堵系统绝缘复测终端接头接线安装试运行及交验5.2 施工操作要点5.2.1 施工准备1 熟悉施工图纸和设计说明，确定矿物绝缘电缆的型号、规格及排列方式和敷设方式。
1) 单芯矿物绝缘电缆的排列方式见表5.2.1。
2) 矿物绝缘电缆室内敷设方式主要有：沿电缆桥架敷设；在电缆沟内敷设；沿支架卡设；沿墙面及平顶直接敷设。
2 对班组进行技术培训或技术指导，使他们充分了解这类电缆的性能、敷设要求、技术标准，特别是电缆绝缘测试的方法、步骤，掌握关键节点的施工技能。
关于BTWTZ与BBTRZ之间的区别说明
关于BTWTZ与BBTRZ之间的区别说明BTWTZ电缆（铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆）：是一种外层采用无缝铜管护套、中间充填氧化镁晶体粉作绝缘材料，导体是单股铜棒组成的新型电缆。
它具有耐高温、防火、防爆、不燃烧（250℃时可连续长时间运行，1000℃极限状态下也可作30min的短时间运行）且载流量大、外径小、机械强度高、使用寿命长，一般不需要独立接地导线的特点。
被广泛应用于核电站、冶金、化工、矿井、制窑等危险、恶劣、高温环境。
近年来也较多的应用于高层建筑、机场、码头、地下铁道等场所，用以保障在火灾情况下消防水泵、消防电梯、局部照明、应急疏散指示、保安监视，防、排烟系统及自备电源等消防用电及重要设备不间断运行。
但BTWTZ电缆安装最复杂，工期最长，受限太多。
BTWTZ图：BTWTZ电缆的主要性能1.耐火性能电缆不但自身无法燃烧，更不会引发火源。
即使在着火的情况下，电缆仍可正常工作。
而且只要火焰温度低于铜的熔点温度，火情消除后，电缆无需更换，仍可继续使用。
更换护套和芯线材料耐火更佳，可在油气环境下使用。
2.过载保护能力强线路过载时，塑料电缆会因过电流或过电压而引发绝缘发热老化或击穿；而对于矿物绝缘电缆，只要发热达不到铜的熔点温度，电缆不会受损。
即使瞬间击穿，击穿点处氧化镁既便熔化仍为氧化镁，过载消除后，电缆性能不会产生变化，仍可继续正常使用。
3.载流量大由于电缆绝缘材质及结构的特殊性，使得矿物绝缘电缆具有较大的载流能力。
传输相同的电流量，若选用矿物绝缘电缆可比塑料类电缆减小1到2个截面等级或更大。
4.工作温度高由于绝缘层氧化镁的熔点温度远高于铜的熔点温度，因而裸电缆最高正常工作温度可达250℃，短期可在接近铜的熔点温度1083℃下继续运行。
5.防水、防腐、防爆由于电缆采用无缝铜管作护套，导体、绝缘及护套三者间是致密压实体。
因而使其不但具有防止水、潮气、油及一些化学物质的侵害，而且具有阻止可燃性油蒸汽、气体和火焰的蔓延。
隔离型(柔性)矿物质绝缘电缆施工介绍
铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆，国外 叫MI电缆，国内简称矿物质绝缘电缆 或防火电缆。它是采用高导电率的铜 作为导体，无机物氧化镁作为绝缘， 无缝钢管作护套，经特殊工艺制作而 成的现代建筑用防火电缆。由于其用 材和结构的特殊性，决定了该产品具有 有机电缆（塑料电缆）所无法比拟的电 气性能、机械性能、耐环境性能和环保 性能。
裸电缆长期使用温度为250℃，在 950~1000 ℃时可持续供电 3h （国家标 准规定 90mi n ），短时间或者非常时期 可接近铜的熔点1083℃工作（氧化镁 绝 缘 熔 点 为 2 8 0 0 ℃ ） 。
用途：
本产品主要应用于防火系统、应急照明、报警系统、消防系 统、高温场合、装置及要求特别安全的设施（公共场所、高 层建筑）等特殊场合的输配电线路。
产品代码及示例。 N------------------------耐火 G------------------------隔离 A------------------------类别（950~1000℃）3小时 故隔离型（柔性）矿物质，额定电压0.6/1KV ，4芯，标称截面16mm² ，表示为 NG-A(BTLY)-4*16
3、主要特性： • • • • • • • • • 耐火性能高 可持续生产，电缆连续长度满足现场使用，中间无接头。 防水，防鼠蚊。 机械强度高。 过载能力强。 耐腐蚀。 节能环保，线损比常规电缆低4-7%。 防辐射、寿命长，电缆具有长期稳定性。 铝金属套可作接地线使用，铝金属套电阻完全符合接地线芯要求。 节省一根线芯选用（指有接地线的三相四线制和三相五线制）。
电缆缺点：
以上介绍的原始矿物质绝缘电缆制造长度有限，中间接头不防火， 运输、放线困难，接头处容易受潮，施工难度大，施工工作量大， 造成了市面上出现的矿物质电缆均为原始矿物质绝缘电缆及原始矿 物质绝缘电缆的升级换代产品，如NG-A(BTLY)、GAN-BTGZ、 BTTW、RTTZ、BBTRZ、ZYTTW、BTTQ、BTTE，故市面上所售 矿物质电缆品种繁多，没有具体型号可以定名，具体施工工艺以工 程设计品牌为准，要求厂家提供技术指导。
YJV电缆说明
一、型号1. 护套及绝缘层材质。
常见类型：VV（VLV）聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆VY（VLY）聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆YJV（YJLV）交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆YJY（YJLY）交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆括号中L代表铝芯电缆脚标22代表钢带铠装缘聚氯乙烯护套脚标23代表钢带铠装缘聚氯烯护套脚标32代表细钢丝铠装缘聚氯乙烯护套脚标33代表细钢丝装缘聚氯烯护套脚标42代表粗钢丝铠装缘聚氯乙烯护套脚标43代表粗钢丝装缘聚氯烯护套VV（VLV）类电缆导体运行最高额定温度为摄氏70度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏160度。
YJV（YJLV）类电缆导体运行最高额定温度为摄氏90度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏250度。
矿物绝缘电缆。
氧化镁绝缘，铜或高温合金护套，运行最高额定温度摄氏250度。
特殊用途类型：由于特殊用途电缆种类繁多，在此仅做简单介绍。
用于高温环境的氟塑料电缆，聚偏二氟乙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏150度，聚全氟乙丙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏100度，，聚四氟乙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏260度。
用于油污染环境的丁晴复合物绝缘电缆，运行最高额定温度摄氏105度。
用于经常移动环境的硅橡胶电缆，运行最高额定温度摄氏180度。
此外，还有专用的低温、防水、防虫鼠害、矿用电缆等。
2. 电压等级表示方法U0/U（Um）U0为导体对地电压，U为导体与导体之间电压，Um为使用设备的系统最高电压的最大值。
其中，U0按系统接地故障持续时间分为两类：第一类电缆----用于单相接地故障时间每一次一般不大于1分钟的系统，亦可用于最长不超过8小时，每年累计不超过125小时的系统；第二类电缆----用于接地故障时间更长的系统，或对电缆绝缘性能要求较高的场所。
例如10kV系统，如中性点经消弧线圈接地的应采用8.7/10kV电缆（或8.7/12），如中性点经小电阻接地的可采用6/10kV电缆（或6/12）。
矿物绝缘电缆对比
的电流过载后，不会造成击穿；
故其短路过载能力高于常规的YJV电缆；
2.机械性能:金属护套弯曲性好，能承受一定的拉力 2.机械性能：金属护套可承受一定的拉力和机械冲击；
和机械冲击；
3.消防功能：耐火标准可通过BS6387三项考核；
3.消防功能:耐火标准可通过BS6387三项考核；
4.防爆性能：金属铝护套为连续挤包成型工艺，抗撞击
晶体粉末作绝缘材料，导体是单股铜棒组成的电缆。
套构成。
2.之所以被国际公认，主要取决于采用的材料是真正的耐高温材 2.在早期矿物绝缘电缆刚引进至
料，其中的铜导体和铜护套的熔点是 1083℃，而氧化镁矿物绝缘层 国内时，因工艺不成熟，导致铜
的熔点更是达到了2800℃，故而使得线路在超过1000℃的火灾高温 护套经常容易开裂，于是改采用
该系列不含金属护套，故已经逐 渐退出消防应用舞台。
价格较高
NG-A(BTLY)系列隔离型耐火电缆属于有机、无机混 合型耐火电缆，燃烧时会产生低烟低毒，与无机矿 物绝缘电缆的无烟无毒不能相比。 1.耐火层：采用玻璃纤维布，约在840℃时被软化 损坏； 2.填充层：采用水合金属氧化物，是一种石膏状的 半流体，含有有机成分，燃烧时有水汽逸出，胶状 变成固体（三氧化二铝），有否毒性尚不清楚； 3.隔离套：一般采用交联聚乙烯（XLPE），燃烧 时，低烟低毒； 4.金属套：铝质材料，机械性能，电气性能都比较 差，火焰温度660℃就融化，不适宜作防火电缆的 金属护套； 5.矿物绝缘层：采用金云母带，金云母的耐火特性 仅是B类（750℃~800℃），只能作为B类耐火电缆, 就不能用在A类（950℃~1000℃）耐火电缆中。
逐渐退出消防应用舞台，现已不
再归类于“矿物绝缘类不燃性电
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耐火电缆之最——氧化镁绝缘电缆
前言
我国耐火电缆的发展过程颇为曲折，从名词开始就有争论，设计和救灾部门将这类产品命名为“防火电缆”，制造部门则命名为“耐火电缆”，IEC标准的完整术语应为“在火焰条件下燃烧而要求保持线路完整性的电缆”。
这样的名词太长，久而久之"耐火电缆"成了习惯使用术语，不过"耐火"和"防火"之争至今未了。
不管用词如何，关于火焰规定、燃烧时间和线路完整等要求，才是耐火电缆的实质问题，局限的模拟试验只是相对比较，建筑真的发生火灾时哪一种电缆能保证安全运行，需要用更为切合实际的试验方法。
上海电缆研究所于1969年开始研制用于核反应堆无机绝缘信号检测电缆（属于仪表电缆），试制氧化铝和氧化镁绝缘耐高温合金导体和护套电缆，某些性能氧化铝较氧化镁更佳，但对于配电布线来说，氧化镁绝缘已足够有余。
上世纪80年代，电缆研究所成功试制并生产了氧化镁绝缘电缆，为耀华-皮尔金顿玻璃厂设备配套，从而国产氧化镁电缆在国内打开了市场。
由于铜价问题影响了氧化镁电缆的广泛使用，云母带绕包加塑料绝缘耐火电缆迅速崛起，确实对氧化镁电缆冲击很大，加上商业抄作升温，云母带绝缘耐火电缆在行业中风行一时，只要有检测报告，似乎发生火灾时这种电缆就能保持线路完整性。
这里并不否认优质云母带绝缘耐火电缆可以在火灾时维持一段时间，但到底可维持多长，很难有数字概念表达，再说各厂产品良莠不齐，遇到劣质产品则杞人忧天之念也不无道理。
我国大、中城市的火灾损失已引起政府重视，公安部消防处对建筑某些线路，应采用氧化镁电缆已作出规定，当前氧化镁电缆的订单骤增，已接近供不应求的局面。
对氧化镁电缆耐火性能的信任，当然不是靠宣传而得，真正的体会是由实体火灾模拟试验给予证实。
实体火灾模拟试验
目前执行的耐火电缆燃烧试验方法国家标准与相应IEC标准等同，都是规模较小的着火试验，实质上说只是定性的相对比较试验，并不能说明真正发生火灾时电缆究竟会出现什么情况。
英国政府研究机构--火灾研究站制订的名为"Full Size Fire Test"的试验方法，含义是完整尺寸的燃烧试验，简单地称"实体火灾模拟试验"，与实际火灾相当接近，是很严酷的燃烧试验方法。
英国在卡玎顿地方利用了一个废的飞机库，改造成实体燃烧室。
其长、宽、高分别为7.4×5.7×4m，燃烧室有一个吊顶，吊顶垂直深度为1m，由不燃烧材料制造，应能承受2小时的火灾而不坍塌。
火源以松木作燃料，松木的准备需要先在窑内烘干，松木湿度为20% 。
松木条总量为150kg，共有100根木条搭成框架，松木条尺寸为60mm×60mm×1m ，每10根木条平行间隔放成一排，各排相互垂直，共10排。
引火用的汽油，应事先在室温下存放直至启用。
进行燃烧试验时将产生1兆瓦（Megawatt）的能量，时间超过30 min 。
这项试验本身是模拟火灾条件，试验目标可有试验主持者自己制定。
例如美国杜邦公司为多种结构和不同材料制成的局域网电缆进行对比试验，观察它们的延燃、发烟、二氧化碳等情况，他们的结论是F-46电缆情况最好。
以往国内火灾发生后，电气线路很快失效，引起公安部的重视，消防处参考英国规定进行了实体火灾模拟试验，试验目的是观察通用电缆、阻燃电缆、云母带绝缘耐火电缆和氧化镁电缆等品种的耐火能力。
电缆有明线敷设、穿管敷设（明管）和埋墙敷设。
试验结果是氧化镁绝缘电缆全部通过试验。
通用电缆和阻燃电缆很快全部失效。
云母带绝缘电缆明线敷设的只能短暂维持运行，穿管敷设（明管）的运行时间略长一些，部分埋墙的能维持运行。
从实体火灾模拟试验结果分析，云母带耐火电缆，不一定能保证火灾时维持正常运行，而氧化镁绝缘电缆则可维持正常运行。
因此建筑电气设计时耐火电缆的选型和敷设条件需周密考虑。
实体火灾模拟试验还可以考验各种电缆的二次危害性程度，电缆燃烧时一方面看它的单位重量物质燃烧释放一氧化碳和二氧化碳数量大小，另一方面看它的燃烧物质有多大，这项试验中某些电缆全部烧毁，那么不管它是含卤还是无卤，用一氧化碳和二氧化碳释放量来看，客观上对人的毒性危害似乎差别不大了。
另一种观点是电缆燃烧时生成有一些毒气，但是它的自熄能力很强，没有较多的物质燃烧，则它的毒性危害反而较小，公安部燃烧试验标准的毒性测试方法与国家标准相差甚大，这个悬念也许是以后的议题。