礦物絕緣電纜(BTTZ)與柔性防火電纜(YTTW)

1、.礦物絕緣電纜(BTTZ)與柔性防火電纜(YTTW)發(fā)布時間：2009-11-20來源：本站作者：湖州市久盛電氣有限公司目前國內(nèi)市場上有兩種防火電纜，一種是采用氧化鎂粉作絕緣的傳統(tǒng)礦物絕緣電纜（型號為BTTZ），另一種是采用玻璃纖維及云母復(fù)合材料作絕緣的無機(jī)礦物絕緣電纜（型號為YTTW）. 傳統(tǒng)的礦物絕緣電纜的銅導(dǎo)電線芯、銅外護(hù)套及絕緣層為密實(shí)的一體，國外生產(chǎn)和使用已有近80年的歷史，國內(nèi)生產(chǎn)和使用也有近20多年的歷史，且在國內(nèi)外的眾多大項(xiàng)目中已廣泛使用，效果甚佳，產(chǎn)品有國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60702-2002和主要發(fā)達(dá)國家的國家標(biāo)準(zhǔn)，我國也有相應(yīng)的國標(biāo)GB/T13033-2007等同于IEC607

2、02-2002。 無機(jī)礦物絕緣電纜又稱柔性防火電纜，其導(dǎo)體由多股銅線絞合而成，以多層云母帶做絕緣層，云母帶采用玻璃纖維布作基料，外層采用銅帶縱向包裹連續(xù)焊接將其封閉構(gòu)成外護(hù)套，再將光滑的外護(hù)套壓制成螺旋形。 本文主要依據(jù)國內(nèi)外電纜測試標(biāo)準(zhǔn)，通過耐火性能、耐電壓性能、載流量等對比試驗(yàn)的 方法，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，比較兩種電纜的性能。 一、耐火性能對比試驗(yàn) 耐火性能試驗(yàn)反映的是電纜在火災(zāi)條件下的持續(xù)供電能力，為檢驗(yàn)礦物絕緣電纜(BTTZ)和無機(jī)礦物絕緣電纜（YTTW）的耐火性能，分別按GB/T19216、 IEC331、 BS6387的耐火實(shí)驗(yàn)規(guī)定。對規(guī)格為4

3、5;25兩種電纜進(jìn)行對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表1。  表1   BTTZ與YTTW電纜的耐火試驗(yàn) 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法試驗(yàn)結(jié)果GB/T19216750燃燒90min兩根電纜樣品均通過實(shí)驗(yàn)IEC331750燃燒90min兩根電纜樣品均通過實(shí)驗(yàn)BS6387950燃燒3h兩根電纜樣品均通過實(shí)驗(yàn)650燃燒加噴淋15min兩根電纜樣品均通過實(shí)驗(yàn)950燃燒每隔5min沖擊一次，持續(xù)15min兩根電纜樣品均通過實(shí)驗(yàn)從表1的試驗(yàn)結(jié)果來看，兩種同規(guī)格電纜均能通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。而在實(shí)際的火災(zāi)條件下， 可燃物質(zhì)的燃燒、消防水的噴淋、燒落物的擊打經(jīng)常存在，而且往往同時

4、并存。BS6387標(biāo)準(zhǔn)中，雖然能考慮到火災(zāi)條件下的眾多因素，但是并不周全，主要體現(xiàn)在所規(guī)定的燃燒、噴淋、沖擊試驗(yàn)的試樣每項(xiàng)均為獨(dú)立的試樣，即每項(xiàng)試驗(yàn)的試樣并不是同一試樣，無法反映火災(zāi)條件下燃燒、噴淋、沖擊同時作用于同一根電纜上的情形。  因此，要反映真實(shí)火災(zāi)條件下電纜的持續(xù)供電能力，其試驗(yàn)條件應(yīng)該更加苛刻，國外以往發(fā)生的火災(zāi)事故也說明了這一點(diǎn)。1987年英國倫敦King cross地鐵站發(fā)生火災(zāi)，1996年德國dusseldorf機(jī)場發(fā)生火災(zāi)，死亡16人，傷60多人。電纜的安全耐火性能引起了人們更為廣泛的重視，尤其是歐洲對電纜的耐火性要求更高。英國地鐵公司制定的新

5、的電纜耐火性實(shí)驗(yàn)要求，明確規(guī)定了所有試驗(yàn)均在同一根電纜樣品上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)要求在950火焰燃燒，每隔10min沖擊一次，并施加750V的額定電壓，持續(xù)3小時后，維持此燃燒沖擊狀態(tài)持續(xù)噴淋15min，之后將同一樣品以沖擊點(diǎn)為中心按規(guī)定的半徑彎曲180°，彎曲后在彎曲點(diǎn)繼續(xù)做每隔30秒沖擊一次、持續(xù)15分鐘的沖擊實(shí)驗(yàn)，再將沖擊后的樣品浸入水1h再施加750V的額定電壓。該耐火性能實(shí)驗(yàn)要求得到了世界許多國家、尤其是歐洲國家的普遍認(rèn)可。 根據(jù)英國地鐵公司規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求，我們對同一規(guī)格的兩種上述電纜進(jìn)行了對比試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，兩種電纜的樣品都順利通過燃燒和噴淋這兩個階段的實(shí)驗(yàn)，但是在沖擊點(diǎn)彎曲1

6、80°時，無機(jī)礦物絕緣電纜（YTTW）的銅護(hù)套在彎曲點(diǎn)處沿焊縫開裂，開裂長度超過10cm，并可看到云母帶已經(jīng)被燒成黑色粉末狀；傳統(tǒng)礦物絕緣電纜（BTTZ）的銅護(hù)套表面雖然有沖擊留下的痕跡但是無目力可見裂紋。隨后對彎曲點(diǎn)繼續(xù)做每隔30秒沖擊一次、持續(xù)15分鐘的沖擊實(shí)驗(yàn)。YTTW銅護(hù)套在彎曲點(diǎn)處的裂紋更大，開裂處的云母已經(jīng)嚴(yán)重脫落，測絕緣顯示0M。BTTZ樣品雖然整根電纜已經(jīng)嚴(yán)重變形，但是護(hù)套表面仍無目力可見裂紋，測絕緣顯示大于1200M。經(jīng)過這些試驗(yàn)后，將沖擊后的樣品浸入水中后施加750V電壓。YTTW樣品由于護(hù)套表面開裂且已經(jīng)短路無法通過該項(xiàng)測試，而BTTZ樣品順利通過。 從試驗(yàn)中的

7、樣品觀察和最終的試驗(yàn)結(jié)果表明，無機(jī)礦物絕緣電纜（即柔性防火電纜）在持續(xù)高溫燃燒的條件下，起絕緣和耐火作用的云母會呈粉末狀脫落，玻璃絲布會變硬變脆。由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所致，護(hù)套和絕緣層之間有相當(dāng)大的空隙，為脫落的云母粉末提供了空間，這樣在外力的沖擊作用下非常容易造成電氣短路。而這種電纜的絕緣層又不具備BTTZ電纜那樣的密實(shí)氧化鎂絕緣層，所以它的防爆性能也欠佳，可燃?xì)怏w、汽油、蒸汽等都會通過電纜護(hù)套與絕緣層的空隙傳播到電纜連接的電器設(shè)備或者其他有防爆要求的區(qū)域，所以在一些重要的場所，如消防系統(tǒng)等，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。 二、耐電壓對比試驗(yàn) 根據(jù)電纜的耐壓試驗(yàn)規(guī)定，150V/s的速度升壓至2500V、持續(xù)15mi

8、n，應(yīng)不擊穿。部分YTTW電纜升壓至1300V時發(fā)生擊穿。3h后再次施加電壓，升壓至20V時就再次擊穿。此試驗(yàn)表明YTTW電纜擊穿后無法恢復(fù)其電氣性能。 BTTZ電纜以150V/s的速度升壓至2500V，持續(xù)15min未發(fā)生擊穿現(xiàn)象。為試驗(yàn)其耐壓電性能，繼續(xù)升壓至3500V時電纜發(fā)生擊穿。3h后再次施加電壓，以150V/s的速度升壓至2500V，持續(xù)15min仍未發(fā)生擊穿現(xiàn)象。由此可見，傳統(tǒng)礦物絕緣電纜在擊穿后仍舊可以恢復(fù)其原有的性能。 也就說明，電纜使用過程中如果意外產(chǎn)生過電壓，電纜被擊穿時，BTTZ電纜絕緣層被損壞，是由于擊穿處的空氣電離作用使氧化鎂局部熔化所致，但融化后其成份不會改變，依

9、然是致密的氧化鎂，因此電纜仍可恢復(fù)原來的電氣性能。而YTTW電纜一旦被擊穿就再也無法恢復(fù)其電氣性能，只能報廢。三、 載流量對比試驗(yàn) 在室溫條件下，截面規(guī)格相同（4×25）的YTTW 和BTTZ電纜樣品置于自由空氣中通上相同電流進(jìn)行對比試驗(yàn)，在電纜的導(dǎo)電線芯及護(hù)套處按相同的位置設(shè)置測溫點(diǎn)，電纜測試結(jié)果見下表2： 表2  YTTW  4×25和BTTZ  4×25電纜載流量測試記錄  測試項(xiàng)目持續(xù)時間min額定電流（A）環(huán)境溫度（）導(dǎo)體溫度（）護(hù)套溫度（）YTTWBTTZYTTW

10、BTTZ01402020202020301402040.635.633.830.3601402049.942.242.737.0901402056.848.949.341.61201402056.749.648.143.41501402057.253.653.245.11801402060.954.954.947.32101402060.555.955.747.52401402061.055.755.747.72701402060.655.155.947.8 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：在相同的電流、環(huán)境溫度條件下，置于自由空氣中的BTTZ電纜的導(dǎo)體溫度和護(hù)套溫度都要比YTTW電纜的低6左右

11、。而就電纜本身而言，絕緣層材料的種類及其耐熱、散熱性能在很大程度上影響了電纜的載流量。很顯然，云母帶的散熱性能比氧化鎂要差。根據(jù)GB/T 16895不允許人和易燃材料接觸的裸礦物絕緣電纜，金屬護(hù)套溫度105，環(huán)境溫度30，電纜的載流量為140A。而以上實(shí)驗(yàn)是在環(huán)境溫度20時進(jìn)行的。如果環(huán)境溫度達(dá)到30電纜護(hù)套表面溫度就會更高。 四、 浸水對比試驗(yàn) 將兩種電纜樣品一端浸在水中3h后取出，從樣品的浸水端逐段切除，每截一段測量一次遺下部分的樣品絕緣，記錄測試結(jié)果。達(dá)到相同的絕緣值，截去的長度越大，則說明電纜吸潮越深，越不利于電纜的敷設(shè)。 浸水試驗(yàn)結(jié)果如表3.從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，無機(jī)礦物絕緣電纜(YTTW)的吸水深度要比傳統(tǒng)礦物絕緣電纜（BTTZ）多出一倍。 表3：YTTW 4×25和BTTZ4×25電纜的吸水對比試驗(yàn)記錄 YTTW 4×25BTTZ 4×25累計(jì)切除長度，m絕緣電阻測試值，M累計(jì)切除長度，m絕緣電阻測試值，M0.310.06 ，0.040.08， 0