矿物电缆特性与运用探究

2019-10-11 版权声明 举报文章

本文作者:胡海宁作者单位:江苏省人防工程标准定额站

人防工程中不断得到广泛使用

随着现代人防工程建设的发展,势必对供电可靠性的要求越来越高,于是用于传输电能的电缆,其安全可靠性就显得尤为突出。多年来,矿物绝缘电缆给人们的印象就是能够防火,但价格高、敷设困难。其实矿物绝缘电缆还有许多非常有价值的应用特性鲜为人知,随着广大科技人员不断地研究,以及该产品的大规模生产,矿物绝缘电缆已经在人防工程中以及其他众多场合体现出其优越性和经济性。

耐火性能高是人防工程防火安全的重要保证

人防工程主要包括指挥工程、人员掩蔽工程、医疗救护工程、物资储备工程等。指挥工程等级较高,为保证指挥能力的正常发挥,各供电系统及通信系统必须安全可靠。因此,线路的耐火性能高将是对指挥工程的重要保障。公用的人员掩蔽工程是解决城市公共场所和人口密集地区人员掩蔽疏散的公共防护设施,也是确保战时人民群众生命安全的重要设施。若在战时发生火灾或次生火灾,由于工事内人员比较密集,又身处地下,疏散起来时间相对较长。因此,关键的供电线路及消防线路的耐火性能就显得尤为重要。医疗救护、物资储备等工程对线路的耐火要求一样很高,只有可靠的供电线路,才能保障战时的人员救护以及物资供给。

防潮、防水、防爆及耐腐蚀性是人防工程必不可少的要求

由于人防工程设在地下,四周被岩(土)体包围,形成一个围护结构,而大气温度变化作用与相对地表深度有关,于是造成工事内外温差较大,因此人防工程内部潮湿问题不可避免。特别是在春夏过渡季节以及相对湿度较高的南方地区,人防工程的潮湿问题尤为突出。即使使用除湿设备也难避免工程内的机械、电子设备,仓储物资,金属管道、电气管线等造成腐蚀。人防工程的进出电缆通常采取埋地敷设的方式,这是出于对各种武器防护的考虑。这势必对电缆的防水及耐腐蚀性有比较高的要求。作为战时内部电源,大多人防工程均设置内部柴油电站。为保证战时能够持续供电,在电站旁还需设油库,而油库对所有电气设施均有防爆要求,以防火灾及爆炸的产生。根据人防工程的上述特点,矿物绝缘电缆防潮、防水、防爆及耐腐蚀的良好性能恰好是人防工程必不可少的。

屏蔽性能优越、抗辐射能力强是人防工程可靠性的有力保障

电磁脉冲武器分核与非核电磁脉冲武器,其爆炸均产生场强及能量极大的电磁脉冲。电磁脉冲和其他高功率电磁能量可经各种耦合途径进入人防工程内部,使敏感的电子、电气设备及系统受到干扰和损伤。电磁脉冲能量的主要耦合渠道有对工事自然防护层和钢筋混凝土层的直接穿透、工事外露天线的接收、电线电缆和金属管道的耦合等。而电线电缆的耦合与传导是电磁脉冲能量进入人防工事的重要渠道。与工事外连接的电线电缆会在外界电磁脉冲场的作用下产生电流和电压,经电线电缆传输,使其终端设备受到干扰或造成损伤。当电磁脉冲传播到电缆上,首先在金属屏蔽层上产生耦合电压和耦合电流。如果屏蔽层的厚度大于电磁波的屈服深度,且无任何孔洞,则线芯上产生的耦合电流很小,线芯与屏蔽层几乎是等电位的。否则,屏蔽层上的耦合电压和电流将通过屏蔽层和线芯间的转移导纳和转移阻抗在线芯上产生耦合电流,并在线芯和屏蔽层之间产生耦合电压。而矿物绝缘电缆铜护套外壳的厚度远大于铠装电缆的钢带,更胜于无屏蔽层的普通电缆,再通过铜护套外壳良好的接地,因此,线芯对地的耦合电压与铜护套外壳屏蔽层的对地耦合电压可以认为是相等的。屏蔽和接地是电磁脉冲防护的重要手段和措施。以导电率较高的材料作为屏蔽体并良好接地,将电场终止在屏蔽体表面,并通过接地泄放表面上的感应电荷,可防止静电场的耦合。所以,完整的屏蔽体和良好的接地是电磁脉冲防护的两个必备条件。而矿物绝缘电缆的铜护套外壳是极其良好的屏蔽体,另外铜护套外壳也易于良好的接地。因此,矿物绝缘电缆从屏蔽和接地的角度,可以很好的起到电磁脉冲防护效果,特别是对提高人防指挥工程信息化系统在战时的生存能力,其优越的屏蔽性能则是一个重要方面。采用埋地敷设的进出电缆易遭受核辐射,而矿物绝缘电缆的材料由无机物构成,其抗辐射能力同样也是其他电缆无法相提并论的。

使用中应注意的问题

电缆的敷设方式是多样的,如直接装夹或平铺在非金属表面、布放在沟槽内、各种桥架上、建筑结构空隙内以及直接埋设。除特殊场合外,一般使用情况下矿物绝缘电缆无须穿管敷设,而单芯电缆不允许单独穿管敷设。由于单芯电缆的护套层在交流电的作用下会产生微弱的涡流,多根使用时,为防止涡流的叠加,敷设时可通过“品字形”排列或并排排列时两排之间相序反向排列加以解决。当电缆进入配电箱、柜时,为防止电缆对箱、柜的外壳产生涡流,箱、柜的外壳电缆进出线孔开孔需连通。若电缆全长均为直线敷设或用电器可能产生振动时,需在允许的场合设置膨胀环。矿物绝缘电缆的绝缘层为氧化镁,而氧化镁易吸潮,因此电缆终端头和中间头必须做好密闭处理。在施工过程中,稍不注意就会造成电缆断口潮湿,施工时应注意做好接口的防潮处理,同时需尽可能保证供电回路的连续性。另外,由于矿物绝缘电缆受材料和加工工艺的限制,在选择电缆时应按照实际使用长度订货,尽量避免中间接头。

随着我国现代化建设步伐的加快,城市建设规模不断地扩大,建设水平也相应地提高。与此同时,地下空间的开发利用应与城市建设相结合,且与城市建设规模相适应。现代城市对防空、防灾、抗灾的要求随着经济建设的发展也进一步提高,我国的人民防空事业正进入又一个蓬勃发展的阶段,人民防空工程建设必将得到空前的发展。对于人防工程特殊的运行环境,一般聚合物材料组成的电缆是无法完全满足要求的,而矿物绝缘电缆的耐火、防潮、防腐、防爆、屏蔽及抗辐射等优越性能则是其他电缆无法比拟的,因此,矿物绝缘电缆在人防系统中的广泛应用定将成为现实。

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