Медный кабель с минеральной изоляцией — это разновидность электрического кабеля, изготовленного из медных проводников внутри медной оболочки, изолированной неорганическим порошком оксида магния . Название часто сокращается до MICC или MI cable, и в разговорной речи его называют pyro (потому что первоначальным производителем и поставщиком этого продукта в Великобритании была компания Pyrotenax ). Похожий продукт, покрытый металлами, отличными от меди, называется кабелем с минеральной изоляцией и металлической оболочкой (MIMS).
MI-кабель изготавливается путем помещения медных прутков внутрь круглой медной трубки и заполнения пространства сухим порошком оксида магния . Затем вся конструкция прессуется между роликами для уменьшения ее диаметра (и увеличения ее длины). В MI-кабеле часто встречается до семи проводников, а некоторые производители предлагают до 19 проводников.
Поскольку кабели MI не используют органический материал в качестве изоляции (за исключением концов), они более устойчивы к пожарам, чем кабели с пластиковой изоляцией. Кабели MI используются в критических приложениях противопожарной защиты , таких как цепи сигнализации, пожарные насосы и системы контроля дыма. В обрабатывающей промышленности, работающей с легковоспламеняющимися жидкостями, кабели MI используются там, где небольшие пожары в противном случае могли бы повредить кабели управления или питания. Кабель MI также обладает высокой устойчивостью к ионизирующему излучению и поэтому находит применение в приборах для ядерных реакторов и ядерно-физических аппаратов.
Кабели MI могут быть покрыты пластиковой оболочкой, окрашенной для целей идентификации. Пластиковая оболочка также обеспечивает дополнительную защиту от коррозии для медной оболочки.
Металлическая трубка экранирует проводники от электромагнитных помех . Металлическая оболочка также физически защищает проводники, что наиболее важно от случайного контакта с другими проводниками под напряжением.
Первый патент на кабель MI был выдан швейцарскому изобретателю Арнольду Франсуа Борелю в 1896 году. Первоначально изоляционный минерал был описан в патентной заявке как измельченное стекло, кремниевые камни или асбест в порошкообразной форме. Значительное развитие последовало за французской компанией Société Alsacienne de Construction Mécanique. [1] Коммерческое производство началось в 1932 году, и много кабеля с минеральной изоляцией использовалось на таких кораблях, как Normandie и нефтяных танкерах , а также в таких важных приложениях, как музей Лувр . В 1937 году британская компания Pyrotenax , купившая патентные права на продукт у французской компании, начала производство. Во время Второй мировой войны большая часть продукции компании использовалась в военном оборудовании. Компания вышла на фондовую биржу в 1954 году. [2]
Около 1947 года Ассоциация британских производителей кабелей исследовала возможность производства кабеля с минеральной изоляцией, который мог бы конкурировать с продукцией Pyrotenax. Производители продукции «Bicalmin» и «Glomin» в конечном итоге объединились с компанией Pyrotenax.
Компания Pyrotenax представила версию своего продукта в алюминиевой оболочке в 1964 году. Кабель MI теперь производится в нескольких странах. Pyrotenax теперь является торговой маркой nVent (ранее известной как Pentair Thermal Management).
Кабели MI используются для цепей питания и управления критически важного оборудования, например, следующих:
MI кабель выполняет пассивную противопожарную защиту , называемую целостностью цепи , которая предназначена для обеспечения работоспособности критических электрических цепей во время пожара. Он подлежит строгому листингу и утверждению использования и соответствия
Похожим на вид изделием является нагревательный кабель с минеральной изоляцией, в котором проводники изготовлены из сплава с высоким сопротивлением. Нагревательный кабель используется для защиты труб от замерзания или для поддержания температуры технологических трубопроводов и сосудов. Резистивный нагревательный кабель MI может быть неремонтопригоден в случае повреждения. Большинство нагревательных элементов электроплит и духовок сконструированы аналогичным образом.
Конструкция кабеля MI делает его механически прочным и устойчивым к ударам. [5] Медная оболочка водонепроницаема и устойчива к ультрафиолетовому излучению и многим едким элементам. Кабель MI одобрен для использования в зонах с опасной концентрацией горючих веществ, поскольку маловероятно, что он может спровоцировать взрыв даже в условиях неисправности цепи. Кабель MI бездымный, нетоксичен и не поддерживает горение. Кабель соответствует и превосходит BS 5839-1, что делает его огнестойким при температуре свыше 950 °C в течение более трех часов с одновременной механической нагрузкой и водяным туманом, а также без сбоев.
MI-кабель в основном используется для высокотемпературных сред или критически важных для безопасности сигнальных и энергетических систем; однако его можно дополнительно использовать в арендованной зоне, передавая электроэнергию, поставляемую и оплачиваемую арендодателю. Например, для коммунальной вытяжной системы или усилителя антенны он обеспечивает кабель питания, к которому нельзя легко «подключиться» для получения бесплатной энергии.
Готовую кабельную сборку можно сгибать, повторяя форму зданий или огибая препятствия, что позволяет добиться аккуратного внешнего вида.
Поскольку неорганическая изоляция не разрушается при (умеренном) нагреве, готовая кабельная сборка может нагреваться до более высоких температур, чем кабели с пластиковой изоляцией; ограничения по повышению температуры могут быть связаны только с возможным контактом оболочки с людьми или конструкциями или физической температурой плавления меди. Это также может позволить использовать кабель меньшего сечения в определенных приложениях.
Дополнительным преимуществом кабеля Mi является возможность использования медного экрана в качестве нейтрали или заземления в особых ситуациях.
Из-за окисления медная оболочка темнеет со временем. Однако, когда кабели MICC с голой медной оболочкой устанавливаются во влажных местах, особенно там, где использовался известковый раствор, вода и известь объединяются, создавая электролитическое действие с голой медью. Аналогично, электролитическое действие может быть вызвано также установкой кабелей MICC с голой оболочкой на новый дуб. Реакция приводит к разъеданию меди, делая отверстие в оболочке кабеля и пропуская воду, что приводит к разрушению изоляции и коротким замыканиям. Материал медной оболочки обычно устойчив к большинству химикатов, но может быть серьезно поврежден аммиачными соединениями и мочой . Отверстие в медной оболочке позволит влаге проникнуть в изоляцию и в конечном итоге привести к отказу цепи. Может потребоваться оболочка из ПВХ или оболочки из других металлов, если ожидается такое химическое повреждение. Когда кабель MI заделывается в бетон, как в кабеле для подогрева пола, он подвержен физическому повреждению бетонщиками, работающими с бетоном в заливке. Если покрытие повреждено, в медной оболочке могут образоваться микроотверстия, что приведет к преждевременному выходу системы из строя.
Хотя длина MI-кабеля очень жесткая, в какой-то момент каждый участок кабеля заканчивается на сращивании или внутри электрооборудования. Эти окончания уязвимы для огня, влаги и механических воздействий. MICC не подходит для использования там, где он будет подвергаться вибрации или изгибу, как в соединениях с тяжелым или подвижным оборудованием. Вибрация может вызвать растрескивание оболочки и сердечников, что приведет к выходу из строя.
Во время монтажа MI-кабель нельзя многократно сгибать, так как это приведет к упрочнению оболочки и трещинам в оболочке и жилах. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба , а кабель должен поддерживаться через равные промежутки времени. Изоляция из оксида магния гигроскопична , поэтому кабель MICC должен быть защищен от влаги до тех пор, пока он не будет заделан. Заделка требует снятия медной оболочки и присоединения компрессионного сальника. Отдельные проводники изолируются пластиковыми втулками. Затем в компрессионный сальник заливается уплотнительная лента, изолирующая замазка или эпоксидная смола для обеспечения водонепроницаемого уплотнения. Если заделка неисправна из-за некачественной работы или повреждения, то оксид магния впитает влагу и потеряет свои изоляционные свойства. Монтаж MI-кабеля занимает больше времени, чем монтаж бронированного кабеля в ПВХ-оболочке того же размера проводника. [6] Поэтому монтаж MICC является дорогостоящей задачей.
Кабель MI выпускается только с номинальным напряжением до 1000 вольт.
Изоляция из оксида магния имеет высокое сродство к влаге. Влага, попавшая в кабель, может вызвать утечку тока из внутренних проводников в металлическую оболочку. Влага, поглощенная на обрезанном конце кабеля, может быть удалена путем нагрева кабеля. Если оболочка кабеля MI повреждена, оксид магния впитает влагу в кабель, и он потеряет свои изоляционные свойства, вызывая короткие замыкания в медной оболочке и, следовательно, в земле. Часто необходимо удалить от 0,5 до 2 метров (от 1,6 до 6,6 футов) кабеля MI и срастить его в новом участке, чтобы выполнить ремонт. В зависимости от размера и количества проводников, ремонт одного концевого соединения может оказаться большой задачей. [6]
Целостность цепи для обычных кабелей с пластиковой изоляцией требует дополнительных мер для получения рейтинга огнестойкости или для снижения воспламеняемости и дымообразования до минимально приемлемого уровня для определенных типов конструкций. Напыляемые покрытия или гибкие обертывания покрывают пластиковую изоляцию, чтобы защитить ее от пламени и уменьшить ее способность к распространению пламени. Однако, поскольку эти покрытия уменьшают теплоотдачу кабелей, часто они должны быть рассчитаны на меньший ток после нанесения огнестойких покрытий. Это называется снижением допустимой токовой нагрузки. Его можно проверить с помощью стандартной процедуры IEEE 848 для определения снижения допустимой токовой нагрузки огнезащищенных кабелей. [7]
