Mineraalieristetty kuparipäällysteinen kaapeli - Mineral-insulated copper-clad cable
| Aiheeseen liittyvät aiheet |
| Sähköasennukset |
|---|
| Johdotusharjoittelu alueittain tai maittain |
| Sähköasennusten sääntely |
| Kaapelointi ja tarvikkeet |
| Kytkentä- ja suojalaitteet |
Mineraalieristetty kuparipäällysteinen kaapeli on monenlainen sähkökaapeli, joka on valmistettu kuparinjohtimista kuparinvaipan sisällä ja eristetty epäorgaanisella magnesiumoksidijauheella . Nimi lyhennetään usein MICC- tai MI-kaapeliksi, ja sitä kutsutaan kielellä nimellä pyro (koska tämän tuotteen alkuperäinen valmistaja ja myyjä Yhdistyneessä kuningaskunnassa oli Pyrotenax- niminen yritys ). Samankaltaista tuotetta, joka on päällystetty muilla metalleilla kuin kuparilla, kutsutaan mineraalieristetyksi metalli vaippakaapiksi (MIMS).
Sisällys
rakentaminen
MI-kaapeli valmistetaan asettamalla kuparitangot pyöreän kupariputken sisälle ja täyttämällä välitilat kuivalla magnesiumoksidijauheella . Koko kokoonpano puristetaan sitten telojen väliin sen halkaisijan pienentämiseksi (ja pituuden kasvattamiseksi). MI-kaapelista löytyy usein jopa seitsemän johdinta, joilta valmistajilta on saatavana jopa 19 johtoa.
Koska MI-kaapelit eivät käytä eristeenä orgaanista materiaalia (paitsi päissä), ne kestävät paloja paremmin kuin muovieristetyt kaapelit. MI-kaapeleita käytetään kriittisissä palonsuojaussovelluksissa , kuten hälytyspiireissä, palopumppuissa ja savunvalvontajärjestelmissä. Prosessiteollisuudessa palavien nesteiden käsittelyssä käytetään MI-kaapelia, jos pienet tulipalot aiheuttavat muuten vahinkoa ohjaus- tai virtakaapeleille. MI-kaapeli on myös erittäin kestävä ionisoivalle säteilylle ja löytää sovelluksia ydinreaktorien ja ydinfysiikan laitteiden instrumentointiin.
MI-kaapelit voidaan peittää muovivaipalla, värjätty tunnistamista varten. Muovivaippa tarjoaa myös ylimääräisen korroosiosuojan kuparisuojalle.
Metalliputki suojaa johtimet sähkömagneettisilta häiriöiltä . Metallivaippa suojaa fyysisesti myös johtimia, mikä tärkeintä vahingossa tapahtuvalta kosketukselta muiden energisoitujen johtimien kanssa.
Historia
MI-kaapeleille myönnettiin ensimmäinen patentti sveitsiläiselle keksijälle Arnold Francois Borelille vuonna 1896. Alun perin eristävä mineraali kuvailtiin patenttihakemuksessa jauhemaiseksi lasiksi, silikaatiksi kiviksi tai asbestiksi . Ranskalainen yritys Société Alsacienne de Construction Mécanique johti paljon kehitystä. Kaupallinen tuotanto aloitettiin vuonna 1932, ja paljon mineraalieristettyä kaapelia käytettiin Normandien ja öljysäiliöalusten kaltaisissa aluksissa ja kriittisissä sovelluksissa, kuten Louvren museossa. Vuonna 1937 brittiläinen Pyrotenax , joka oli ostanut tuotteelle patenttioikeudet ranskalaiselta yritykseltä, aloitti tuotannon. Aikana toisen maailmansodan paljon yhtiön tuote käytettiin sotatarvikkeita.
Noin 1947 British Cable Maker's Association tutki mahdollisuutta valmistaa mineraalieristetty kaapeli, joka kilpailisi Pyrotenax-tuotteen kanssa. Tuotteiden "Bicalmin" ja "Glomin" valmistajat sulautuivat lopulta Pyrotenax-yritykseen.
Pyrotenax-yhtiö esitteli tuotteestaan alumiinivuoratun version vuonna 1964. MI-kaapeli on nyt valmistettu useissa maissa. Pyrotenax on nyt tuotemerkki nimellä nVent (aikaisemmin nimellä Pentair Thermal Management).
Tarkoitus ja käyttö
MI-kaapeleita käytetään kriittisten laitteiden teho- ja ohjauspiireihin, kuten seuraavat esimerkit:
- Ydinreaktorit
- Altistuminen vaarallisille kaasuille
- Portaikkojen ilmanpainejärjestelmät rakennuksen poistumisen mahdollistamiseksi tulipalon aikana
- Sairaalan leikkaussalit
- Palohälytys järjestelmät
- Hätävirtajärjestelmät
- Hätävalaistusjärjestelmät
- Lämpötilan mittauslaitteet; TTK ja lämpöparit .
- Kriittiset prosessiventtiilit petrokemian teollisuudessa
- Julkiset rakennukset, kuten teatterit, elokuvateatterit, hotellit
- Kuljetuskeskukset ( rautatieasemat , lentokentät jne.)
- Verkkojohdot asuinkerrostaloissa
- Tunnelit ja miinat
- Sähkölaitteet vaarallisilla alueilla, joilla voi olla palavia kaasuja, esim. Öljynjalostamot , huoltoasemat
- Alueet, joissa voi olla syövyttäviä kemikaaleja, esim. Tehtaat
- Rakennuksen kasvi huoneet
- Kuumia alueita esimerkiksi voimalaitokset , valimot , ja lähellä tai jopa sisällä teollisuuden uunit , uuneja ja uunit
MI-kaapeli täyttää passiivisen palonsuojan , jota kutsutaan piirin eheyteen , jonka tarkoituksena on tarjota kriittisten sähköpiirien toimivuus tulipalon aikana. Siihen liittyy tiukka luettelointi ja hyväksyntä, käyttö ja noudattaminen
Lämmityskaapeli
Samankaltainen esiintyvä tuote on mineraalieristetty jälkilämmityskaapeli , jossa johtimet on valmistettu erittäin kestävästä seoksesta. Lämmityskaapelia käytetään suojaamaan putkia jäätymiseltä tai ylläpitämään prosessiputkistojen ja astioiden lämpötilaa. MI-vastuslämmityskaapeli ei välttämättä ole korjattavissa, jos se on vaurioitunut. Useimmat sähkökiuas- ja uunilämmityselementit on rakennettu samalla tavalla.
Tyypilliset eritelmät
| suurin jännite | 600 tai 1000 volttia | |||||||||
| nykyinen arvostelu | 18 - 450 ampeeria | |||||||||
| johtimen alue | 1,0 - 240 mm 2 | |||||||||
| kuparinvaipan alue | 5 - 70 mm 2 tehokas | |||||||||
| ytimien lukumäärä | 1,2,3,4,7,12,19 | |||||||||
| Kokonaishalkaisija | 5 - 26 mm | |||||||||
| pienin taivutussäde | 6 x halkaisija (3 x halkaisija, jos taivutetaan vain kerran) | |||||||||
| paino | 100 - 3300 kg / km, 355 - 11708,4 lbs / mi | |||||||||
| käännöksiä metriä kohti | 0, 20 (monissa sovelluksissa EI kiertäminen ole suositeltavaa) | |||||||||
| viedä loppuun | paljaat kuparit, tavallinen PVC-vaippa, vähän savua ja savua (LSF) edustava polymeerivaippa, erilaiset ruostumattomat teräkset, Inconel , titaani ja jotkut superseokset. | |||||||||
| väri | luonnollinen (paljaat ruostumattomat, paljaat kuparit), valkoinen, musta, punainen, oranssi | |||||||||
| suurin käyttölämpötila |
|
edut
Metallikaapeli ja MI-kaapelin vankka täyttö tekevät siitä mekaanisesti kestävän ja iskunkestävän; MI-kaapeli voidaan lyödä toistuvasti vasaralla ja antaa silti riittävän eristysvastuksen piirille. Kuparikuori on vesitiivis ja kestää ultraviolettivaloa ja monia syövyttäviä elementtejä. MI-kaapeli on hyväksytty sähkökoodilla käytettäväksi alueilla, joissa ilmassa on vaarallisia palavien kaasujen pitoisuuksia; MI-kaapeli ei salli räjähdyksen etenemistä kupariputken sisällä, ja kaapeli ei todennäköisesti aiheuta räjähdystä edes piirivikatilanteissa. Metallivaippa ei vaikuta polttoaineeseen tai vaarallisiin palamistuotteisiin tulipaloon, eikä se voi levittää tulipaloa kaapelialustan tai rakennuksen sisällä. Kaapeli on luontaisesti paloluokiteltu ilman lisäpinnoitteita, ja se kestää nimitetyt palotestit, jotka edustavat todellisia palo-olosuhteita pidempään kuin kotelointirakenne.
Kun sitä käytetään vuokra-alueella, kuljettaessa vuokranantajalle toimitettua ja laskutettua sähköä, esimerkiksi yhdyskuntapoistojärjestelmää tai antennin vahvistinta varten, se tarjoaa syöttökaapelin, jota ei voida helposti "hyödyntää" vapaan energian saamiseksi.
Vaikka valmistettu kaapelikokoonpano on valmistettu kiinteistä kuparielementeistä, se on silti taipuisa kuparin muokattavuuden vuoksi. Kaapeli voidaan taivuttaa seuraamaan rakennusten muotoja tai taivuttaa esteiden ympärille, mikä mahdollistaa siistin ulkonäön paljassa tilassa.
Koska epäorgaaninen eristys ei hajoa (kohtalaisella) lämmityksellä, valmiin kaapelikokoonpanon voidaan antaa nousta korkeampiin lämpötiloihin kuin muovieristettyjen kaapeleiden; lämpötilan nousun rajoitukset voivat johtua vain vaipan mahdollisesta kosketuksesta ihmisiin tai rakenteisiin. Tämä voi myös mahdollistaa pienemmän poikkileikkauskaapelin käytön tietyissä sovelluksissa.
Johtuen hapetus , kupari suojakuoren tummuu iän ja MICC on siksi usein käytetään historiallisia rakennuksia, kuten linnat , jossa se sulautuu kivestä. Kuitenkin silloin, kun paljaalla kuparisuojuksella varustetut MICC-kaapelit on asennettu kosteisiin paikkoihin, erityisesti silloin, kun on käytetty kalkkilaastia, vesi ja kalkki yhdistyvät elektrolyyttisen vaikutuksen aikaansaamiseksi paljaan kupariin. Samoin elektrolyyttinen vaikutus voi johtua myös paljaan vaipan MICC-kaapeleiden asentamisesta uuteen tammean. Reaktio saa aikaan kuparin syömisen, tekemällä reikä kaapelin vaippaan ja päästämällä veteen aiheuttaen oikosulun jännitteen, neutraalin ja maan välillä. Vihreän verdigrisin esiintyminen paljaalla kuparisuojuksella voi olla merkki tämän tapahtumisesta.
haitat
- Päätepisteet: Vaikka MI-kaapelin pituus on erittäin kova, jossain vaiheessa jokainen kaapelointi päättyy liitoksessa tai sähkölaitteiden sisällä. Nämä päätteet ovat alttiita palolle, kosteudelle tai mekaanisille vaikutuksille.
- Tärinä: MICC ei sovellu käytettäväksi, jos se altistuu tärinälle tai taivutukselle, esimerkiksi kytkettäessä raskaisiin tai siirrettäviin koneisiin. Tärinä räjäyttää verhouksen ja ytimet, mikä johtaa epäonnistumiseen.
- Työvoimakustannukset: Asennuksen aikana MI-kaapelia ei saa taivuttaa toistuvasti, koska se aiheuttaa työkovettumista ja halkeamia kuoressa ja ytimissä. Minimi taivutussäde on otettava huomioon ja kaapeli on tuettava säännöllisin väliajoin. Magnesiumoksidieristys on hygroskooppinen, joten MICC-kaapeli on suojattava kosteudelta, kunnes se on päättynyt. Irtisanominen vaatii kuparipäällysteen irrottamisen ja puristusholkkitiivisteen kiinnittämisen. Yksittäiset johtimet on eristetty muoviholkeilla. Tiivistysnauha, eristävä kitti tai epoksihartsi kaadetaan sitten puristusholkkiliittimeen vesitiiviän tiivisteen aikaansaamiseksi. Jos pääte on viallinen valmistuksen tai vaurioiden vuoksi, magnesiumoksidi imee kosteuden ja menettää eristävät ominaisuutensa. Johtimien koosta ja lukumäärästä riippuen yksi päättäminen voi kestää 1 - 2 tuntia työtä (sähköasentajan pitäisi pystyä tekemään pääte 10 - 15 minuutissa jopa 4 ytimen pienempään kokoon). Kolmijohtimisen MI-kaapelin (koko nro 10 AWG - noin 5 neliö mm) asennus vie noin 65% enemmän aikaa kuin saman johtimen kokoisen PVC-vaippaisella panssaroidun kaapelin asentaminen. MICC: n asennus on siksi kallis tehtävä. Tietyt PTFE- , silikoni- tai muut polymeerieristeiset kaapelit on korvattu sovelluksissa, jotka vaativat samanlaisia ominaisuuksia liekin leviämisen suhteen ja joiden loppuminen vaatii vähemmän työvoimaa. MICC: tä käytetään edelleen sovelluksissa, jotka soveltuvat erityisen hyvin sen ominaisuuksien yhdistelmään.
- Jännite: MI-kaapeli on valmistettu vain nimellisarvoltaan jopa 1000 volttia.
- Kosteuden imeytyminen: Magnesiumoksidieristeellä on korkea affiniteetti kosteudelle. Kaapeliin viety kosteus voi aiheuttaa sähkövuotojen sisäisistä johtimista metalliholkkiin. Kaapelin leikattuun päähän imeytynyt kosteus voidaan poistaa kuumentamalla kaapelia.
- Korroosio: Kuparikuoren materiaali kestää useimpia kemikaaleja, mutta ammoniakkia sisältävät yhdisteet ja virtsat voivat vaurioittaa sitä vakavasti . Kuparikuoren reikä sallii kosteuden pääsyn eristykseen ja mahdollisen piirin vioittumisen. Jos tällaisen kemiallisen vaurion odotetaan aiheuttavan, voidaan tarvita PVC-vaippa tai muiden metallien vaippa. Kun MI-kaapeli upotetaan betoniin lumen sulamiskaapelina, se aiheuttaa fyysisiä vaurioita betonityöntekijöille, jotka työskentelevät betonin valukappaleeseen. Jos 3–5 millilitran pinnoite on vaurioitunut, kuparin vaipan tapin reikät kehittyvät aiheuttaen lumen sulamisjärjestelmän ennenaikaisen vioittumisen.
- Korjaus: Jos MI-kaapelin vaippa on vaurioitunut, magnesiumoksidi vie kosteutta kaapeliin ja se menettää eristysominaisuutensa aiheuttaen oikosulkuja kuparipäällysteeseen ja sieltä maahan. Korjauksen suorittamiseksi on usein tarpeen poistaa 0,5–2 metriä (1,6–6,6 jalkaa) MI-kaapelia ja yhdistää se uuteen kohtaan. Johtimien koosta ja lukumäärästä riippuen yksi päättäminen voi kestää yhden ja kahden tunnin työtä.
vaihtoehtoja
Virtapiirin eheys tavanomaisilla muovieristetyillä kaapeleilla vaatii lisätoimenpiteitä palonkestävyysluokan saavuttamiseksi tai syttyvyyden ja savun vähentämiseksi tietyntyyppisiin rakenteisiin hyväksyttävässä minimitasossa. Ruiskutetut pinnoitteet tai taipuisat kääreet peittävät muovieristyksen suojaamaan sitä liekiltä ja vähentämään liekin leviämiskykyä. Koska nämä päällysteet kuitenkin vähentävät kaapelien lämmönhöyryttämistä, niiden on usein oltava luokiteltu pienemmälle virralle palonkestävien päällysteiden levittämisen jälkeen. Tätä kutsutaan nykyisen kapasiteetin alentamiseksi. Sitä voidaan testata käyttämällä IEEE 848 -standardin mukaista menettelyä palonsuojattujen kaapeleiden pienenemisen määrittämiseen .
Katso myös
- Listaamisen ja hyväksynnän käyttö ja noudattaminen
- Passiivinen palosuojaus
- Piirin eheys
- palosuojaus
- Kaapelikotelo
- Kuparilanka ja kaapeli
Viitteet
- ^ Robert M. Black, sähköjohtojen ja -kaapeleiden historia , Peter Peregrinus Ltd.London, 1983 ISBN 0-86341-001-4 , s. 158-159
- ^ Palonkestävien kaapeleiden palonkestävyystesti. http://www.fire-cables.co.uk/fire_performance.html
- ^ a b R.S. Means Co, sähkökustannustiedot, 22. vuosituote , 1999, ISBN 0-87629-504-9