工程配电设计中矿物绝缘电缆应用特性研究(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
1.5 高危行业安全性
在石油化工、钢铁冶炼、地铁隧道、核电站等潜在危险爆炸区域、线路等高危行业和场所,有机绝缘电缆在着火或长期过载时会释放出烟雾及有害气体。尤其火灾情况下,由于阴燃时有机物会产生大量烟雾和有害气体,如聚氯乙烯绝缘电缆燃烧的烟雾中除了一氧化碳、二氧化碳外,还有大量的氯化物;阻燃电缆由于采用溴化物阻燃剂,其燃烧时烟雾中会有溴化物;橡皮绝缘电缆燃烧时会释放出大量的硫化氢。有些电缆燃烧时还会产生氟化物,这些有害气体对人的生命安全造成极大的危害。根据日本提供的资料,聚氯乙烯在400℃时发烟量为4.0m3/g,而在300℃时为10.4m3/g,由于供气不足,烟雾中大量的是使人窒息的一氧化碳,而二氧化碳较少。同时大量烟雾增加了人们的恐慌,也给救授和消防增加了困难。而矿物绝缘电缆绝对不存在上述问题,因而它也是最安全型的电缆。
2 综合应用经济性
由于组成矿物绝缘电缆的全部材料均为无机材料,它的允许使用温度要比耐火电缆高得多(现耐火电缆一般为70℃),IEC92出版物推荐矿物绝缘电缆的使用温度为95℃,IEC364-5-523修订版规定裸的矿物绝缘电缆使用温度可达105℃。因而它的载流量要比耐火电缆高得多。如果按允许温升到90℃来选择矿物绝缘电缆在25mm2及以下时,其截面比耐火电缆接近小一个截面等级,而在35mm2及以上时,可小两个以上戴面等级。即便按70℃与耐火电缆同样的允许温度选择,在35mm2及以上截面时,也完全可小1个以上的截面等级,因为矿物绝缘电缆35mm2及以上的,全部为单芯电缆。IEC认可,对于70安培负荷,用矿物绝缘电缆可用10 mm2,而用聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套和钢丝铠装的电缆为25mm2,此时电缆的外径比分别为12.7mm和23mm,体积比为1:4,重量比为0.6 kg/m和1.5kg/m。另外矿物绝缘电缆的铜护套就是一个完好的地线,因此与耐火电缆相比,它完全可少一根地线,也就是说3芯电缆可代4芯耐火电缆,4芯可代5芯耐火电缆。恰当的选用矿物绝缘电缆的一次性投资费用,就不会比选用耐火电缆高多少,甚至持平。用矿物绝缘电缆的铜护套做地线,按比耐火电缆降低二种截面等级选择,从性能价格比上看,防火电缆价格不高,但比低烟无卤耐火电缆的性能要好,价格要比低烟无卤耐火电缆低30%左右,目前防火电缆价格已不断下浮,价格更接近耐火电缆。
如果考虑到安全就是最大的经济性以及它也是永久型的电缆(在250℃下长期使用寿命可达数百年,而一般型塑料绝缘电缆估计预期寿命20余年),那麽,选用矿物绝缘电缆的综合应用经济性就更可想而知了。
3 附件安装独特性
终端。矿物绝缘电缆在正式安装时,在其两端要用一种永久性的金属终端进行密封,这种终端由两个部分构成,一个用来使电缆绝缘材料氧化镁与外界隔绝的密封部分(一般由黄铜罐、罐盖、密封材料和导体的绝缘套管组成)。另外一个用来把电缆连接到开关柜上的压盖部分(一般由压盖本体、压缩环和压盖螺母组成)。由于矿物绝缘电缆的无机绝缘层易吸潮,若电缆两端不作任何密封处理,则在开始的几周里潮气就会进入100mm,且随着终端头在潮湿空气里的暴露时间的增加,潮气进入深度会逐渐达到200~300mm。用500V兆欧表对芯线进行对地绝缘测试时(注意:如果电缆运行温度载70℃时,线芯的阻值应按其额定阻值再乘以1.21进行修正),若绝缘电阻值达不到100MΩ以上,就必须对电缆受潮段进行驱潮处理,即用喷灯火焰加热电缆受潮段,使电缆逐渐受热而将潮气慢慢驱赶出去。经过烧结后(或切除后)的电缆仍可以保持良好的绝缘。因此,矿物绝缘电缆在仓储和安装时要求做到以下几点:仓储时,电缆必须要由临时封端;安装时需将临时封端换成永久性的封端;在测试绝缘电阻时要切除临时封端的长度。
中间连接器。安装过程中,由于电缆的生产长度有限,在电缆敷设长度不够时,就需要安装中间连接器。对于多芯矿物绝缘电缆的中间连接器,由于多芯电缆的线芯截面相对较小,所以在安装中间连接器时,不仅要保证芯线与芯线、芯线与铜护套层之间的距离,还要保证每相芯线的绝缘电阻值,因此,在芯线连接时,为减小芯线连接段的体积,缩小中间连接器中连接套管的直径,应采用错位连接法。在施工安装中,必须按中间连接附件标记好每相芯线连接的具体尺寸和具体位置,处理好芯线绝缘。
绝缘测试。在矿物绝缘电缆的终端头、中间连接器安装之后,应再进行一次绝缘测试,在测试中,兆欧表的指针指向∞时说明线路的绝缘性能良好,若测量时发现阻值下降,则可能的故障点应该在终端头或中间连接器处,此时应拆除终端头或中间连接器,用喷灯对电缆重新进行烧结直至电缆绝缘合格为止。
4 建议配电设计中考虑推广使用
矿物绝缘电缆将以其所具有耐热耐高温防火性、耐腐蚀防爆防辐射、柔软耐压强过载、高危行业安全性等本质特征,并随着技术的成熟和生产线大规模生产能力的形成,使用成本将会更低,综合应用经济性更加明显。因此建议:各种配电工程设计中,尽可能优先选用矿物绝缘电缆,尤其是安全要求高及条件恶劣区域。
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