氧化镁绝缘防火电缆制造局限性的分析
一、引言
随着城市建设中的城市综合体、高层及超高层等建筑物的规模和高度的快速发展，建筑物的消防防火要求越来越高，对建筑物内供电导线的防火性能要求提出更为严格的要求，许多场所要求使用防火电缆。目前，市场上能够满足现行国家相关规范要求的防火电缆品种较多，本文通过对氧化镁绝缘防火电缆制造局限性的分析，提出在建筑工程项目设计、施工等过程中应注意的问题，并提出相应的解决措施。
二、氧化镁绝缘防火电缆（MI电缆）
目前，市场上的矿物类绝缘电缆的品种较多，本文主要针对氧化镁绝缘防火电缆在建筑工程设计和施工中出现的问题，进行分析与探讨。
（一）氧化镁绝缘防火电缆
究竟什么是氧化镁绝缘防火电缆？它是将高导电率的铜导体嵌置在内有紧密压实的氧化镁绝缘材料的无缝铜管中，就构成了氧化镁绝缘防火电缆，国外称之为MI电缆（Mineral Insulated Cable）。由于MI电缆的构成全部是无机材料，因此它具有其它类型有机绝缘电缆所不具备的一些特性。
（二）MI电缆主要特性
MI电缆主要具有防火、耐高温、载流量大、耐过载、耐机械损伤、防水耐腐蚀、耐辐照、寿命长、无卤无毒、弯曲半径小、防蚁、防鼠咬、铜护套可作保护接地线等特点。
下面就MI电缆的防火耐高温等几个特点，作一个简单的介绍：
a)耐火性能
由于电缆全都是由无机物（金属铜和氧化镁粉）组成，它本身不会引起火灾，不可能燃烧或助燃。铜的熔点是1083℃、氧化镁的熔点是2800℃，因此MI电缆可以在不超过铜的熔点的火灾情况下继续保持供电，是一种防火性能优良的防火电缆。
b)耐高温性能
电缆可在250℃高温下连续正常工作，在非暴露触摸且不可燃材料接触时，可在105℃或更高温下使用；在接近铜的熔点1083℃下短时工作，而氧化镁绝缘材料此时不会发生任何变化。因此，特别适合在冶金、水泥及其它高温环境下使用。
c)良好的弯曲性能
MI电缆是一密实的整体，最小弯曲半径不大于6D（如表1所示），所以安装方便，减少了线路敷设所占用的空间。适合替代母线槽，敷设在空间较小的场所。
表1 MI电缆弯曲半径表
（三）MI电缆制造局限性问题
为弄清MI电缆制造的局限性问题，我们有必要来了解一下其制造的工艺。
MI电缆的生产制造工艺有三种：预制氧化镁将瓷柱法、氧化镁粉自动灌装法和铜带纵包氩弧焊接法。
第一种预制氧化镁将瓷柱法，它是我国最早、最常用的方法，现在我国大部分生产MI电缆的厂家都在使用这种工艺。该工艺是用烧结形成特定形状的氧化镁瓷柱，通过手工装配在铜管和铜杆之间，并通过一系列的拉拔、退火等工序，最终成型为MI电缆。这种工艺最大的缺点就是生产劳动强度大、生产效率较低。
第二种氧化镁粉自动灌装法，这种工艺是在垂直固定的铜杆与铜管之间，灌注氧化镁粉。该方法能让铜杆和铜管之间的同心度更佳，但是，这种设备在国内很少使用。
第三种铜带纵包氩弧焊接法，它是目前世界上比较先进的方法。其原理是铜带和铜杆可以无限地焊接（指理论上），并且让铜带纵包焊接成型包裹住铜杆，在铜杆和焊接后的铜带之间灌注氧化镁粉。此工艺可以边生产边出任意长度成品，生产周期短。
从上面的三种生产制造工艺中得知，第一、二种方法中，MI电缆生产交货长度受到生产场地及原材料的影响较大，特别是大截面的电缆的生产交货长度较短。根据现行国家建筑标准设计图集09D101-6中的数据显示，小规格的电缆交货长度较长，大规格的电缆则相对短一些，详见表2（表中仅选择了部分单芯电缆的数据作为说明）；按第三种方法电缆生产的交货长度要长些。据某厂家提供的资料显示，按铜带纵包氩弧焊接法生产的电缆，其交货长度：截面在35mm²及以下时为2000m，截面大于35mm²时为500m。因此，按第一、二种方法生产的电缆，在工程应用中，选用较大规格的电缆时，需要加中间联结；按第三种方法生产的电缆，实际工程应用中基本不需要中间联结。
表2 MI单芯电缆生产长度
三、工程项目中MI电缆需求情况分析
（一）某公司MI电缆销售情况分析
针对MI电缆制造局限性问题，此文笔者特意咨询MI电缆生产厂家，经厂家同意，给出了表3所示的近三年来MI电缆及MI电缆中间联接器的销售情况。
通过分析，可以发现在实际的建筑工程项目中，选用MI电缆时，其MI电缆中间联结的所占比例。表3中，中间联结使用个数占长度0.43~0.48%，相当于销售234m~210m的一个电缆长度，才会使用一个MI电缆中间联接器。
表3 某公司MI电缆及中间联接器的销售情况
另外，文章作者从MI生产厂家了解到，有一部分MI电缆中间联结的使用，是由于生产企业按照成圈电缆供货（即单个最大长度供货），在每一圈电缆分割使用后，会产生多余的线缆，安装单位为了不浪费这些多余的线缆，也会采用中间联接器将这部分线缆连接起来继续使用。
（二）建筑工程项目中防火电缆使用情况分析
笔者就某工程项目中使用防火电缆的情况进行统计，分析工程项目中防火电缆使用规格、单个供电回路长度及所供负荷情况。
建筑工程示例：某国际商贸城一期C地块，属于商业用地，总建筑面积为175960m²。其中，地上建筑为集百货、服装、儿童游乐、餐饮及停车场于一体的现代商贸城，地下建筑主要为设备用房、汽车库及人防工程。地上建筑物为5层，屋面高度为23.10 m，地下为1层。项目中选用防火电缆（以电缆相线截面为例）情况如表4所示：
表4 某工程项目防火电缆使用情况
从表4可以看出，只有在序号第12栏的情况下，才需要做MI电缆中间联结，其他均在MI电缆交货长度范围内，不需要设中间联结。
上述案例具有一定的代表性。在实际工程设计中，绝大多数的供电回路都不需要做中间联结，符合建筑电气设计要求：变电所深入负荷中心，将各回路的供电半径控制在规定的范围内。
四、MI电缆中间联结的使用情况分析
（一）什么情况下MI电缆需要中间联结
通过上面的分析，实际建筑工程建设中，在下列几种情况下可能要用到MI电缆的中间联结。其一，使用较大规格截面，且供电回路的距离超过电缆交货长度时；其二，变电所位置设置因受条件限制，致使回路的供电距离较长（超过电缆交货长度）时；其三，在建筑工程施工中，产生的部分多余线缆，并有一定的利用价值时；其四，除以上三种情况之外的其他特殊情况。
（二）减少使用MI电缆中间联结的方法
建筑工程中，选用MI电缆时，只有通过合理的设计、细致的计划等办法，便可减少MI电缆的中间联结。
首先，合理的设计很重要。这里需要充分了解建设项目的负荷分布情况，将变压器深入负荷中心，尽量靠近消防水泵房（或动力中心）；另外，对于大容量供电回路，亦可采取电缆双拼的方式供电，比如：某供电回路的计算负荷为560A，选择300mm²，其单根交货长度为79m，根据见表1，若供电回路长度大于79m且小于90m时，可选用185mm²双拼，其交货长度便可达到95m，这样可避免使用MI电缆的中间联接。
其次，细致的计划也很重要。这里主要指在MI电缆订货时，尽量按表1中各规格电缆的交货长度来计划所需电缆，做到各供电回路的电缆长度均是根据现场实际需求的长度来定制，这样在建筑工程实际施工时，不会产生出多余的另线，而造成不必要的浪费。
MI电缆中间联结使用中的注意点：
在实际工程中，使用MI中间联结时应注意如下几点：第一，参照国家建筑设计标准图集及生产厂家推荐的安装工艺、规程和规范施工；第二，应采用专用的MI电缆中间联接器，连接MI电缆；第三，施工时，若发现需进行中间联接的电缆有潮气侵入端部时，应采取相应的驱潮措施，使绝缘电阻达到要求后，方能进行MI电缆中间联接，注意在完成中间连接器安装后，还应该进行绝缘电阻的检测。