浅谈超深地铁站集束大截面BTTYZ型矿物电缆施工

浅谈超深地铁站集束大截面 BTTYZ型矿物电缆施工

杨慧民

中铁六局集团建筑安装工程有限公司

摘要：重庆地铁十号线－红土地站，站台深度达到90米，号称国内最深地铁站。鉴于此站为暗挖站且埋深较深，站内配电提高消防等级，除消防电源外，一二级负荷均采用了刚性矿物绝缘电缆（BTTYZ）。刚性矿物绝缘电缆施工最主要的目的就是保证矿物绝缘电缆的长期、安全、稳定、可靠地运行。施工过程中，确保刚性矿物绝缘电缆配套附件安装及电缆敷设施工质量，是矿物电缆为消防负荷正常供配电的前置条件。基于上述，对刚性矿物绝缘电缆所用附件安装及电缆敷设施工质量进行简要分析。

关键词：超深地铁站；防火性能；BTTYZ型矿物绝缘电缆；中间连接器；终端头；施工工艺；质量控制；注意事项。

0前言

随着现代化建筑的不断发展，对建筑中电气设备要求不断提高，满足设备供电的电缆种类也不断更新。在特殊环境下，如地铁、大型公共场所等消防等级要求高的地方，矿物电缆随之应运而生。BTTYZ型矿物电缆又称无机氧化镁电缆。主要成分有铜导体、氧化镁绝缘材料、金属护套和聚乙烯保护皮。内有紧密压实的氧化镁材料的无缝铜管中嵌置高导电率的铜导线，构成安全性极高的矿物绝缘电缆。在外界温度达到250℃时，BTTYZ型矿物电缆可持续长时间正常运行，普通火焰燃烧后，电缆无需更换，仍可继续使用。在火焰燃烧过程中，不会产生有害气体。具有耐火、防爆、耐蚀、载流大、寿命长等特点。

1工程概况

重庆地铁十号线大量应用BTTYZ型矿物电缆。特别是十号线的第二站－-－红土地站，站台深度达到90米，号称国内最深地铁站。红土地站85%电缆为BTTYZ型矿物电缆，各种规格矿物电缆约8.6万延米。特别是大截面矿物电缆站额比例大。覆盖了400V配电所、环控柜以及站内所有风机、风阀、消防照明、水泵、动力系统电源。矿物电缆特点导致施工难度大，对施工方法、工艺要求较高。

2电缆特点

BTTYZ型矿物绝缘电缆其施工难度、施工方法、施工工艺均有其特点。

（1）BTTYZ型矿物电缆其外壳是由相应固定长度的铜管拉伸而成，电缆长度、线芯数均受到相应限制，具体体现在：

①因铜导体长度一定，线芯越大，外径越大，成型长度越短。最大长度为100m左右。

②电缆外壳是由铜管拉制而成，所用外径也相应受到限制。导致该型号矿物电缆35mm²以上的均为单芯电缆。

(2）矿物绝缘电缆全部由铜及无机氧化镁组成，所以其本身为不燃物质，而且强度较大，可以直接明敷于电缆支架上。

（3）使用寿命长，矿物质材料耐高温、耐腐蚀、不易老化。

（4）不燃性能：在矿物绝缘电缆中所用的铜和矿物质绝缘是无机物。此型号电缆不会燃烧，也不助燃，在火焰中仍可继续运行。

（5）BTTYZ型矿物电缆不需要做独立的接地导线，铜护套已起到接地导线的作用，真正达到一敷二用效果。

3主要应用场所及敷设方式

3.1主要应用场所

矿物绝缘电缆应用在电力系统1KV以下的低压配电系统。根据其特殊性能广泛应用于大型公共场所和消防要求等级高的建筑中。主要适用于：

防爆及火灾危险区：石化工业、医药、造纸、军事工艺、核电站。

高温场合：冶金工业、焦炭、玻璃工业、船舶工业。

公共建筑：娱乐场所、国家纪念馆、历史性建筑、图书馆、银行、图书馆、宾馆、博物馆等；

地下场所：地铁、地下隧道、地下广场、仓库等。

3.2敷设方式

敷设方式主要有：电缆桥架敷设、电缆隧道及电缆沟内支架敷设、钢索架空敷设。

4工艺原理

B TTYZ型矿物电缆是一种外层为无缝铜管护套、中间填充氧化镁粉末绝缘材料，导体是単股实心铜棒组成。矿物电缆硬度约是普通电缆的5倍，重量约是同型号普通电缆的2倍。由于矿物电缆材料的特殊性，导致电缆敷设难度大，弯曲成形难，敷设时很难达到平行整洁的观感效果。经方案评审及研究，在桥架弯曲处阴阳角位置加设滑轮组，大大减小电缆敷设过程中电缆与桥架摩擦力；用卷扬机替代人工拉力。在电缆过T形弯、90°型弯、穿越墙洞、电缆井、进出配电箱（柜）等弯曲度大、空间狭小处时，由于操作空间有限，电缆弯曲成型难度大。为确保电缆成型效果，现场制作“F”型电缆弯曲器，解决了在操作空间有限、高空作业时电缆弯曲成形问题。使电缆敷设平直、局部弯曲到位、成形美观。

矿物电缆头制作和中间连接器安装是电缆施工关键环节。BTTYZ型矿物绝缘电缆的绝缘体为氧化镁材料，而氧化镁极易受潮，从而影响电缆绝缘电阻值，因此必须在空气干燥的施工环境中进行电缆头制作和中间连接器安装，施工时需下料准确、连续操作，争取一次完成。有效除去矿物电缆绝缘层氧化镁受潮部位，特别是多心矿物电缆（电缆截面积小于35mm²），在中间接头施工前应首先仔细核对各线芯对应的相位避免相位连接错误，在电缆中间接头施工时不同相的线芯连接部位应错开位置，绝缘密封物密实填充，保证各相线之间绝缘值。

5施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程：

施工准备→测量→电缆敷设→电缆调整→中间连接器安装→终端头安装→测试电缆绝缘电阻值→通电试运行

5.2 操作要点：

5.2.1 施工准备：

（1）熟悉设计施工图纸，确定电缆敷设回路、规格型号、长度、走向及电缆排列方式。

（2）对作业人员进行电缆敷设培训及交底，使其熟悉BTTYZ型矿物电缆材料的特殊性，敷设过程中关键环节质量控制。

（3）放缆设备安装：放线架、卷扬机、阴阳角滑轮组。

5.2.2测量

（1）实测电缆敷设通道、走向，电缆起始和终端位置。

（2）用绝缘摇表测试电缆绝缘电阻值。确保敷设电缆安全可靠。

（3）在电缆首末端标注敷设的电缆回路编号及相序。

5.2.3电缆敷设

1. 矿物电缆硬度大，生产局限性所致，大规格的矿物电缆每盘不超过100m，且电缆出厂为散装成卷。施工时可采用人工搬运的方式将电缆放置在放线架上，搬运时不要在地上滚动或者拖动，以免尖锐物体划伤电缆。如果现场条件允许，亦可使用机械运输。在运输过程中，要避免电缆磕碰，以免损坏电缆。

（2）电缆敷设前进行绝缘摇测：摇表摇测线间及对地的绝缘电阻应符合规范要求。电缆测试完毕，电缆应用密封胶密封后再用黑色布包好。

（3）矿物电缆敷设分为桥架水平段敷设、桥架转弯处敷设、支架上敷设、竖井敷设四种。先把卷扬机钢丝索沿电缆路径敷设，转角处穿过滑轮组，将电缆起始端固定在卷扬机绳索上，电缆用卷扬机牵引沿滑轮轴敷设。根据现场情况，先敷设桥架水平段，后敷设桥架弯头处。桥架弯头处敷设时，先经滑轮组将电缆敷设完成，对桥架弯头处电缆用“F”型弯曲器将电缆弯曲成形，与桥架弯头一致。然后用人工敷设电缆经过支架和竖井处。

（ 4）在电缆过“T”形弯、L型弯、穿过墙洞、进出配电（箱）柜等弯曲度大、空间狭小处时。由于操作空间有限，电缆弯曲成型难度大。市场采购弯曲器满足不了现场需求，特别是在高空作业和操作空间小情况下，现场自制“F”型电缆弯曲器，为防止电缆弯曲过程中，机械应力伤害矿物电缆铜护套，在弯曲器接触电缆部位加设橡胶套，增加电缆弯曲缓冲力。从而保证电缆弯曲成型时不受损伤。在有限操作空间范围内，使电缆一次成型。达到成形美观、效率高效果。水平敷设与垂直敷设方法相同，沿水平方向逐渐拉动，每4~5m需要安排一名作业人员，直到电缆敷设到位。

（5）电缆敷设完成后，每个回路电缆须按相应的相序进行分组和排列。每个回路电缆用铜带或铜线捆扎在一起，以避免相序混淆。当电缆进入配电箱时，电缆可以通过自制“F”型电缆弯曲器矫直或弯曲，实现电缆相序有序排列和整体布的美观的效果。

5.2.4电缆整理

电缆整理包含整理电缆线路、固定及标识标牌。电缆线路根据设计要求分回路整理，将电缆调直，然后按规范要求固定。当单个回路上有3-4条电缆时，电缆应先调直后捆扎。整理应遵循“从上到下、从前到后、从头到尾”的原则。

(1）矿物电缆在水平桥架内敷设时，每敷设一根电缆，用“F”型弯曲器对电缆弯曲变形部位进行调直。

(2）每敷设一个回路，将截面积大的电缆成“品”字形绑扎。（BTTYZ型矿物电缆截面积≥35mm2的均为单芯电缆，截面积＜35mm2的，为多心电缆。）

5.2.5中间连接器安装

（1）中间连接器有单芯连接器和多芯连接器两种，工艺原理相同。整套的中间连接器附件应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、绝缘密封环四部分组成

1、矿物绝缘电缆2、填料函螺母3、压缩环4、填料函本体5、中间连接管6、热缩套管7、电缆芯线8、陶瓷柱9压装式中间连接管

单芯中间连接器

（2）矿物电缆中间头技术要求：导电良好、保持原电缆的密封和绝缘效果。

（3）单根线路上的电缆有几段时，在中间部位加设中间头。将连接的两段矿物电缆按照实际安装距离截断后，按照中间连接器尺寸剥去铜护套。在距离电缆末端1米范围内，用喷灯火焰均匀加热电缆，除去电缆末端受潮水分。

（4）中间连接器附件安装，确保中间连接器两端密封严密，中间芯线绝缘良好，可靠连接。并用兆欧表分别测量电缆芯与芯、芯与护套之间的绝缘电阻，确保测量结果合格。

（5）为减少通电电缆在中间连接器部位产生涡流效应。每个回路中间连接器要交错设置，不能集中放置。

1、矿物绝缘电缆2、填料函螺母3、压缩环4、填料函本体5、密封罐6、密封料7、罐盖8、导线绝缘套管9、电缆芯线10、螺丝压紧型连接管11、压紧螺丝12、直通式中间连接套管

多芯中间连接器

5.2.6终端头安装

BTTYZ型矿物电缆终端头由接地密封端子和线鼻子组成。接地密封端子由黄铜罐、罐盖、密封材料和导体的绝缘套管组成；线鼻子由螺母、压缩环和线鼻子头组成。

1. 电缆按所需长度用铜皮切割器将铜护套切割，并将切割的铜护套剥离电缆。

2. 用干燥洁净的布料将外露导线的氧化镁粉清除干净，然后将束头套在电缆上，并将黄铜封环垂直拧在电缆护套铜皮上，开始时应用手束拧，并用束头在封环上滑动来检查环的垂直度。将封环彻底套在电缆末端铜护套上。

3. 从距电缆端头1米处用喷灯火焰加热电缆，火焰不断向电缆末端移动，将电缆受潮处水分彻底驱走。

4. 用兆欧表分别测量电缆芯与芯、芯与护套之间的绝缘电阻，测量结果合格后，向封环内注入专用封口胶、盖上环盖，用热缩管将电缆芯线套上并热缩。

5. 安装电缆头。将成品电缆头螺母套在电缆芯末端、压缩环套进螺母内，将接线鼻子头与螺母锁紧。

多芯终端头实物

5.2.7测试电缆绝缘电阻值

所有矿物电缆头安装完毕后，在端头接入配电柜（箱）前，用1000V兆欧表对其进行系统绝缘电阻复测并记录，相间、相零及对地（铜护套）绝缘电阻应不小于100MΩ。

5.2.8通电试运行

试运行应基于电缆安装到位，接地保护与防火封堵完毕，各相绝缘电阻测试合格。电缆接线相序及走向核对准确，电缆标牌齐全。试运行申请配合部门并批准、确认后进行。应进行空载通电试运行24h，无异常后可带负荷运行。

6质量控制及施工注意事项

6.1质量控制

6.1.1电缆排布应整齐且可靠固定，避免出现交叉现象。电缆敷设过程中，确保电缆无损伤、破皮情况。特别是桥架过T形弯、L型弯、穿越墙洞敷设时，使电缆沿滑轮组敷设。

6.1.2电缆在配电柜（箱）内弯曲成形时，由于操作空间有限，确保电缆成型效果，现场制作小型“F”型电缆弯曲器，为防止电缆弯曲过程中，机械应力伤害矿物电缆铜护套，在弯曲器接触电缆部位加设橡胶套，增加电缆弯曲缓冲力。从而保证电缆弯曲成型时不受损伤。

6.1.3电缆施工阶段，一旦割开，应立即进行下一道施工。若锯断的电缆需要一段时间后再施工时，将电缆头用密封胶临时封端。以免氧化镁绝缘层受潮，电缆绝缘电阻下降。如发现电缆端头受潮时，及时用喷灯对电缆端头进行驱潮处理。

6.1.4在电缆敷设完毕后，如有中间头，应先确认好电缆相序完成中间头制作，并将同一回路的中间头依次错位安装，先中间头安装后终端头安装。电缆中间连接器安装牢固，压紧中间接线端子。电缆芯与中间连接管之间的绝缘间隔符合要求。

6.1.5电缆头制作过程中，需准确按照电缆头配件剥去铜护套及铜导体。安装电缆头前，用喷灯对电缆末端不少于1米范围驱潮。

6.1.6电缆敷设完成后，如果绝缘电阻值过小，不符合要求。大多是由电缆中间接头或终端头制作质量不好引起，可用喷灯火焰烘烤每个终端或中间接头，并测试绝缘电阻值，当电缆的绝缘电阻迅速变化时，则说明该中间接头或终端头的绝缘值不合格，需重新制作。

6.2注意事项

（1）电缆的布线应根据电缆的实际走向事先规划好，并做好施工方案及施工记录。电缆敷设时，应做好每根电缆的标识，以免事后不能很好的辨认电缆。

（2）割断或切除电缆后，应立即做好端口封堵，避免因电缆受潮引起绝缘值下降。

（3）敷设好的电缆要及时整理、固定，并做好保护措施以防电缆损坏。

（4）电缆敷设前应测试绝缘电阻，若绝缘电阻过低，则停止使用，尽处理达到要求后再使用。

（5）在电缆的整个敷设过程中应特别注意电缆的拉动，切勿电缆在地面、粗糙墙面或坚硬的物体上连续拖动摩擦或碰撞，防止损伤铜皮护套。

7结束语

刚性矿物绝缘电缆施工最终目的就是保证矿物绝缘电缆的长期、安全、稳定地运行。因此，保证矿物绝缘电缆配件安装及电缆敷设的施工质量，是保证矿物绝缘电缆为用电设备正常供配电的前提条件。ⁱ

参考文献

[1]刘志贤,浅谈X车辆基地应用库刚性矿物绝缘电缆施工[J],机电工程技术（电子版），2019-01:119-121；

[2]丰翠芳，浅谈矿物绝缘电缆的安装[J]，建材技术与应用（电子版），2014（1）:38-39；

[3]张林，郑东，浅谈矿物电缆施工工艺［J]，科技资讯（电子版），2014(2):120-122；

[4]李义鹏，矿物绝缘电缆施工在地铁中的应用［J]，设备管理与维修，2020-9：113-114；

[5]吴克宇，刚性与柔性矿物电缆应用性综合对比分析，建材装饰，2019-07：110-02。

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