專(zhuān)利名稱(chēng)：耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電纜，具體是一種核電站用電纜。
背景技術(shù)：
至今我國(guó)大陸已建設(shè)11臺(tái)機(jī)組，共870萬(wàn)千瓦，占全國(guó)發(fā)電量不到2%，分布在浙江秦山，廣東大亞灣，江蘇田灣三個(gè)基地。按照國(guó)家電力發(fā)展規(guī)劃，到2020年，核電裝機(jī)容量將達(dá)4000萬(wàn)千瓦，核電占全國(guó)電力的比重將從2 %上升到4 %左右，并且要求新建核電的平均國(guó)產(chǎn)化率能達(dá)到60%。電纜是核電站中必不可少的重要配套產(chǎn)品之一，據(jù)有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，每建設(shè)百萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量需要電纜約2600公里，那么4000萬(wàn)千瓦容量將需電纜總量約10萬(wàn)公里以上。 因此，核電站的發(fā)展為電纜制造商提供了巨大的市場(chǎng)空間和商機(jī)。核電站電纜不同于普通電廠電纜，其性能要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通電廠電纜，屬電纜行業(yè)的高端產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)難度很大。目前我國(guó)已經(jīng)運(yùn)行建設(shè)的11臺(tái)核電站所使用的電纜中，核級(jí)電纜基本都依靠進(jìn)口，特別是Kl級(jí)電纜全部進(jìn)口。核電站電纜與普通火力發(fā)電廠(煤電)電纜相比較，在使用的電纜品種方面基本相同，都采用電力電纜，控制電纜，儀表電纜等等，但是，在電纜的性能要求方面，則差異很大。其根源就在于電纜的使用環(huán)境不同。核電站電纜是在核環(huán)境條件下，比常規(guī)電廠的環(huán)境條件要復(fù)雜、惡劣、嚴(yán)酷得多。一段時(shí)間以來(lái)，無(wú)鹵低煙阻燃電纜的護(hù)套開(kāi)裂質(zhì)量問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)不少重大工程電纜用戶(hù)頻頻發(fā)生，例如，上世紀(jì)80年代中期，廣東大亞灣核電站進(jìn)口電纜中發(fā)生了大批電纜護(hù)套開(kāi)裂；江蘇連云港田灣核電站也發(fā)生了電纜護(hù)套開(kāi)裂的問(wèn)題， 再如浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)也發(fā)生了無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套開(kāi)裂的質(zhì)量問(wèn)題，等等。經(jīng)分析造成護(hù)套開(kāi)裂的原因可能是多方面的，但最主要的原因還是無(wú)鹵護(hù)套材料本身的問(wèn)題。核電站電纜的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電纜的絕緣提出了與“眾”不同的要求，就是既要考核電氣性能(20°c、6(rc、9(rc絕緣電阻)，又要通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)。這在現(xiàn)行常規(guī)電纜標(biāo)準(zhǔn)中，包括IEC標(biāo)準(zhǔn)，是沒(méi)有的，因此說(shuō)他與眾不同。另外，有些廠家生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯的電性能是現(xiàn)有電纜絕緣材料中最優(yōu)異的，當(dāng)一些電纜中采用了交聯(lián)聚乙烯作為絕緣材料，但是，它存在最大的缺陷是屬于易燃材料，氧指數(shù)只有18，不能通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述之不足，本實(shí)用新型目的在于提供一種符合核電站電纜的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，包括有多個(gè)線芯構(gòu)成的線芯組，每個(gè)線芯由內(nèi)到外依次是由線芯導(dǎo)體、絕緣層構(gòu)成，所述線芯組外圍設(shè)有無(wú)鹵阻燃包帶，無(wú)鹵阻燃包帶外圍設(shè)有外護(hù)套，其特征在于所述絕緣層是由內(nèi)絕緣層和外絕緣層構(gòu)成的雙絕緣層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)絕緣層是由輻照交聯(lián)聚乙烯材料制成，外絕緣層是由輻照交聯(lián)聚烯烴材料制成。所述線芯組與包帶之間設(shè)有無(wú)鹵阻燃隔氧層。所述線芯設(shè)有四個(gè)，四個(gè)線芯之間的中部間隙處設(shè)有無(wú)鹵低煙填充條。所述外護(hù)套采用90°C無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)材料或125°C無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴材料。本實(shí)用新型的有益效果由于采用由輻照交聯(lián)聚乙烯內(nèi)絕緣層和輻照交聯(lián)聚烯烴外絕緣層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)，不僅內(nèi)絕緣層使電纜的耐輻射性能達(dá)到25X 104GY，電纜的鑒定使用壽命在40年以上，同時(shí)又具有絕佳的絕緣性能，而且由于外絕緣層的作用，還具備極佳的阻燃能力，能通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)；由于采用了 125°C無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴外護(hù)套，解決了無(wú)鹵阻燃電纜外護(hù)套容易開(kāi)裂的問(wèn)題；另外，本實(shí)用新型能滿(mǎn)足無(wú)鹵、低毒的指標(biāo)，并且成品電纜的煙密度，透光率不小于70%。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、線芯導(dǎo)體；2、內(nèi)絕緣層；3、外絕緣層；4、無(wú)鹵低煙填充條；5、無(wú)鹵阻燃隔氧層；6、無(wú)鹵阻燃包帶；7、外護(hù)套；8、線芯。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，包括有四個(gè)線芯8構(gòu)成的線芯組， 四個(gè)線芯8之間的中部間隙處設(shè)有無(wú)鹵低煙填充條4，每個(gè)線芯8由內(nèi)到外依次是由線芯導(dǎo)體1、絕緣層構(gòu)成，所述線芯組外圍設(shè)有無(wú)鹵阻燃隔氧層5，無(wú)鹵阻燃隔氧層5的表面設(shè)有無(wú)鹵阻燃包帶6，無(wú)鹵阻燃包帶6外圍設(shè)有外護(hù)套7，所述絕緣層是由內(nèi)絕緣層2和外絕緣層 3構(gòu)成的雙絕緣層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)絕緣層2是由輻照交聯(lián)聚乙烯材料制成，外絕緣層3是由輻照交聯(lián)聚烯烴材料制成。所述外護(hù)套7采用125°C無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴材料。本實(shí)用新型的電纜可達(dá)到IE級(jí)，IE級(jí)電纜的含義是，完成反應(yīng)堆緊急停堆、安全殼隔離、堆芯應(yīng)急冷卻、反應(yīng)堆余熱導(dǎo)出、反應(yīng)堆安全殼熱導(dǎo)出，防止放射性物質(zhì)向周?chē)h(huán)境排放等功能的電氣系統(tǒng)設(shè)備的安全級(jí)。按照電纜敷設(shè)場(chǎng)合的不同，可分K1、K2、K3級(jí)，Kl和K2級(jí)安裝在安全殼內(nèi)，K3 級(jí)安裝在安全殼外。其定義為K1級(jí)——安裝在安全殼內(nèi)，要求在正常、事故、事故后環(huán)境條件和地震載荷下保持功能的設(shè)備。K3級(jí)——安裝在安全殼外，應(yīng)在正常工況和地震載荷下能執(zhí)行其功能的設(shè)備工作原理核電站電纜的制造質(zhì)量是由多方面因素決定的，即材料、設(shè)備、工藝、 人等因素，但其中，電纜絕緣和護(hù)套的材料無(wú)疑是最重要的因素。核電站電纜的絕緣料選用原則，除了滿(mǎn)足普通電纜的一般要求即電性、機(jī)械物理性能外，還須滿(mǎn)足如下特殊的性能考核一是絕緣的熱老化壽命在工作溫度90°C下必須達(dá)到40年以上。二是絕緣電阻常數(shù) Ki20°C時(shí)最小3000ΜΩ ·1 πι;60τ時(shí)最小30ΜΩ · km ;90°C時(shí)最小3ΜΩ .km。三是絕緣線芯必須通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)。我們選擇了兩種類(lèi)型絕緣材料，一種是硅烷交聯(lián)聚乙烯料，另一種是輻照交聯(lián)聚乙烯料。硅烷交聯(lián)聚乙烯料的耐溫等級(jí)為90°C，輻照交聯(lián)聚乙烯料的耐溫等級(jí)分別為 90°C、105°C、125°C、150°C。我們采購(gòu)了上海、浙江、江蘇和意大利四個(gè)廠家的硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣料，在我廠的Φ45擠塑機(jī)上試制電纜樣品，經(jīng)過(guò)溫水交聯(lián)熱延伸性能合格后，模擬熱老化試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)20天的試驗(yàn)，結(jié)果只有浙江一家廠商的絕緣料的斷裂伸長(zhǎng)率保留率為33%，其余的均為0，不合格，所以我們的結(jié)論是硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣料，因其熱老化性能不合格而不能用作核電站電纜的絕緣。因?yàn)楣柰榻宦?lián)聚乙烯絕緣料不能用，所以我們就轉(zhuǎn)到了輻照交聯(lián)料上進(jìn)行了摸索和試驗(yàn)。我們又采購(gòu)了浙江、上海、揚(yáng)中和無(wú)錫等幾個(gè)廠家的105°C、125°C、150°C輻照交聯(lián)聚乙烯料，在我廠的Φ45擠塑機(jī)上試制電纜樣品，然后到閔行某電子輻照生產(chǎn)線上進(jìn)行電子輻照交聯(lián)，熱延伸試驗(yàn)合格后，作模擬熱老化試驗(yàn)，溫度為165°C，時(shí)間為20天。從以上測(cè)試結(jié)果可以看出浙江某廠家耐溫等級(jí)為150°C 輻照交聯(lián)聚乙烯料的熱壽命試驗(yàn)效果最好，因此我們最后選用了該料為核電站電纜的絕緣材料。雙層絕緣擠包的設(shè)計(jì)核電站電纜的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電纜的絕緣提出了與“眾”不同的要求，就是既要考核電氣性能(20°C、6(TC、9(rC絕緣電阻)，又要通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)。這在現(xiàn)行常規(guī)電纜標(biāo)準(zhǔn)中，包括IEC標(biāo)準(zhǔn)，是沒(méi)有的，因此說(shuō)他與眾不同。交聯(lián)聚乙烯的電性能是現(xiàn)有電纜絕緣材料中最優(yōu)異的，但是，它是易燃材料，氧指數(shù)只有18，不能通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)，那么出路何在？解決這個(gè)問(wèn)題的較好辦法有兩個(gè)。a.是另辟蹊徑，開(kāi)發(fā)另類(lèi)新型材料，使它集電性、阻燃和耐多種老化性能于一身， 但這難度極大(也是國(guó)內(nèi)材料行業(yè)的一個(gè)難題)，短期內(nèi)開(kāi)發(fā)成功決非易事。b.是采用兩類(lèi)材料，雙層絕緣擠包，內(nèi)層具有高電性能，外層具備阻燃功能。經(jīng)過(guò)比較，我們現(xiàn)實(shí)地選擇了后者，通過(guò)實(shí)踐，我們認(rèn)為這一辦法比較成熟和可靠。
權(quán)利要求1.一種耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，包括有多個(gè)線芯構(gòu)成的線芯組，每個(gè)線芯由內(nèi)到外依次是由線芯導(dǎo)體、絕緣層構(gòu)成，所述線芯組外圍設(shè)有無(wú)鹵阻燃包帶，無(wú)鹵阻燃包帶外圍設(shè)有外護(hù)套，其特征在于所述絕緣層是由內(nèi)絕緣層和外絕緣層構(gòu)成的雙絕緣層結(jié)構(gòu)， 所述內(nèi)絕緣層是由輻照交聯(lián)聚乙烯材料制成，外絕緣層是由輻照交聯(lián)聚烯烴材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，其特征在于所述線芯組與包帶之間設(shè)有無(wú)鹵阻燃隔氧層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，其特征在于所述線芯設(shè)有四個(gè)，四個(gè)線芯之間的中部間隙處設(shè)有無(wú)鹵低煙填充條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，其特征在于所述外護(hù)套采用90°C無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)材料或125°C無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴材料。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種耐輻射雙層絕緣式核電站用電纜，包括有多個(gè)線芯構(gòu)成的線芯組，每個(gè)線芯由內(nèi)到外依次是由線芯導(dǎo)體、絕緣層構(gòu)成，線芯組外圍設(shè)有無(wú)鹵阻燃包帶，無(wú)鹵阻燃包帶外圍設(shè)有外護(hù)套，其特征在于絕緣層是由內(nèi)絕緣層和外絕緣層構(gòu)成的雙絕緣層結(jié)構(gòu)，內(nèi)絕緣層是由輻照交聯(lián)聚乙烯材料制成，外絕緣層是由輻照交聯(lián)聚烯烴材料制成。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，不僅內(nèi)絕緣層使電纜的耐輻射性能達(dá)到25×104GY，電纜的鑒定使用壽命在40年以上，同時(shí)又具有絕佳的絕緣性能，而且還具備極佳的阻燃能力；由于采用了125℃無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴外護(hù)套，解決了無(wú)鹵阻燃電纜外護(hù)套容易開(kāi)裂的問(wèn)題；另外，本實(shí)用新型能滿(mǎn)足無(wú)鹵、低毒的指標(biāo)。
文檔編號(hào)H01B7/295GK202102761SQ20112022124
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者于美華, 何東程, 聞金海 申請(qǐng)人:上海勝華電纜廠有限公司