矿物绝缘电缆的分类、特点及应用场合

矿物绝缘电缆的分类、特点及应用场合

矿物绝缘电缆因其优异的防火性能和持续供电能力，在现代建筑和基础设施建设中扮演着越来越重要的角色。本文将详细介绍矿物绝缘电缆的分类、特点及其在实际工程中的应用要求，帮助读者更好地理解这一重要电气材料。

1、什么是矿物绝缘电缆

GB 50016-2014 （2018版）《建筑设计防火规范》10.1.10 条文解释：矿物绝缘类不燃性电缆由铜芯、矿物质绝缘材料、铜等金属护套组成，除具有良好的导电性能、机械物理性能、耐火性能外，还具有良好的不燃性，这种电缆在火灾条件下不仅能够保证火灾延续时间内的消防供电，还不会延燃、不产生烟雾，故规范允许这类电缆可以直接明敷。从市场准入角度分析,具备我国质量认证中心CQC产品认证证书的矿物绝缘电缆以BTTZ系列产品为主,YTTW和RTTZ系列产品较少,其他型号产品则没有。

1.1矿物绝缘电缆定义与分类

1. 1.1 矿物（氧化镁）绝缘电缆（刚性矿物绝缘电缆）

矿物绝缘电缆( Mineral Insulated Cables) 简称MI 电缆，该电缆以实心铜导体作为线芯，以铜或铜合金作为金属护套，在线芯和金属护套之间以紧压的矿物粉体作为绝缘层，在金属护套外面可选择挤制一层有机物外护套，典型结构如图 。矿物绝缘电缆完全由无机材料组成， 包 括 铜 导 体（熔点1083 ℃）、 高纯度氧化镁矿物粉 （熔点 2800 ℃）、无缝连续铜管护套 （熔点 1 083℃）。

与传统电缆最显著的区别是，矿物绝缘电缆的绝缘材料是由矿物粉末组成，这种粉体也直接决定了矿物绝缘电缆的电气性能和耐火特性。用于矿物绝缘电缆的矿物粉体主要成分可以为 MgO、Al2O3 或特种 SiO2 等多种材料，但目前获得大规模工业应用的仅有 MgO 一种。执行标准为 GB/T 13033.1—2007，常用代表型号为 BTTZ，简称矿物绝缘电缆。

1. 1.2 云母带型耐火电缆（柔性矿物绝缘电缆）

云母带型耐火电缆主要是利用云母带在常温及高温条件下均具有一定的电气绝缘性能来进行设计的。根据国内外耐火电缆对于云母带的应用情况，存在多种不同的结构形式，主要包括 以 下四类:

1.1.2.1 云母带直接绕包在导体上形成绝缘线芯，成缆后以金属作为护套，典型结构如图 所示。执行标准为 JG/T313-2014：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 ，型号为 YTTW ，金属护套无极矿物（无机矿物合成云母带）绝缘电缆。此标准亦有波纹铜护套的产品，与RTTZ的区别仅为执行的标准不同GB/T 34926—2017 ，有些产品这两种标准都符合，所以两个名字都可以。

1.1.2.2 是铜芯无机矿物（无机矿物合成云母带）绝缘铜护套结构的矿物绝缘电缆, 电缆结构如图 所示。执行标准为 GB/T 34926—2017 的型号为 RTTZ，，以下简称云母带绝缘波纹铜护套矿物绝缘电缆。

1.1.2.3是铜芯无机矿物（无机矿物合成云母带）绝缘铝护套加矿物隔离层和低烟无卤阻燃护套结构的矿物绝缘电缆, 电缆结构如图 3 所示，主要执行生产企业标准和地方标准，常用代表型号为 BTLY，简称云母带绝缘铝护套矿物绝缘电缆。

1.1.2.4是铜芯无机矿物（无机矿物合成云母带）绝缘交联聚乙烯绝缘矿物隔离层低烟无卤阻燃护套结构的矿物绝缘电缆, 电缆结构如图 4 所示，主要执行生产企业标准和地方标准，常用代表型号为 BBTRZ，以下简称云母带复合绝缘矿物绝缘电缆。

云母带直接绕包在导体上，然后挤包有机聚合物形成绝缘线芯，成缆后挤包有机聚合物护套，典型结构如图 所示。在这种结构中，有机聚合物材料可为交联聚乙烯、低烟无卤聚烯烃、改性硅橡胶等，且通常会使用一些具有阻燃及耐火特性的材料进行填充和隔离，以提高电缆的整体耐火特性。常用的为快速陶瓷化耐火电缆的耐火绝缘聚合物基复合材料，它可低温快速成瓷，因此被称之为低温快速陶瓷化耐火电缆料。

1.1.3对比总结

1.2刚性矿物绝缘电缆的优势

矿物绝缘电缆无毒、 无烟、 不会燃烧， 本身不会因短路而引起火灾。 电缆的全部材料仅由铜和氧化镁构成， 氧化镁本身是一种优良的耐火材料， 在高温下的绝缘性能也很好， 因此电缆可在接近铜的熔点温度下继续运行， 试验证明矿物绝缘电缆在 950 ～ 1 000 ℃下可持续运行 180 min。 国内外的很多火灾现场也充分证明经火灾后的所有电缆中， 仅有矿物绝缘电缆完好无损并能保持连续供电。 并且可以经受火灾时喷淋水和重物坠落的冲击。

而其它耐火电缆只能达到国标 《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验 》 （GB / T 19216 -2003）， 即在 750 ℃ 温度下燃烧， 电缆连续供电 90 min的要求， 且无法承受淋水和重物坠落的冲击。 为了满足承受喷淋水和重物坠落的冲击， 需要穿金属管或密封桥架进行保护， 而金属管和金属线槽须涂刷防火涂料。 涂刷防火涂料受到众多因素的限制， 质量很难保证， 影响防火效果。 且防火涂料通常需要 2 ～ 3 年涂刷一次， 往往很难保证定期涂刷， 造成安全隐患。

2、什么地方要用矿物绝缘

2.1规范要求

着我国经济社会的发展和对建筑物安全的重视，耐火电缆也曾得到了强制应用的地位，在国家及地方政府相关部门在各类建筑物防火设计规范中对于耐火电缆的选择及使用也有明确应使用的要求。现在在新版本中已经在逐渐取消改为宜（比如民规）。而是转而规定供电线路的综合耐火时间。不指定产品而是指定性能，以后矿物绝缘电缆和耐火电缆竞争就不能靠政策优势了。

GB 50016+2014 （2018年版）《建筑设计防火规范》第10. 1. 10条第3款规定，消防配电线路与其他配电线路在“确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆”。在高层建筑、轨道交通等电缆通道紧张的项目中，该条文成为设计选用矿物绝缘电缆的直接依据。

JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》第6.4.4条、JGJ 392—2016《商店建筑电气设计规范》第6.2.2条也都明确要求相关场景“应”采用矿物绝缘电缆。

GB 51298—2018《地铁设计防火标准》第11.3.4条规定“由变电所引至重要消防用电设备的电源主干线及分支干线，宜采用矿物绝缘类不燃性电缆”，此条文可作为轨道交通项目设计选用矿物绝缘电缆的推荐依据。类似的规定还有JGJ 243—2011 《交通建筑电气设计规范》第6.4.3条和JGJ 354—2014,体育建筑电气设计规范》第7.3.2条’

1.2消防配电线路的持续供电时间要求 选用矿物绝缘电缆的核心在于满足消防配电线路的持续供电时间要求。若采用有机绝缘耐火电缆方案替代矿物绝缘电缆,则应考虑线路的综合耐火性能是否达标。

《建筑防火通用规范》GB 55037-2022

10.1.7 消防配电线路的设计和敷设，应满足在建筑的设计火灾延续时间内为消防用电设备连续供电的需要。

10.1.7 本条规定了消防配电线路的关键防火性能要求。

消防配电线路的选型是否合理，线缆的耐火和防火性能高低、线路敷设是否安全，直接关系到消防用电设备在火灾时能否正常运行。消防配电线路应根据建筑中不同位置的环境条件和可能的火灾环境，选择相应燃烧性能或阻燃性能和耐火性能的电线电缆，并根据不同敷设方式采取符合防火要求的保护措施，以保证供配电线路在设计的火灾延续时间等供电时间内能够持续供电，具体设计、敷设方法和防护措施等可以按照国家现行相关技术标准的规定确定。

有机绝缘耐火电缆用于消防配电线路明敷时，应采用金属导管和耐火金属槽盒保护，并应涂防火涂料等防火保护措施。此时，配电线路的综合耐火性能是由电缆耐火性能、金属管/耐火线槽耐火性能和防火涂料耐火性能共同构建的，而高等级耐火电缆槽盒和高耐火性能防火涂料的成本往往偏高。与之对应的，采用矿物绝缘电缆时可以直接明敷。 虽然矿物绝缘电缆的单价明显高于有机绝缘耐火电缆,但为满足消防配电线路明敷时的持续供电时间,考虑了穿管/线槽、耐火涂料等必要敷设措施后，两者的综合成本相差不大。

耐火电缆最本质的要求是在火灾事故条件下可继续运行一段时间，因此能否通过耐火试验也是判别电缆是否具有耐火特性的最直接验证方式。从国内外耐火试验标准来看，对电缆具有耐火特性的考核基本是一致的，均要求电缆在燃烧试验条件下保持电压和导体不断，但耐火试验条件有较大的差异。

分析比较这些标准的具体内容，可初步 看 出 相 对 于 国 内 标 准，国 外 标 准 ( 包 括EN 50200、BS 6387、BS 8491 等) 对于耐火试验的要求更加明确和严格，均规定电缆除单独燃烧外，还需经受撞击、喷淋等与实际火灾状态类似的试验要求。

2.2矿物绝缘电缆的使用现状

刚性矿物绝缘电缆由于价格较贵，施工人力耗费较多，且对接头工艺有一定要求，如果接头受潮可能造成电缆短路。现在一般在国家大型项目，和火灾危险比较高的建筑中使用较多。

而柔性矿物绝缘电缆由于价格亲民，施工方便，与常规电缆基本一致，在一般民用建筑使用中占据主流。

2.3矿物绝缘电缆的生产现状

经过多年的发展，矿物绝缘电缆的产品结构形式及制备工艺相对来说已比较成熟，GB /T 13033《额定电压 750 V 及以下矿物绝缘电缆及终端》中对于产品性能及试验方法均进行了明确的规定，但矿物绝缘电缆产品单根长度的限制一直是该产品应用的瓶颈。

由于矿物绝缘电缆加工长度受到原材料及生产工艺的影响， 大规格单芯和多芯电缆的交货长度受到一定的限制，因此设计选择电缆规格时应考虑电缆交货长度， 尽可能避免使用中间接头。 如选择 400 mm2 的电缆， 其交货长度约为30 m， 但如选用 240 mm2 的电缆双拼使用， 则交货长度可达到约 70 m， 这样可避免或减少使用中间连接器

对于云母带型耐火电缆产品，还需解决以下方面的问题:

( 1) 对于这种结构中的云母带类型及性能要求需要进行相应的规定;

( 2) 除 GB/T 34926—2017外，其他以云母带作为耐火层结构的电缆还没有形成统一的标准;

( 3) 耐火电缆的试验标准没有完全统一，国内外的相关耐火试验标准有较大差异。这些问题在一定程度上都限制了云母带型耐火电缆的发展，这类产品的开发除需满足最关键的耐火性能要求外，还应从产品经济适用性、结构合理性和制造便捷性等多方面考虑。

本文原文来自pefhg.net