浅析优质柔性矿物质绝缘电缆的必备结构及性能

重庆科宝电缆股份有限公司  黄美华

随着我们国家电力事业的发展，对于电线电缆的需求也日益加大，尤其是各类特种电缆产品，笔者今天要为大家介绍的柔性防火电缆就是现在电力事业设备器材中的重要组成部分。该产品具有很多的优良特性，在实际的应用中得到了大家的普遍认可，它达到国际上通用的电缆安全使用标准，连续长度长，不管是单芯，还是多芯电缆，单芯电缆截面可达1000mm²，多芯电缆截面可达240mm²；可以盘在电缆盘上，其弯曲半径≤20D，绝缘采用无机材料，燃烧时不会产生任何有害气体，更不会发生二次污染，称得上是环保绿色产品；电缆不仅载流量大，而且具有较大的过载能力。

对于柔性矿物质绝缘电缆，大家首先想到的就是两部标准：1、首先就是2014年住房和城乡建设部颁布的中华人民共和国建筑工业行业标准——JG/T 313-2014《额定电压0.6/1kV 及以下金属护套无机矿物绝缘电缆及终端》，此标准对柔性矿物质绝缘电缆材料的选用以及材料相应的结构参数做了明确的规定，对于柔性矿物质绝缘电缆后续的进步和发展有着指导的意义。2、最新的就是于2017年国家标委会和质监总局颁布的GB/T 34926-2017《额定电压0.61kV及以下云母带矿物绝缘波纹铜护套电缆及终端》，这个标准明确了金属护套是铜，并且带波纹，更加确定了柔性的定义。但是两部标准针对的主要是铜护套，那么对于金属铝护套的柔性矿物质绝缘防火电缆的规定只能是各个企业的企业标准，这就造成了目前市场对于柔性防火电缆的认知还不是很全面，导致尤其金属铝护套的柔性矿物质绝缘防火电缆在市场上千差万别，国家没有固定的标准去衡量它，只是参照不同的标准对他的性能进行检测，至于产品相应的结构参数、材料参数以及试验规范等均没有相应准确的国家标准。但是无论产品怎么变化，都必须符合：GB/T 19216-2003系列在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验，GB/T 19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则，BS:6387-2013在火焰条件下电缆线路完整性试验耐火试验方法，以及GB 31247-2014电缆及光缆燃烧性能分级等相关标准规定的要求，因此产品如果达到以下几点，柔性矿物质绝缘防火电缆（金属铝护套系列）的产品会更优。

一、绝缘为无机矿物质绝缘

电缆绝缘材料的选用，对于柔性矿物质绝缘防火电缆的电气性能、耐火性能至关重要。目前柔性矿物质绝缘防火电缆大多会采用合成云母带作为绝缘绕包层。如果该款电缆产品绝缘出现交联聚乙烯、聚乙烯、聚烯烃等塑料绝缘，那么在耐火效果上会大打折扣，同时参照执行的JG/T 313-2014和GB/T 34926-2017中对绝缘材料的选用也有明确的规定。同时随着电缆行业辅材的发展，也会出现耐火性能、绝缘性能更强的材料，但整体性能也应等于或优于以合成云母带为绝缘的无机矿物质材料。

合成云母是以氟离子代替羟基，在常压条件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工云母。合成云母带是将合成云母抄制成的云母纸为主要材料，再用粘合剂将玻璃布粘贴在一面或两面用云母带机制成的。将玻璃布粘贴在云母纸一面的叫做“单面带”，两面都粘贴的叫“双面带”。在制造过程中，将几个结构层次粘合在一起后，再经过炉子烘干，然后收卷，再分切成不同规格的带子。

云母带是一种高性能的云母绝缘制品，具有优良的耐高温性能和耐燃烧性能。粉云母带常态时具有良好的柔软性，适用于各种耐火电缆中主要耐火绝缘层。在遇明火燃烧时基本不存在有害烟雾的挥发，所以该产品用于电缆不但有效，而且很安全。据相关数据显示：合成云母带的熔点在1375℃以上，且不含结晶水。在常规无机矿物绝缘材料中，绝缘能达到阻燃A级的水平。据目前YTTW、RTTZ等产品市场使用的情况，绝缘材料的使用也得到很好的验证。

表1 常见电力电缆绝缘材料耐火性能对比表

二、电缆应具备完整的金属扎纹护套

1、柔性矿物质绝缘防火电缆的金属护套有着很重要的屏蔽和抗击穿保护作用，带有金属护套的柔性防火电缆其金属护套屏蔽层主要是对电磁进行屏蔽，使其内部不受外部的电磁干扰，而内部的电磁能量不轻易跑到外面去。能解决在电力输送过程中抗电磁干扰，保证电能输送。同时金属护套在正常情况下流过电容电流，短路时金属带可作为短路故障电流的回路，将击穿信号反映到配电的漏电保护系统中，及时报警。

2、柔性矿物质绝缘防火电缆的金属护套也有很好的防火作用，铜的熔点是1000℃以上，铝的熔点660℃以上，其铝材还具备较好的导热传递和散热效果。在使用过程中无卤无毒、耐高温、耐腐蚀防爆。

3、该电缆的金属护套还具备保护电缆免受机械损伤的功能，与常规电力电缆的铠装层起同等作用，且区别于钢带铠装绕包是柔性矿物质绝缘防火电缆采用氩弧焊接，其焊接强度为原有材质的80%，进一步增强了电缆的完整性。

4、这里有提到金属扎纹护套，其中“扎纹”的功能就是柔性矿物质绝缘防火电缆中的“柔性”的意思，在电缆的制造工艺中对于扎纹的深度和节距必须做出严格的要求，以此满足电缆足够的弯曲性能。

表2 金属护套氩弧焊扎纹深度和节距参考表

三、防火电缆必须具备独立防火层

目前市场对于防火材料应用比较广泛的就是氢氧化铝和氢氧化镁，二者均为目前国内比较通用、燃烧性能稳定、燃烧质地稳定的高阻燃填充材料，其共同的特点是环境友好、阻燃、抑烟和填充功能，熔点范围均在（脱水以后2050℃-2800℃之间），二者PH值≤9。

独立填充防火层的设立一般在金属护套之外，在这一层结构的设立上进一步明确了防火电缆的含义，是保证电缆在火灾环境下持续通电运行的重要保证。

四、电缆必须具备长期运行使用完整的工艺结构

柔性矿物质绝缘防火电缆由于产品的特殊性，除对其材料有较高的要求以外，对其结构的要求非常高，结构设计的严谨能够有效保证电缆的使用寿命和电缆的电气绝缘指标。所以在以下几点问题上必须充分的考虑：

1、电缆是柔性矿物质绝缘防火电缆，市场上很多产品注重了电缆的防火性能，而忽视了电缆的防水、防潮性能。其实不难看出，一条柔性矿物质绝缘防火电缆在使用运行过程中大部分使用寿命时间处于正常状态的使用环境，而无机材料的吸潮特性是很明显的，如果不注意在防潮方面的保护，电缆会随着运行时间的变长而导致绝缘电阻降低，直至电缆击穿出现短路故障。

因此，电缆在生产过程中就必须要做好绝缘的防潮和去潮措施，再是电缆在安装时接头的五指套管必须紧密，最好再增加电工防水胶带。

2、柔性矿物质绝缘防火电缆在进行金属护套时，统包金属护套在安全性能上更胜于分项金属护套。

金属护套通过固定的模具进行氩弧焊接，会对线芯有一定的挤压力，如果线芯没有足够的绝缘厚度在这一个工艺环节会使电缆的绝缘遭到破坏，影响绝缘性能。采用绝缘以后成缆，云母带绕包再进行金属扎纹护套，势比会对电缆的绝缘性能得到保证。如果分项金属套挤出，使其绝缘单一，而且无扎纹在弯曲性能上得到减弱。

3、金属氩弧焊护套出现砂眼，这很难做到没有，即使眼视看不到并不能够判定没有。那么这就需要阻燃塑料的内衬来弥补这一缺陷，及时时YTTW、RTTZ等产品我也建议在金属护套完成以后，进行一层低烟无卤护套的挤出，这样的产品更安全。

4、防火泥必须对电缆全覆盖，这是防火电缆保证，如果是金属铝护套，这层防火泥就变得尤为重要，因为铝护套的熔点在660℃，要通过1000℃/3h的耐火试验，必须依靠防火泥耐火性能。防火泥附着在内衬上，防火泥的外面在挤出低烟无卤外护。使其各个结构层功能都得到发挥。

柔性防火电缆的使用范围越来越广泛了，随着科技的越来越发达，自动化设备也是越来越多。对柔性电缆的要求也越来越高；对于大平方电缆，金额数额比较大的，用户也是越来越认真，柔性防火电缆又称铜护套轧纹无机绝缘电缆。该电缆是在矿物绝缘电缆存在弊端的基础上改良过的一种新型的防火电缆，它能克服矿物绝缘电缆生产长度有限的弊端，避免安装敷设中出现的中间接头的问题，随着该产品的不断推广，它的优良性能越来越受广大客户的认可，现已广泛应用于基础工业及民用建设中，我们都知道柔性防火电缆是一个很危险的东西，所以选择也很重要，选择柔性防火电缆质量是第一位的，防火电缆能在火焰中正常供电（950℃-1000℃，3小时以上正常供电），起动灭火装置，减少火灾损失。金属护套是优良导体，是最好的接地线，大大提高接地保护灵敏度与可靠性。使用寿命长，耐高温不易老化，在正常工作状态下，它的使用寿命在100年以上。