◆ 技术特性的比较说明:
◆特盛电缆有限公司通过与上海电缆研究所、公安部四川消防研究所以及中国消防协会合作, 研制出BBTRZ柔性矿物绝缘防火电缆。
◆目前,在欧美日澳等发达的市场上,柔性矿物绝缘防火电缆已经逐渐替代了代铜管类防火产品。在国内市场,这一趋势也是如火如荼、愈演愈烈。
◆ 矿物绝缘(MI)电缆简介
根据上矿物绝缘电缆的发展历程,公安部颁布的权威性资料——2007年12月新版的《中国消防手册》规定,国内矿物绝缘电缆产品分为两大类:
1、刚性矿物电缆,主要是BTTZ重型铜芯铜护套电缆,以铜棒做导线芯、氧化镁填充物做绝缘、铜管做护套,经过多次高温拉拔制成的电缆。
2、柔性矿物绝缘防火电缆,主要指BBTRZ柔性矿物绝缘防火电缆,以韧炼铜绞线作为导线,以无机矿物与矿物化合物作为绝缘与护套。
这两种矿物绝缘电缆,主要是遵循英国BS6387标准,满足特、一级建筑的消防要求,即在火灾条件下具备180分钟不间断供电、抗喷淋、抗撞击的性能。
BTTZ重型铜芯铜护套电缆于1896年为瑞士人发明,具有载流量大的特点,但鉴于当时的技术条件,本产品存在历史的局限性。BBTRZ柔性矿物绝缘防火电缆,于1984年为瑞士斯图特公司发明,不仅秉承了BTTZ电缆的防火、大载流量特性,同时对BTTZ电缆结构上的先天不足做了重大改进,被普遍认为是刚性矿物电缆的升级换代产品。
据了解,以上两种电缆初的技术引进与消化,都是由上海电缆研究所与上海电缆厂完成,现在国内都有厂家可以成熟生产、供应。
介于以上两种矿物电缆之间,国内另有厂家推出过渡性的金属外护套、铜绞线结构的柔性防火电缆,准柔性或称半柔性的矿物绝缘电缆,但是上没有这类结构,《中国消防手册》也没有纳入这种产品。业内一般认为,这是一款过渡性产品,因为同样采用铜芯、铜(铝)护套的结构,特性上与BTTZ电缆更为相似,因而归并入代刚性矿物电缆范畴,统称为金属外护套矿物绝缘电缆。
◆ BBTRZ柔性矿物绝缘防火电缆的比较优势:
由于BBTRZ柔性矿物绝缘防火电缆在材料研究上实现了质的突破,使得其在电性能、安全性、节能性、易施工性、经济性等方面均具备更多优势,主要总结如下:
1、电性能
① 载流量大。根据报告,以3*95平方规格为例,在环境温度30℃、导线温度90 ℃、空气中敷设条件下,相关电缆的载流值为:
BBTRZ柔性矿物电缆 340A MT 2009-0976 (电线电缆监督检验中心的专项检测)
BTTZ刚性矿物电缆 267A GB/T16895.15-2002(金属护套70℃、相当于导体90℃)
BTTZ刚性矿物电缆 335A 〃 (金属护套105℃、相当于导体125℃)
XLPE交联电缆 298A GB/T16895.15-2002
EPR乙丙橡胶 298A 〃
PVC电缆 238A 〃 (工作温度70℃)
由此可见,同等条件CBBTRZ电缆的载流值更大,其导体工作温度90℃时的额定载流值,基本相当于BTTZ电缆工作温度125℃时的载流值水平,远高于其他电缆。
② 耐电压等级高。BBTRZ电缆遵循国标GB/T 12706标准,耐电压等级为1000V;而BTTZ电缆遵循国标GB/T 13033标准,耐电压等级为750V,对冲击电压(常规电压的4-6倍)的耐受性较差,严重影响到使用寿命。
2、安全性
① 材质绝缘性好。BBTRZ电缆采用无机非金属材料做绝缘与护套,且有多层绝缘保护结构,防火的同时更兼防水性,因而绝缘性能优异。BTTZ电缆采用氧化镁填充物做绝缘,YTTW采用氟云母带做绝缘,均极易吸潮而引起绝缘水平下降,不适应潮湿环境、不能接触到空气,其中间接头过多、铜材材质的缺陷加上各种机械损伤,都会导致绝缘层吸潮、绝缘失效,甚至引发大的安全事故。特别是YTTW电缆,因其外包铜带纵向焊接所形成的应力效应,故此更容易开裂、吸潮受损。
而且,因部分消防系统部分线路平时不带电工作,线路成冷态,此时BTTZ电缆更易吸潮,且不被知晓,导致一旦灾难发生时,线路非但不能抗过火、有助于逃生与救灾,反而因不能正常工作导致次生的新事故。
② 线路可靠性高。BTTZ电缆在线芯截面大于25mm2电缆在线芯截面大于95mm2时,只能做成单根单芯,进而形成的涡流、环流、中间接头过多等问题,中间接头采用黄铜件连接,工作温度非常高,当超过105℃时,用作接头部位绝缘的PVC热缩套管就会绝缘老化,短时间内发生短路击穿,造成供电线路事故。BBTRZ电缆多芯结构大可做到300mm2,且可以连续大长度定制(理论上可无限长),无需中间接头,因而电缆的整体性较好,且克服了单根单芯的缺陷。
③ 接地更安全。BTTZ电缆采用铜护套作为接地,在电气界一直存在重大争议,其可能遭受的瞬间电流破坏、短路时的电流随着金属结构向其他金属结构传导等,一直是较大的安全隐患问题。BBTRZ电缆回归传统电缆原理,采用专门的接地线,完全无后顾之忧。
3、节能性
① 电容性电流泄露极低。当前正在发展低碳经济,对公共建筑的节能都有极严格的要求。据江苏、广东等省建筑电气学会、电气情报网所做的专项研究,BTTZ等电缆的铜芯铜护套结构类似一个非常大的电容器,实测已发现大的容性泄露电流值达60安培之多,这相当于一个功率达20Kw的巨大电炉在不间断地消耗能源!这仅仅是一组回路,在多组回路的情形下,能耗之巨可想而知!BBTRZ电缆因无机非金属的绝缘与护套结构,只有三根主线对接地线的微小容性电流,其值在几至几十毫安水平,基本可以忽略不计。
② 无功损耗少。BBTRZ电缆载流值大、导线发热量低,多芯大截面结构完全抵消电磁效应,因此,热场、磁场等无功损耗远低于BTTZ等电缆。
4、易施工性
① 施工简便可靠。刚性电缆本身非常硬,中间接头过多,且存在绝缘问题,施工难度非常大,需要专门的工艺、专门的人员、专门的附件、专门的工装、专门的检测,而且极易出现绝缘不达标的风险,经常致使大幅度拖延工期的局面出现。BBTRZ电缆柔性,小弯曲半径为6D,基本与普通电缆敷设工艺相同,因而施工非常简便、有效、可靠。
② 节省宝贵空间。BTTZ等电缆工作温度高,不能与其他电缆同槽敷设,其大截面的单根单芯结构会形成多根电缆的排列,且其专用的接头外径很大(至少是电缆外径的3倍),因此占用空间大、使用成本高。BBTRZ电缆经合理选型,可以与普通电缆同槽敷设,节省空间、易于防护,而且非常美观。
③ 适宜各种敷设方式。刚性矿物电缆因内外的金属材料、大截面单根单芯结构、接头外径大、及硬度太硬等问题,一般只能采取支架明敷的敷设方式,不适宜采取穿管、埋设等方式,对现场安装环境会提出极高要求和制约。BBTRZ电缆因为结构特点,可以适应各种通用敷设方式。
5、经济性
① 价格相对优势。BBTRZ电缆因为结构特点,用铜量较少,因此在铜材料高价位(当前电解铜每吨六万左右)时,价格本身比BTTZ等电缆更有优势。
② 附件大大节省。刚性矿物电缆要用到大量专用的中间连接器与终端接头,这些附件非常昂贵,而且,这是巨大的隐性成本,招标时并没体现,但在施工过程中,施工方不得不大量地增补材料!BBTRZ电缆因为回归传统的电缆生产工艺,理论上可以按照实际需求的大长度定制,因此无需中间接头,终端也只要普通的铜鼻子压接即可,因此,附件成本几乎可以忽略不计!
③ 施工成本节省。BBTRZ电缆的施工工期与施工成本,均相当于刚性矿物绝缘电缆的十分之一。因刚性矿物绝缘电缆的金属外护套结构所限:Ⅰ、运行发热量大,必须单独敷设,且加装防护措施,这会直接增加专用桥架、梯架的成本,而且,占用建筑物的实际有效使用空间,大大增加安装的空间成本;Ⅱ、电缆本身仍然非常“硬”,且绝缘层极其怕水湿性等侵蚀,对连接部位的施工工艺要求极高,大大增加施工难度、耗材使用、以及电缆的“段损”风险;Ⅲ、电缆施工完成后,因绝缘值等检测不达标的风险很大,极容易造成施工反复、工期拖延,增加不可预见的风险与时间成本。
◆ 对现场特点的响应
根据超高层建筑与大型公共建筑类项目的特点,对于矿物电缆在技术方面一般存在以下重点要求:
① 工程规格非常高,质量问题至关重要,必须大可能地避免线路接头连接过多,防止未来可能的吸潮等导致绝缘失效事故,保持线路的安全运行;
② 工程设备载荷通常都非常大,而且,变频电梯与中央空调等变频设施使用广泛,反复起停引起冲击电压(4-6倍、至少880V)对线路是个巨大考验,750V耐电压等级过低、会严重影响线路寿命,至少达到1000V为宜;
③ 通常都是“优中创优”的高质量工程,每个细节都不容丝毫忽视,一般进入项目后期机电施工阶段时,建设工期已非常紧,为高质量地按时完成施工,非常值得选取一些运行质量更可靠
、同时施工也更便利的材料与工艺,BBTRZ是非常好的选择;
④ 南方地区通常非常潮湿,雨季时间较长,电气施工季节往往适逢阴雨连绵,潮湿度非常高,这对金属护套结构的矿物电缆非常不适合,是个大问题!特别是地下建筑,潮气更大,非常不适合BTTZ、YTTW等刚性矿物电缆。因从运输、仓储、现场存放、敷设等环节,电缆不可避免地要暴露于空气当中,吸潮导致绝缘失效问题确实难以克服;
⑤ 通常,公告的招标文件中预估的刚性矿物电缆接头数量远远不够,施工过程将引起大量的工程材料增补;而且,刚性矿物电缆施工非常困难,不论是因产品质量、还是施工配合问题,既影响进度又会导致大量的人工增补。这些,会引起进一步的费用变更,乃至严重超预算等问题。
◆ 小结与建议
① 国内从上世纪80年代开始推广矿物电缆,但直至2005年左右,才因为经济水平的发展和新法规的实施,开始应用BTTZ电缆,近几年陆续发生很多问题,非常值得重视。例如,南京军区的某项重要工程,曾发生过安装后实测绝缘电阻远远低于5兆欧标准下限值的情况,供需双方发生严重摩擦;近期内相继出现了辽宁人民广播电台、黑龙江省委党校、哈尔滨展览馆、厦门翔鹭大酒店、北京铁路南站地下广场、世博会中国馆等大型高端建筑工程,因中间连接绝缘损坏、外护套开裂等,引起多处事故,被迫更换所有的供电线路,给业主造成了重大的经济损失,等等。
② BBTRZ电缆于2003年正式投入应用,至今已被数以百计的重要工程项目陆续选用,特别是北京、上海等一线城市的重大工程,如:北京七星盘古大观、上海崇明长江隧桥、郑州广播电视塔、上海虹桥高铁枢纽工程、安徽广电新中心等等,皆是地标性建筑。据行业内反馈的情报分析,目前从施工现场、后续运行的状况看,情况还是非常不错的。
综上所述,超高层建筑与大型公共建筑等特级、一级重点建筑项目,选用高性能、安全、可靠、节能、经济的矿物绝缘电缆,是确保建筑设施正常、安全运行的必要条件!我们建议项目的业主、施工、监理以及设计方,从实际情况出发,在矿物绝缘电缆的定型、招标与采购当中,能够充分调研与论证,不为名称、形式及规格所限,真正按照实际功能需求的满足度与性价比的优劣进行评判,以进行统筹和优选,为项目建设创造更好的价值。