專利名稱：第三代核電站核島用電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種第三代核電站核島用電力電纜，屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進(jìn)年來我國核電工業(yè)發(fā)展迅速，到2020年核電愛總發(fā)電量中的比重將從 目前1.8%上升到4%，保守估計(jì)，核電站用1E級電纜每年平均將達(dá)40億元， 核電站用電纜市場前景廣闊。
核電站用電纜品種與一般火力發(fā)電廠基本相同，但其材料組成和試驗(yàn)項(xiàng) 目則有較大的差異。第三代核電站核島用電力電纜安裝在安全殼內(nèi)，在地震 荷載下和在正常事故情況下和/或在事故后能執(zhí)行其規(guī)定功能的電纜。改類電 纜要求通過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件試驗(yàn)，雷擊輻照劑量應(yīng)至少達(dá)到850kGy (千格雷)。 該類電纜由于運(yùn)行時(shí)會(huì)長期受 ^射線輻射、LOCA環(huán)境老化等惡劣條件的影響故需要解決材料及生產(chǎn)工藝等 關(guān)鍵問題。早期研制的核電站核島內(nèi)用耐輻射電力電纜采用雙層絕緣結(jié)構(gòu)及 采用無鹵低煙阻燃耐輻射交聯(lián)熱固性聚烯烴材料外護(hù)結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品滿足核電
電纜標(biāo)準(zhǔn)要求，但該類電纜加工復(fù)雜，材料量大，性能不穩(wěn)定。為此，本實(shí) 用新型提供一種專門設(shè)計(jì)出新用于核電站1E級Kl類電力電纜及制作方法， 采用單層絕緣擠出結(jié)構(gòu)替代雙層絕緣結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型涉及一種第三代核電站核島用電力電纜。 所提供的第三代核電站核島用電力電纜如圖l-4所示，它是由導(dǎo)體l、絕
緣層2、填充料3、包帶4和外護(hù)套曾5構(gòu)成，核電站1E和K1類使用的電力 電纜的主要難點(diǎn)在于電纜耐輻射性、耐惡劣環(huán)境、無鹵低煙高阻燃性于一體， 要解決這些難點(diǎn)，采用常規(guī)的聚烯烴材料是不行的。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理的 電纜結(jié)構(gòu)，采用特種的聚醚酰亞胺材料，用于電纜的絕緣及護(hù)套加工，使電 纜成品性能完全滿足核電站1E級K1類電纜要求。
綜上所述，核電站1E級Kl類電力電纜研發(fā)的主要難點(diǎn)在于電纜耐輻射 性、耐惡劣環(huán)境、無鹵低煙高阻燃性于一體，不是單純地只考慮某一項(xiàng)性能 指標(biāo)，這就大大地提高了難度。本實(shí)用新型選用特種的聚醚酰亞胺材料，通 過對該材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該材料具有以下優(yōu)良性能-
(1) 優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能，完全滿足低壓電纜的要求；
(2) 優(yōu)良的耐輻射性能，耐輻射劑量為4000kGy，遠(yuǎn)高于核電站1E級 Kl類電纜所需的850kGy;
(3) 具有良好的阻燃性能，氧指數(shù)達(dá)48，遠(yuǎn)高于普通高阻燃材料的額5;
(4) 具有良好的低煙密度，環(huán)保性能完全滿足歐盟環(huán)保指令要求；
(5) 具有良好的耐化學(xué)性能，能耐礦物油、酸堿、臭氧等化學(xué)物質(zhì)；
(6) 具有耐高溫性能，工作溫度達(dá)13(TC 15(TC。
因此，本實(shí)用新型提供的第三代核電站核島用電力電纜的特征在于
(1) 導(dǎo)體采用GB/T3956規(guī)定的第2種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以鍍錫或不鍍錫兩 種，倒替表面光潔，無毛刺，劃痕。
(2) 絕緣層采用聚醚酰亞胺絕緣料，保證絕緣線芯具有良好的耐輻射、 環(huán)保髙阻燃和電氣絕緣性能。
(3) 填充采用無堿玻璃絲繩填充料，保證產(chǎn)品的高阻燃性和圓整性。
(4) 包帶采用高阻燃包帶，起到扎緊和阻燃性能。
(5) 外護(hù)套也采用聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜具有很強(qiáng)的耐輻射性能， 同時(shí)具有較好的耐環(huán)境腐蝕性能及阻燃性能。普通的阻燃聚烯烴護(hù)套料雖然 阻燃性能可以滿足A類要求，但在進(jìn)行輻照試驗(yàn)后很容易開裂，不能滿足耐 環(huán)境試驗(yàn)要求，所以只有找到全新的聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜能有效地經(jīng)
受核電站長期的核輻射能力。
所選定的聚醚酰亞胺絕緣層和外護(hù)套材料具有先天的適合核電站環(huán)境使 用特點(diǎn)，因此，本實(shí)用新型提供了適合該材料的特殊加工工藝。經(jīng)過多次實(shí) 驗(yàn)加工擠出，得出合理的擠出加工工藝，具體工藝參數(shù)如下-
(1) 、在高溫?cái)D塑機(jī)加工，長徑比L/D二25 35。
(2) 、壓塑比2. 1 2. 7: 1。
(3) 、材料在使用前需干燥6小時(shí)，干燥溫度為11(TC。
(4) 、導(dǎo)體需預(yù)熱預(yù)熱溫度控制在65"C 95r。
(5) 、各區(qū)段溫度控制范圍
一區(qū)二區(qū)三區(qū)法蘭機(jī)頭
280 290°C280 290°C290 300°C395 315°C300 320°C
本實(shí)用新型提供第三代核電站核島用電力電纜的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1) 所使用的聚醚酰亞胺具有高溫?cái)D出特點(diǎn)，不僅加工前需加熱干燥6 小時(shí)，以保證材料的加工性能；而且，還要控制好澆灌能夠溫度，溫度控制 在280。C 320。C合理范圍，使材料的電氣絕緣性能、耐熱性、耐輻射性、機(jī) 械強(qiáng)度、耐應(yīng)力開裂、阻燃、耐化學(xué)腐蝕性能能充分體現(xiàn)。所提供電纜符合 GB/Y12706. 1標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2 ) 第三代核電站核島用電力電纜特殊性能指標(biāo)
① 熱壽命電纜使用壽命50年以上。
② 輻照劑量、模擬LOCA-HELB性能累積輻照劑量不低于850kGy。
(3) 電纜符合GB/T18380.3成束燃燒實(shí)驗(yàn)阻燃A類的要求，電纜絕緣 線芯符合GB/T18380. 1單根垂直燃燒實(shí)驗(yàn)要求。
(4) 電纜具有較好的抗震性能和彎曲性能。
(5) 所述的第三代核電站核島用電力電纜內(nèi)芯可以為單芯電纜、二芯 電纜、三芯電纜、四芯電纜或五芯電纜，且電纜芯的截面為圓形、扇形或瓦形 中的任一種。絕緣層和外護(hù)套層的厚度可以依內(nèi)芯從單芯到五芯而變化，兩這均
符合GB/T12706.1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，但不能太薄，起不到絕緣和保護(hù)作用，單太
厚也未必增加成本。


圖1截面為原型的三芯電纜的機(jī)構(gòu)示意圖
圖2截面為扇形的三芯電纜結(jié)構(gòu)示意圖
圖3截面為瓦形的四芯電纜結(jié)構(gòu)示意圖
圖4截面為扇形的四芯電纜結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1-導(dǎo)體2-絕緣層3-填充層4-包帶5-外護(hù)套層
具體實(shí)施方式實(shí)施例1
以圖1所示截面為圓形的三芯電纜為例 1、導(dǎo)體
導(dǎo)體1采用GB/T3956規(guī)定的第2種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以鍍錫或不鍍錫兩種， 導(dǎo)體表面光潔，無毛刺，劃痕。
2、 絕緣層
絕緣層2采用聚醚酰亞胺絕緣料，保證絕緣線芯具有良好的耐輻射、環(huán) 保高阻燃和電氣絕緣性能。
3、 成纜
填充料3采用無堿玻璃絲繩填充料，保證產(chǎn)品的高阻燃性和圓整性。包 帶4采用高阻燃包帶，起到扎緊和阻燃性能。 4、外護(hù)套
外護(hù)套層5采用聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜具有很強(qiáng)的耐輻射性能，同 時(shí)具有較好的耐環(huán)境腐蝕性能及阻燃性能。使電纜能有效地經(jīng)受核電站長期 的核輻射能力。 實(shí)施例2
如圖3所示，所述的死芯電纜，其截面為瓦形，導(dǎo)體外層的絕緣層2和 外護(hù)套層4均為聚醚酰亞胺材料，它們的厚度應(yīng)符合GB/T12706.1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
權(quán)利要求1、第三代核島內(nèi)用電力電纜，由導(dǎo)體(1)、絕緣體(2)、填充料(3)、包帶(4)和外護(hù)套(5)構(gòu)成，其特征在于(a)內(nèi)芯為1芯至5芯中任一種；芯的截面為圓形、扇形和瓦形中的任 一種；(b)絕緣層材料和外護(hù)套層材料為聚醚酰亞胺。
2、 按權(quán)利要求l所述的第三代核島內(nèi)用電力電纜，其特征在于所述的導(dǎo) 體鍍錫或不鍍錫。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種第三代核電站核島用電力電纜，由導(dǎo)體1、絕緣層2、填充料3、包帶4和外護(hù)套5構(gòu)成，其特征在于(1)內(nèi)芯為1芯至5芯中任一種電纜芯的截面為圓形、扇形和瓦形中的任一種。(2)絕緣層材料和外護(hù)套層材料為聚醚酰亞胺。導(dǎo)體1采用GB/T3956規(guī)定第2種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。絕緣層和外護(hù)套層厚度符合GB/T12706.1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。使用壽命50年以上，累計(jì)輻射劑量不低于850KGY。
文檔編號(hào)H01B7/17GK201194178SQ20072007460
公開日2009年2月11日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者計(jì)初喜, 魯邦秀 申請人:上海亞龍工業(yè)(集團(tuán))有限公司