矿物绝缘电缆施工技术

矿物绝缘电缆施工技术

纪庆

中核华辰建筑工程有限公司陕西西安710021

摘要：矿物绝缘电缆具有防火性能好、载流量大、无烟无毒、寿命长的特点，通过对某高层住宅项目的工程实例，分析矿物绝缘电缆的特点，总结施工工艺，为同类工程项目提供借鉴。

关键词：矿物绝缘电缆性价比高运行性能良好

1.工程概况

某高层住宅项目，单体建筑面积8491m2，地下一层，地上五层，共五栋，原设计消防负荷配电干线数量大约有4000m，采用耐火电缆NH-YJV-3×25+1×16沿梯架敷设，因建筑物具有较高的防火要求，为了确保建筑物的安全和环保，计划变更为矿物绝缘电缆BTTZ沿电缆梯架敷设。

2.方案的可行性分析

2.1矿物绝缘电缆与耐火电缆的比较

2.1.1结构对比

图1矿物绝缘电缆结构示意图

图2耐火电缆结构示意图

BTTZ电缆是用金属铜作为导体，氧化镁作为绝缘，铜管作为护套的一种电缆（见图1）。耐火电缆YJV是铜导体外面包裹一层耐火云母（详见图2）。

2.1.2性能对比

1）防火对比

矿物绝缘电缆，铜的熔点是1083℃、氧化镁的熔点是2800℃，电缆可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电，耐火电缆的最高使用温度为70℃，超过此温度绝缘层老化加速，寿命缩短，进而引发火灾。

2）载流量、过载能力对比

因为氧化镁在使用过程中经受大量的电流负荷，与耐火电缆相比，在相同的横截面的情况下，由矿物绝缘电缆传输的电流大于由耐火电缆传输的电流，过载能力强。

3）体积、重量、寿命对比

与耐火电缆相比，体积减少了60%，重量减轻30%，物绝缘电缆的寿命超过100年，耐火电缆的平均寿命是40年。使用矿物绝缘电缆可以等同于建筑物的使用寿命，耐火电缆必须经常维护和更换，而且成本很高。

4）接地性能对比

矿物绝缘电缆可利用铜护套作为接地线，节省一根单独的接地线，而耐火电缆需要单独的一根（芯）接地线。

5）防爆、防水对比

铜管护套机器密封的电缆终端可阻止可燃气体、火焰等进入而引起爆炸，同时，铜护套具有防水特性。

6）烟、卤、毒性对比

BTTZ在铜的熔点中燃烧，不会产生有毒气体和卤素，而耐火电缆燃烧后会产生释放有毒气体。

7）弯曲半径对比

BTTZ的允许弯曲半径是外径的2~6倍，方便施工。

9）性价比对比

1）载流量及单价对比（见表1）

表1载流量及单价对比表

从以上对比，可以看出，同截面积的电缆，矿物绝缘电缆的单价比耐火电缆高出许多，但在同样温升条件下，矿物绝缘电缆可降低一至两个截面等级，其造价相比反而可降低8%左右。

3.方案的确定

表2BTTZ与NH-YJV对比分析及方案确定

经以上对比分析，采用矿物绝缘电缆代替耐火电缆，将原设计NH-YJV-3×25+2×16改为BTTZ-4×10，预计降低造价8%左右，方案可行

4．矿物绝缘电缆施工

4.1施工工艺流程

4.1.1施工工具

铺设矿物绝缘电缆常用工具有：螺丝刀，钳子，扳手，钢锯，钢卷尺，电钻，开孔器，万用表，绝缘电阻测试仪，测试电笔等。

矿物绝缘电缆的敷设的专用用工具有：铜皮切割器，铜皮剥切器，电缆弯曲扳手，封罐旋合器，罐盖压合器，汽油喷灯。

部分工具如图3所示

图3矿物绝缘电缆部分施工工具

4.1.2施工前的技术准备

1）根据施工图纸，结合现场的实际情况，进行实测实量，尽量减少中间接头，订货前，与厂家一道对每个每回路进行测量，按照实测的数据，对各回路的电缆进行编号，制定矿物绝缘电缆供货计划。

2）根据工程进度的安排，提前组织电缆进入施工现场。

3）电缆进场后，组织甲方、监理方、乙方相关人员进行进场验收，首先，检查外观，检查长度，中间连接器，电缆终端，热缩管等是否满足产品技术文件和规范的要求。

4）提前通过技术培训或技术指导，充分了解这类电缆的性能和施工工艺，邀请厂家对施工的关键环节，如：中间接头、终端头的施工，进行技术指导。

4.1.3施工要求

1）电缆敷设的允许全部最小弯曲半径应符合表3的规定

表3矿物绝缘电缆弯曲半径

2）电缆绝缘电缆在电动机进、出线的地方及沉降缝、伸缩缝的地方，将电缆敷设成

“S”“Ω”型弯（如图4所示），其弯曲半径应大于等于电缆外径的6倍。

图4减振环及伸缩弯

3）电缆敷设时，其固定点之间的距离应根据表4规定。当电缆弯曲时，在弯头两侧100mm处设置支架，并用电缆卡子固定。固定支架应固定在楼板上或电井墙壁上。

表4电缆固定间距

4.2矿物绝缘电缆敷设

4.2.1矿物绝缘电缆敷设方式及方法

1）本工程矿物绝缘电缆沿电缆梯架水平与垂直敷设，如图5所示。

图5矿物电缆沿电缆梯架水平与垂直敷设示意图

2）采用机械或人工搬运的方法，截面积小的重量并不很重的矿物采用人工搬运，截面积大的电缆采用机械搬运，并做好防护。

3）无论是垂直还是水平敷设，敷设时采用人工方法将整盘电缆松开，整盘电缆慢慢地转动松开。

4.2.2线路的整理

1）路线铺设后，线路的整理及固定应满足施工要求。

2）电缆捋直后应捆绑在一起，每整理好一路再敷设另外一路，以免搞错。

3）电缆的排布应间距均匀，直线段与弯曲段的固定点间距均匀，弯曲半径一致。

4.2.3电缆中间接头制作

1）中间接头要求导电良好、电缆的密封与绝缘能力良好、耐火能力同电缆的耐火能力。

2）中间接头的制作应在同一路电缆放线结束后进行，以避免其它线路的施工对接头造成损坏。

3）电缆的中间连接采用直通式连接。中间连接附件包括一套中间连接器；两套绝缘密封终端封端、、中间连接端子和线芯、中间连接端子绝缘四部分构成，如图6所示。

图6中间连接附件

4）直通式中间连接附件安装步骤:

按照制作终端绝缘密封→制作线芯绝缘→安装中间连接端子→制作中间连接端

子绝缘→安装中间连接器的顺序进行。

4.2.4制作终端绝缘密封

1）制作终端绝缘密封采用封罐终端封端和热缩套管终端封端两种。封罐终端封端由密罐和罐盖两部份组成，如图7所示。它与密封绝缘料配合使用，主要用于多芯矿物绝缘电缆的终端密封绝缘，也可用于单芯矿物绝缘电缆的终端密封绝缘。热缩套管终端封端如图8所示。

图7封罐终端封端

图8热缩管终端封端

2）封罐终端封端的安装方法如下：

电缆端部被剥离和清洁后，首先将电缆端部的铜套表面上施加一点机油，然后拧内螺纹至端部的铜套。旋合时，用力应均匀；填入适量密封绝缘料，而后置入罐盖；采用罐盖压合器将罐盖压入密封罐至与密封罐端口齐平。

3）热缩管终端封端的安装方法有如下两种：

第一种采用的热缩套管（内壁涂有热熔胶），其制作方法如下：

剥离电缆的铜护套，使铜芯导线的露出约为80-100mm的长度，擦去铜芯表面的氧化镁粉末。

在线芯之间缠绕自粘性橡胶带，再整根绕包，使芯间、芯与外护层之间绝缘，再套进热收缩管。套入热缩套管时，一半套在铜护套上，另一半套在铜芯线上；

用喷灯火焰烘烤，受热均匀，加热时快速加热热缩管，使之紧紧收缩，并将喷灯沿套管往端末快速移动，使热缩管快速收缩。

第二种采用无胶的热缩管，配合热熔胶进行制作，其制作方法如下：

剥离电缆的铜护套，使铜芯导线的露出约为80-100mm的长度，擦去铜芯表面的氧化镁粉末。

用喷灯火焰加热电缆剥切口，然后涂上热熔胶；

线芯间充满热熔胶后，套进无胶的热缩管，按上述相同的方法进行加热收缩密封。

4.2.5制作线芯绝缘

线芯绝缘采用无胶的热缩管封端绝缘。制作时，确定套管的长度并切断，先做好热缩终端的导线并包覆，然后套入，然后用喷灯加热，使之收缩均匀，如图9。完毕后，检查热缩管是否完全收缩(见图10)，确认该密封是可靠的之后，继续下一个步骤。

图9线芯绝缘制作

图10线芯绝缘成型示意图

4.2.6安装中间连接端子

1）中间连接端子主要用于两个电缆芯与线芯之间的连接，有三种型式的接线端子。

压装型（图11），适用于35mm2及以上的线芯；

螺丝连接型（图12），适用于截面为6～25mm2的线芯的中间连接；

压接型（俗称铜接管），有标准件，适用于2.5～4mm2的线芯，电缆线芯数量决定中间连接附件的中间连接端子数量，四芯电缆就需四个中间连接端子，中间连接端子的位置应错开，相互错开3~5cm(图6)。

2）中间连接端子（压装型）的连接方法：

选择同电缆规格相匹配的压装型中接端子；

把压装螺母和压装斜垫套入需要对接的芯线上；

将芯线端头置入端子本体至观察孔位置；

压装螺母将线芯与中接端子紧密地连接在一起。

图11压装型中间连接端子

图12螺丝连接型中间连接端子

3）螺丝连接型中间连接端子连接方法：

选择同电缆规格相匹配的螺丝连接型中间连接端子；

安装时，将待连接的两根芯线从端子的两端插入孔位置，然后用螺丝刀拧紧连接螺钉，使芯线和中间端子通过连接螺钉紧密连接。

4）压接型中间连接端子连接方法：

挑选与电缆规格相匹配的压接型中间连接端子，矿物绝缘电缆的铜芯，比中间连接端子小一个规格就好。

将两端电缆导线插进接管内，用压接钳压接，要求压四点。

4.2.7制作中间连接端子绝缘

1）选择同中间连接端子相匹配的热缩绝缘套管。

2）移过已套入电缆的一根长的热缩套管，用喷灯烤已套入热缩管的电缆铜芯，从中间向两端加热，使热缩管收缩裹住中间接头。

3）同一路电缆采用不同颜色的热缩套管区分相序。

4）安装中间连接器

a.中间连接器由两个中接封套和一个连接管组成，如图13所示。

中间封套连接套管中间封套

图13中间连接器

b.安装中间连接器方法:

选择同电缆规格相匹配的中间连接器；

按照套入封套螺母、压缩环和中接封套本体的顺序依次套在电缆端部；

套入连接套管；

将密封罐、线芯，中间连接端子的绝缘制作好，将一端中接封套与电缆固定在一起，然后旋入连接套管，最后再去固定另一端的中间封套，最终将电缆与封套，封套与连接套管紧密地连接在一起。

4.2.8终端接头制作、安装

1）多芯绝缘测试方法

采用500V兆欧表进行绝缘测试，兆欧表的“L”端与电缆的芯连接，“E”端与电缆的铜护套连接，“E”端与电缆的其它芯线连接（图14），一根芯线测试完毕，将“L”端依次调换到其它芯线，直到所有芯线测试完成。

图14多芯电缆的绝缘测试示意图

绝缘测试完毕，满足要求后，按照规定的长度剥去护套，并用干净的棉布清洁芯线上的氧化镁粉末。

2）一套完整的终端附件应包括：1个终端封套（图15）、l片接地铜片（图16）、1个终端封端和1个终端接线端子（图17、图18），终端附件安装成型如图19、图20、图21所示。

图15终端封套图16接地铜片

图17压装型终端接线端子图18压板型终端接线端子

1、封套本体2、束紧螺母3、封套螺母4、压缩环5、接地铜片

6、涂胶热缩管7、热缩管8、支架或壳体9、矿物绝缘电缆

10、电缆芯线11、压装型接线端子

图19单芯电缆热缩管封端终端附件成型图

3）终端封套的安装方法

a.将电缆端头按照封套螺母→压缩环→封套本体的顺序套入，再放到电缆固定的位置。

b.将封套本体大端穿入孔板，在孔板的另一面将接地片套入封套本体大端，然后将束紧螺母轻轻旋入。

c.电缆终端施工完毕后，伸出一定长度，将封套螺母、束紧螺母旋紧，使电缆与封套牢固固定、封套与孔板牢靠固定。

4）制作终端绝缘密封：见4.2.4条第二款。

1、封套本体2、束紧螺母3、封套螺母4、压缩环5、束紧螺母

6、密封罐7、罐盖8、接地铜片9、支架或壳体10、矿物绝缘电缆

11、热缩管12、电缆芯线13、压接型接线端子14、压接坑

图20单芯电缆封罐封端终端附件成型图

1、矿物绝缘电缆2、压缩环3、封套螺母4、封套本体5、密封罐

6、密封料7、密封料8、罐盖9、热缩管10、电缆芯线11、接地铜片

12、支架或壳体

图21多芯电缆封罐封端终端附件成型图

5）终端接线端子安装

a.电缆线芯与电气箱、柜、盒及其它电气设备接线端头的连接采用终端接线端子连接。根据不同的结构型式，接线端子可分为压装型、压板型以及压接型。

b.压装型的连接方法：压装型接线端子是矿物绝缘电缆的标准接线端子。适用于35mm2及以上电缆的连接。压装型接线端子连接方法如下：

选择同电缆规格相匹配的压装型接线端子；

将铜线芯端头清洁并打磨后，依次套入压装螺母、压装斜垫；

将铜导线端头置入端子本体的内孔至顶部；

将压装螺母旋入接线端子本体，使铜线芯与接线端子紧密连接。

c.压板型的连接方法：压板型主要用于大截面规格的矿物绝缘电缆，压板型接线端子的连接方法如下：

选择同电缆规格相匹配的压板型接线端子；

将四只连接螺丝旋松，打磨圆润的导线端末插入上压板与连接板之间的卡槽，保证导线端面与上压板端面平齐；

将四只连接螺丝拧紧，使导线与接线端子紧密连接；

在铜排的相应位置事先钻好相应的连接孔，将连接板连接到铜排上，接线端子与铜排之间的连接采用螺栓连接(该步骤在绝缘复测合格后进行)。

d.压接型的连接方法：压接型是矿物绝缘电缆常用的接线端子类型，俗称铜鼻子，在市场上有标准件供应。适用25mm2及以下矿物绝缘电缆。压接型接线端子连接方法如下：

压接装型接线端子的规格根据电缆的规格选定。当使用这种铜端子，要求套管的长度要满足规范要求。

压接型接线端子于导体的连接采用压接钳压接，最少压接两个点，以保证接线端子与导体之间的良好连接。

4.2.8接地

电缆的金属护套应可靠接地，用金属护套做接地线时，接地线的截面见表5。

表5用金属护套做接地线截面积表

4.2.9送电

电缆敷设完毕后，经检查，各个回路的连接可靠、各回路的编号完整，才能进行系统试送电。

首先，先实验送电一个回路，送电成功后，再进行下一个回路的送点，送电合闸按照总配电箱至分配电箱的顺序进行，第一次合闸试送电时，合闸后立即拉闸断开，检查送电回路电缆、配电箱中元器件的情况，无误后，再次闸送电，连续两三次合闸、分闸，无异常情况出现后，则合闸送电成功。送电成功后，在配电室悬挂提醒标识。

5.质量控制及注意事项

1）在施工过程中，电缆一旦被切断，要及时做好电缆断部位的临时封堵，以免氧化镁受潮。当发现潮气进入电缆氧化镁绝缘层，用喷灯对电缆端部进行烘烤，并进行绝缘测试，合格后才能用于工程中。

2）若电缆线路需要做中间接头，要先做中间接头，再做终端头。

3）电缆中间接头和终端头在安装好之后及经过24小时之后，进行两次测试以保证绝缘性能。

4）电缆的终端的铜护套要与接地装置连接可靠。

5）为保护电缆铜护套，避免铜护套产生空洞，潮气从孔洞进入，影响电缆的绝缘电阻，在施工中注意，焊把线在铜护套上拖动碰撞产生火花对铜套的损坏。

6）矿物电缆的铜护套与电缆技术支架之间应安装衬垫，以避免电化学反应。

6.环保措施

1）施工过程中产生的各种废料应及时充分利用或者销毁，防止污染环境。

2)夜间施工噪声排放要符合国家噪声排放的相关标准。

7.结论

经对比分析及施工验证，选用矿物绝缘电缆，节约了空间，保证了精装修的交付节点，由于弯曲半径小的特性，放线、固定、排线更容易，未出现质量问题，采用矿物绝缘电缆比耐火电缆的综合成本降低20%左右。随着矿物绝缘电缆制造技术的不断完善,希望生产厂家研发出大长度的矿物绝缘电缆，减少在施工过程中的中间接头，更加安全环保，应用范围将越来越广。

参考文献：

[1]矿物绝缘电缆敷设技术规程JGJ232-2011

[2]《矿物绝缘电缆敷设》图集09D101-6

[3]陈建中,陈肇文，矿物绝缘电缆的选用[J].建筑电气,2014