CN104240810B - 三代非能动核电站和缓环境用1e级电缆的生产方法 - Google Patents
三代非能动核电站和缓环境用1e级电缆的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆及生产方法，1E级电缆，包括一根以上导体，导体外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带构成线芯且置于填充体内，填充体外包裹屏蔽层、隔氧层或内护套层和外护套层。所述的1E级电缆的生产方法，包括以下步骤：包括导体选料‑绕包‑内绝缘层和外绝缘层挤包‑内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理‑成缆‑填充层挤包‑屏蔽‑内护套层或隔氧层挤包‑外护套层挤包‑外护套层辐照交联处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆的制备方法，尤其涉及一种三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法。
背景技术
二十一世纪，发展中国家人口和经济的增长必将带来能源需求的巨大增加，同时，提供了目前超过80%电力的燃料也逐步耗尽，并且环保要求对燃料的使用产生了很大的限制。从保护资源，改善环境质量以及能源的可靠供应，核能具备明显的优势。
在核电站特殊的使用环境下，作为核电站的配套电缆必须具有热稳定性强、化学稳定好、抗辐射性能优异、耐老化性能优良、防潮、耐腐蚀、无卤低烟阻燃、使用寿命长等特点。现阶段国内核电电缆高端产品依赖进口，只有部分产品能够国产化。
目前，在三代非能动核电站使用的电缆领域中，国内还没有以聚烯烃材料为绝缘和护套的三代非能动核电站和缓环境1E级电缆。
发明内容
为了解决上述三代非能动核电站和缓环境1E级电缆的性能缺陷，即其抗辐射能力不高，使用寿命短等问题，本发明提供一种三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，1E级电缆具有无卤低烟阻燃、低毒、耐腐蚀、优异的电气性能、较强的耐辐射性能及使用寿命长等特点，能有效满足三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的使用环境。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，所述的三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆包括一根以上导体，导体外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带构成线芯且置于填充体内，填充体外包裹屏蔽层，屏蔽层外包裹隔氧层或内护套层，隔氧层或内护套层外包裹外护套层；异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层，且内绝缘层和外绝缘层材质不同；内护套层和外护套层材质不同, 包括以下步骤：包括导体选料-绕包-内绝缘层和外绝缘层挤包-内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理-成缆-填充层挤包-屏蔽-内护套层或隔氧层挤包-外护套层挤包-外护套层辐照交联处理；内绝缘层和外绝缘层厚度比为1：3，内绝缘挤出采用普通螺杆，外绝缘挤出采用低压缩比螺杆，绝缘层挤出前，10mm2以下导体应预热到90～100℃，绝缘材料应在60±5℃烘1～2个小时，挤出工序中，内绝缘层温度控制在140～185℃之间，外绝缘层温度控制在90～175℃之间，线芯采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温；外护套层采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤管式模具挤出，材料挤出前应60±5℃预热1～2小时，挤出工序中温度控制90-155℃，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温；内护套层或隔氧层挤包中温度控制在90-160℃。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，内护套层材料为无卤阻燃聚烯烃，外护套层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，内绝缘层材料为聚乙烯，外绝缘层材料为低烟无卤交联聚烯烃。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，屏蔽层包括内屏蔽层和外屏蔽层，内屏蔽层采用铜塑复合带绕包而成，外屏蔽层采用镀锡铜丝编制而成。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，内护套层和外护套层之间设置有铠装层，铠装层为双层金属带同向间隙搭盖绕包而成。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，金属带为镀锌钢带。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，两个以上线芯经线芯分屏蔽层包裹在一起构成一个组合体且置于填充体内，多个组合体经包带层11包裹在一起，屏蔽层包裹在包带层11外。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，成缆采用无卤阻燃聚烯烃挤条填于缝隙，中心为芳纶网状撕裂绳或者芳纶加聚丙烯网状撕裂绳，外面挤出无卤阻燃聚烯烃。
上述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，导体为绞合镀锡铜材料，绞合节距为13-20倍导体外径，最外层绞向为左向，相邻层绞向相反；聚酯带搭盖率控制在15%-20%。
本发明的有益效果是：使用方便，成本低，抗干扰能力强，耐候性好，工作稳定可靠，使用寿命60年以上。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
图2为实施例2的结构示意图。
图3为实施例3的结构示意图。
其中，1.导体，2. 内绝缘层，3.外绝缘层，4.包带，5. 填充体，6.屏蔽层，7.内护套层，8.外护套层，9.铠装层，10，分屏蔽层，11包带层。
具体实施方式
首先，应该指出的是，本节描述的仅仅是用于实施本发明的优选实施方式，在不改变本发明的原理的前提下，本领域技术人员能够在这里描述的技术方案做出改型，这些改型也将落入本发明的范围内。
实施例1
参考附图1，本实施例为三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆，包括四根导体1，导体1外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带4构成线芯且置于填充体5内，填充体5外依次包裹屏蔽层6、内护套层7、铠装层9和外护套层8；屏蔽层6包括内屏蔽层和外屏蔽层，内屏蔽层采用铜塑复合带绕包而成，外屏蔽层采用镀锡铜丝编制而成；异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层2和外绝缘层3，且内绝缘层2和外绝缘层3材质不同，内绝缘层2材料为聚乙烯，外绝缘层3材料为低烟无卤交联聚烯烃；铠装层9为双层金属带同向间隙搭盖绕包而成，金属带为镀锌钢带；内护套层7和外护套层8材质不同，内护套层7材料为无卤阻燃聚烯烃，外护套层8材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
一种所述1E级电缆的生产方法，包括以下步骤： 包括导体选料-绕包-内绝缘层2和外绝缘层3挤包-内绝缘层2和外绝缘层3辐照交联处理-成缆-填充层挤包-屏蔽-内护套层7或隔氧层挤包-外护套层8挤包-外护套层8辐照交联处理。
下面分步具体说明一下各个步骤：
导体选料：
导体为绞合镀锡铜材料，为正规绞合圆形，绞合节距为13-20倍导体外径，最外层绞向为左向，相邻层绞向相反。
绕包：
包带材料为聚酯带，搭盖率控制在15%-20%。
内绝缘层和外绝缘层挤包：
内绝缘层和外绝缘层采用双层共挤。内绝缘层和外绝缘层厚度比为1：3，内绝缘挤出采用普通螺杆，外绝缘挤出采用低压缩比螺杆，绝缘层挤出前，10mm2以下导体应预热到90～100℃，绝缘材料应在60±5℃烘1～2个小时，线芯采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温；外护套层8采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤管式模具出，材料挤出前应60±5℃预热1～2小时，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温。挤出中参考温度，温度可根据实际情况进行调整。
内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理：
内绝缘层和外绝缘层辐照交联，负荷下伸长率范围为50%～100%。
成缆：
最外层成缆方向为右向，相邻层绞向相反。本实施例中成缆节距为成缆外径的30-40倍。采用无卤阻燃聚烯烃挤条填于缝隙，中心为芳纶网状撕裂绳或者芳纶加聚丙烯网状撕裂绳，外面挤出无卤阻燃聚烯烃。
挤出中参考温度，温度可根据实际情况进行调整。
屏蔽：
屏蔽采用复合屏蔽结构；内屏蔽采用铜塑复合带纵包，搭盖率范围为15%～20%，铜塑复合带下放置一根标称截面为0.5mm2的镀锡铜引流线。外屏蔽采用编织屏蔽，材料为镀锡铜丝，铜塑复合带纵包屏蔽应与镀锡铜丝编织屏蔽同时生产。
内护套层或隔氧层挤包：
挤出前应进行烘料，采用低压缩比螺杆挤出，填充采用挤压式挤出。填充料挤出时，过滤板（均压环）孔径一般为9～15mm，以便减少挤出压力。
挤出参考温度，温度可根据实际情况进行调整。
外护套层挤包：
采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤管式模具挤出，材料挤出前应60±5℃预热1～2小时，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温。挤出中参考温度如下，温度可根据实际情况进行调整。
实施例2
参考附图2，本实施例为三代非能动核电站和缓环境用控制电缆，包括7导体1，导体1外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带4构成线芯且置于填充体5内，填充体5外依次包裹屏蔽层、内护套层7和外护套层8；屏蔽层包括内屏蔽层和外屏蔽层，内屏蔽层采用铜塑复合带绕包而成，外屏蔽层采用镀锡铜丝编制而成；异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层2和外绝缘层3，且内绝缘层2和外绝缘层3材质不同，内绝缘层2材料为聚乙烯，外绝缘层3材料为低烟无卤交联聚烯烃；内护套层7和外护套层8材质不同，内护套层7材料为无卤阻燃聚氯乙烯，外护套层8材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
实施例3
参考附图3，本实施例为三代非能动核电站和缓环境用仪表电缆，包括4根导体1，导体1外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带4构成线芯，两个线芯经线芯分屏蔽层10包裹在一起构成一个组合体且且置于填充体5内，多个组合体经包带层11包裹在一起且置于填充体5内，填充体5外依次包裹屏蔽层、内护套层7和外护套层8。异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层2和外绝缘层3，且内绝缘层2和外绝缘层3材质不同，内绝缘层2材料为聚乙烯，外绝缘层3材料为低烟无卤交联聚烯烃；屏蔽层包括内屏蔽层和外屏蔽层，内屏蔽层采用铜塑复合带绕包而成，外屏蔽层采用镀锡铜丝编制而成；内护套层7和外护套层8材质不同，内护套层7材料为无卤阻燃聚氯乙烯，外护套层8材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
上述各个实施例电缆测试具有以下性能：
电缆老化前后绝缘机械性能良好，老化前抗张强度最小达到10.0 N/mm2，断裂伸长率最小达到200%，老化后抗张强度、断裂伸长率变化率不超过±25%。绝缘热延伸试验载荷伸长率最大不超过175%，冷却后永久变形伸长率最大15%。
护套性能满足老化前抗张强度最小达到9.0 N/mm2，断裂伸长率最小达到125%，老化后抗张强度、断裂伸长率变化率不超过±40%。热延伸试验载荷伸长率最大不超过175%，冷却后永久变形伸长率最大15%。
电缆通过正常工况热老化模拟试验等效60年运行的加速热老化试验，绝缘和护套机械性能满足要求。
成品电缆及其绝缘线芯进行热和辐照老化，随后进行事故辐照、化学喷淋、以及设计基准事故（DBA）温度和压力曲线的工况模拟和试验。从整根电缆中抽出的绝缘线芯同样应进行事故试验，以证明在设备外壳内护套剥离情况下绝缘导体的性能。在事故试验结束后，整根电缆和绝缘线芯应围绕40倍电缆外径的卷筒弯成线圈，并且进行相应的耐压试验，需满足AC 3150 V/mm，5 min情况下电缆不击穿。
另一部分事故试验后的电缆样品应在试验容器内浸没于水中为一年，结果表明护套在整个试验过程中保持其完整性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，所述的三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆包括一根以上导体，导体外壁挤包异质双层共挤绝缘层并绕包有包带构成线芯且置于填充体内，填充体外包裹屏蔽层，屏蔽层外包裹隔氧层或内护套层，隔氧层或内护套层外包裹外护套层；异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层，且内绝缘层和外绝缘层材质不同；内护套层和外护套层材质不同, 其特征在于，包括以下步骤：包括导体选料-绕包-内绝缘层和外绝缘层挤包-内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理-成缆-填充层挤包-屏蔽-内护套层或隔氧层挤包-外护套层挤包-外护套层辐照交联处理；内绝缘层和外绝缘层厚度比为1：3，内绝缘挤出采用普通螺杆，外绝缘挤出采用低压缩比螺杆，绝缘层挤出前，10mm2以下导体应预热到90～100℃，绝缘材料应在60±5℃烘1～2个小时，挤出工序中，内绝缘层温度控制在140～185℃之间，外绝缘层温度控制在90～175℃之间，线芯采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温；外护套层采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤管式模具挤出，材料挤出前应60±5℃预热1～2小时，挤出工序中温度控制90-155℃，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃～70℃，第二段冷却水温度为常温；内护套层或隔氧层挤包中温度控制在90-160℃。
2.根据权利要求1所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：内护套层材料为无卤阻燃聚烯烃，外护套层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。
3.根据权利要求1所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：内绝缘层材料为聚乙烯，外绝缘层材料为低烟无卤交联聚烯烃。
4.根据权利要求1所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：屏蔽层包括内屏蔽层和外屏蔽层，内屏蔽层采用铜塑复合带绕包而成，外屏蔽层采用镀锡铜丝编制而成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：内护套层和外护套层之间设置有铠装层，铠装层为双层金属带同向间隙搭盖绕包而成。
6.根据权利要求5所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：金属带为镀锌钢带。
7.根据权利要求1或2或3或4所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：两个以上线芯经线芯分屏蔽层包裹在一起构成一个组合体且置于填充体内，多个组合体经包带层包裹在一起，屏蔽层包裹在包带层外。
8.根据权利要求1或2或3或4所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：成缆采用无卤阻燃聚烯烃挤条填于缝隙，中心为芳纶网状撕裂绳或者芳纶加聚丙烯网状撕裂绳，外面挤出无卤阻燃聚烯烃。
9.根据权利要求1或2或3或4所述三代非能动核电站和缓环境用1E级电缆的生产方法，其特征在于：导体为绞合镀锡铜材料，绞合节距为13-20倍导体外径，最外层绞向为左向，相邻层绞向相反；聚酯带搭盖率控制在15%-20%。
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