CN109586119A - 矿物绝缘电缆组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种矿物绝缘电缆组件，所述矿物绝缘电缆组件包括电缆，所述电缆采用无机矿物绝缘电缆，所述矿物绝缘电缆组件还包括：连接器组，所述连接器组用于连接两条所述电缆的一端；波纹管，所述波纹管套于若干所述电缆的外周，所述波纹管用于保护所述电缆；连接器转接尾附，所述连接器转接尾附与所述连接器组和所述波纹管固定连接。本发明提供的矿物绝缘电缆组件采用无机设计，组件中的电缆、连接器、转接尾附等均不含有机材料，无热老化和辐照老化机理，可满足反应堆压力容器内部或边界的高温、高压、高湿度和强辐照等十分严苛的工作环境，满足60年工作寿命，并且连接器满足200次插拔。
Description
技术领域
本发明涉及核电站反应堆安全壳内信号传输的领域，特别涉及一种矿物绝缘电缆组件。
背景技术
在核电站反应堆的场景中，通常需要使用电缆来进行传输核电站反应堆安全壳内的电信号，由于反应堆安全壳内的环境较为严苛，高温、高湿、高压和高辐照的严苛环境需要保证电缆能够具有高绝缘的特性，并且能够抵抗外界的所有影响因素，所以对电缆的要求同时也非常严格。
目前使用的传统矿物绝缘电缆组件集成设计多为：连接器多选用PEEK或聚酰亚胺绝缘。将矿物绝缘电缆通过环氧树脂进行密封，需有机导线与连接器插针钎焊完成转接，然后通过环氧树脂和玻璃纤维硅橡胶进行密封。但是，由于在集成中引入有机材料进行转接密封，所以电缆组件整体具有热老化和辐照老化机理，如果按照反应堆壳内环境计算，寿命通常为10年左右，无法达到传统规定的电缆60年使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电缆组件引入有机材料进行转接密封而易老化的缺陷，提供一种矿物绝缘电缆组件。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种矿物绝缘电缆组件，其特点在于，所述矿物绝缘电缆组件包括电缆，所述电缆采用无机矿物绝缘电缆，所述矿物绝缘电缆组件还包括：
连接器组，所述连接器组位于两条所述电缆的一端，用于完成两条所述电缆的端部的密封对接；
波纹管，所述波纹管套于若干所述电缆的外周，所述波纹管用于保护所述电缆；
连接器转接尾附，所述连接器转接尾附位于所述连接器与所述波纹管之间，连接于所述连接器组的外表面，与所述连接器组和所述波纹管固定连接，所述连接器转接尾附用于将所述连接器组和所述波纹管进行连接。所述连接器转接尾附可对其内部的电缆与所述连接器组的转接结构提供密封性和机械保护。
较佳地，所述电缆为双芯或单芯矿物绝缘电缆。
较佳地，所述电缆的端部套有大于所述电缆的外径的套管，所述电缆的芯线从所述套管中伸出，所述套管与所述电缆之间填充有玻璃粉。
较佳地，所述连接器组包括一公头连接器组和一母头连接器组。
较佳地，所述公头连接器组包括：
公头连接器插针，所述公头连接器插针与所述电缆的芯线端部通过钎焊固定连接；
公头连接器外壳，所述公头连接器外壳套于所述公头连接器插针的外部；
公头烧结套管，所述公头烧结套管套于所述电缆的芯线外部，所述公头烧结套管的一端套于所述公头连接器外壳的内部；
玻璃胚，所述玻璃胚套于所述公头连接器外壳的内部，所述玻璃胚的上下表面有若干开孔，所述公头连接器插针从所述开孔中穿出。
较佳地，所述公头连接器外壳、所述公头烧结套管与所述公头连接器插针之间填充烧结有玻璃粉。
较佳地，所述母头连接器组包括：
母头连接器插孔，所述母头连接器插孔与所述电缆的芯线端部通过钎焊固定连接；
母头连接器外壳，所述母头连接器外壳套于所述母头连接器插孔的外部；
母头烧结套管，所述母头烧结套管套于所述电缆的芯线外部，所述母头烧结套管的一端套于所述母头连接器外壳的内部；
玻璃胚，所述玻璃胚套于所述母头连接器外壳的内部，所述玻璃胚的上下表面有若干开孔，所述母头连接器插孔从所述开孔中穿出。
陶瓷绝缘体，所述陶瓷绝缘体位于所述玻璃胚的一侧，与所述母头连接器外壳通过钎焊固定连接，所述陶瓷绝缘体上有若干与所述玻璃胚的开孔相对应的开孔，所述母头连接器插孔从所述开孔中穿出。使用陶瓷绝缘体密封，能够在硬度上达到更高的标准，并且绝缘性更好，耐压性能同时也更高。
较佳地，所述陶瓷绝缘体的开孔的内表面及所述陶瓷绝缘体的外表面侧壁处设置有金属镀层。
较佳地，所述母头连接器外壳，所述母头烧结套管与所述母头连接器插孔之间填充烧结有玻璃粉。
较佳地，所述连接器转接尾附包括一公头连接器尾附和一母头连接器尾附。
较佳地，所述公头连接器尾附套于所述公头烧结套管的外部，与所述公头连接器外壳固定连接。
较佳地，所述公头连接器尾附与所述公头连接器外壳通过激光焊固定连接。
较佳地，所述母头连接器尾附套于所述母头烧结套管的外部，与所述母头连接器外壳固定连接。
较佳地，所述母头连接器尾附与所述母头连接器外壳通过激光焊固定连接。
较佳地，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封贯穿件，所述密封贯穿件上设置有若干开孔，所述电缆从所述密封贯穿件的开孔中穿出。所述密封贯穿件能够起到固定电缆的作用，同时也能够密封电缆连接处的空间，在密封效果上达到更佳。
较佳地，所述密封贯穿件与所述电缆之间固定连接。
较佳地，所述密封贯穿件与所述电缆之间通过高频钎焊固定连接。
较佳地，所述连接器转接尾附与所述波纹管之间通过氩弧焊固定连接。
较佳地，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封格兰，所述密封格兰套于所述公头连接器组和所述母头连接器组的外部，所述密封格兰用于在所述公头连接器组和所述母头连接器组固定后进行拧紧。使用密封格兰，可以满足反应堆设计基准事故期间及事故后，耐高温、耐高压以及高温蒸汽的密封隔离。
较佳地，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封垫，所述密封垫套于所述陶瓷绝缘体的外部，所述密封垫用于在所述公头连接器组和所述母头连接器组固定后与所述密封格兰配合实现密封。所述密封垫可以在公头连接器组和母头连接器组进行组装时通过两者之间的挤压达到密封连接处的作用。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的矿物绝缘电缆组件采用无机设计，组件中的电缆、连接器、转接尾附等均不含有机材料，无热老化和辐照老化机理，可满足反应堆压力容器内部或边界的高温、高压、高湿度和强辐照等十分严苛的工作环境，满足60年工作寿命，连接器满足200次插拔。
附图说明
图1为本发明的矿物绝缘电缆组件的径向横截面的结构示意图。
图2为本发明的矿物绝缘电缆组件的公头部分径向横截面的结构示意图。
图3为本发明的矿物绝缘电缆组件的母头部分径向横截面的结构示意图。
图4为本发明的矿物绝缘电缆组件的公头部分的端面的结构示意图。
图5为本发明的矿物绝缘电缆组件的母头部分的端面的结构示意图。
附图标记说明：
电缆1
公头连接器组2
公头连接器插针21
公头连接器外壳22
公头烧结套管23
母头连接器组3
母头连接器插孔31
母头连接器外壳32
母头烧结套管33
陶瓷绝缘体34
玻璃胚4
玻璃粉5
公头连接器尾附6
母头连接器尾附7
密封贯穿件8
波纹管9
密封垫10
密封格兰11
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1所示，本发明提供一种矿物绝缘电缆组件，其包括若干电缆1，该电缆1采用无机矿物绝缘2芯电缆。本实施例中的电缆1并不局限于无机矿物绝缘2芯电缆，也可使用其它无机矿物绝缘1芯或多芯电缆，以满足更小的弯曲半径要求，并且方便矿物绝缘电缆组件进行分线。将电缆1使用点式或线式激光机进行切割，切割后电缆1的端部套一略大于电缆1外径的不锈钢套管，电缆1的芯线端部从所述套管中伸出，然后套管内部填充无机玻璃粉5进行高温烧结密封。
该矿物绝缘电缆组件还包括连接器组，所述连接器组包括一公头连接器组2和一母头连接器组3，公头连接器组2和母头连接器组3用于连接两条所述电缆1的两端。
如图2和图4所示，公头连接器组2包括公头连接器插针21，公头连接器外壳22，公头烧结套管23和玻璃胚4。公头连接器外壳22和公头烧结套管23的材质均为316L不锈钢。公头连接器插针21与电缆1的芯线端部需在保护气下通过高频钎焊进行固定连接。公头连接器外壳22套于公头连接器插针21的外部，公头烧结套管23套于电缆1的芯线外部，公头烧结套管23的一端套于公头连接器外壳22的内部。玻璃胚4套于公头连接器外壳22的内部，玻璃胚4表面有依据电缆1的芯线即公头连接器插针21的位置分布的开孔，公头连接器插针21从所述开孔中穿出。
在安装时，先将玻璃胚4与公头连接器插针21拼装固定后，再将公头连接器插针21，玻璃胚4，公头烧结套管23和公头连接器外壳22按上述相对位置进行拼装固定，然后向固定后形成的空腔内填充玻璃粉5，进行一体化高温烧结密封。烧结之后，公头连接器插针21，玻璃胚4，公头烧结套管23和公头连接器外壳22则由于玻璃粉5固化而粘接在一起。
如图3和图5所示，母头连接器组3包括母头连接器插孔31，母头连接器外壳32，母头烧结套管33，玻璃胚4和陶瓷绝缘体34。母头连接器插孔31与电缆1的芯线端部需在保护气下通过高频钎焊进行固定连接。母头连接器外壳32套于母头连接器插孔31的外部，母头烧结套管33套于电缆1的芯线外部，母头烧结套管33的一端套于母头连接器外壳32的内部，玻璃胚4套于母头连接器外壳32的内部，玻璃胚4表面有依据电缆1的芯线即母头连接器插孔31的位置分布的开孔，母头连接器插孔31从所述开孔中穿出。
陶瓷绝缘体34用于对母头连接器插孔31进行固定密封，其位于玻璃胚4的一侧，表面有依据电缆1的芯线即母头连接器插孔31的位置分布的开孔，并且开孔内表面及陶瓷绝缘体34外表面侧壁处需进行金属镀层处理。陶瓷绝缘体34与玻璃胚4通过钎焊固定连接并密封，继而母头连接器插孔31再从陶瓷绝缘体34表面的开孔中穿出，与陶瓷绝缘体34通过钎焊固定密封。使用陶瓷绝缘体34密封，能够在硬度上达到更高的标准，并且绝缘性更好，耐压性能同时也更高。
在安装时，先将玻璃胚4与母头连接器插孔31拼装固定后，再将母头连接器插孔31，母头连接器外壳32，母头烧结套管33，玻璃胚4和陶瓷绝缘体34按上述相对位置进行拼装固定，然后向固定后形成的空腔内填充玻璃粉5，进行一体化高温烧结密封。烧结之后，母头连接器插孔31，母头连接器外壳32，母头烧结套管33，玻璃胚4则由于玻璃粉5固化而粘接在一起。
此矿物绝缘电缆组件还包括一连接器转接尾附，其材质为316L不锈钢套管，连接器转接尾附位于连接器与波纹管9之间，该连接器转接尾附包括公头连接器尾附6和母头连接器尾附7。公头连接器尾附6套于公头烧结套管23外部，与公头连接器外壳22和波纹管9通过激光焊固定连接并密封。母头连接器尾附7套于母头烧结套管33外部，与母头连接器外壳32和波纹管9通过激光焊固定连接并密封。
此矿物绝缘电缆组件还包括密封贯穿件8，密封贯穿件8上设置有若干均匀分布的开孔，电缆1从密封贯穿件8的开孔中穿出，密封贯穿件8与电缆1之间通过高频钎焊固定连接并密封，在密封贯穿件8与电缆1固定连接并密封后，再通过氦检漏验证密封性。密封贯穿件8能够起到固定电缆的作用，同时也能够密封电缆连接部位的空间，在密封效果上达到更佳。
此矿物绝缘电缆组件还包括波纹管9，波纹管9用于包裹电缆1。波纹管9与连接器转接尾附之间通过氩弧焊固定连接。波纹管9的材质为不锈钢材料。
此矿物绝缘电缆组件还包括密封垫10，为一不锈钢垫圈。为了达到更好的密封效果，也可使用其他材质。该密封垫10套于陶瓷绝缘体34的外部，置于公头烧结套管23与公头连接器外壳22之间的凹槽内，用于在公头连接器组2和母头连接器组3对插固定后进行密封。密封垫10在公头连接器组2和母头连接器组3进行对接时，通过两者之间的挤压达到密封公头母头连接处的作用。
此矿物绝缘电缆组件还包括密封格兰11，其用于在公头连接器组2和母头连接器组3对插固定后，套于公头连接器组2和母头连接器组3的连接处外部，在密封格兰11对公头连接器组2和母头连接器组3的连接处进行螺母拧紧时，同时配合挤压密封垫10使其变形，进一步达到密封效果。使用密封格兰11，可以满足反应堆设计基准事故期间及事故后，耐高温、耐高压以及高温蒸汽的密封隔离。
本实施例的矿物绝缘电缆组件并不局限于使用在核电站反应堆安全壳内信号传输的领域，在其他高温、高压、高湿、高辐照的类似环境中均可使用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述矿物绝缘电缆组件包括电缆，所述电缆采用无机矿物绝缘电缆，所述矿物绝缘电缆组件还包括：
连接器组，所述连接器组位于两条所述电缆的一端，用于完成两条所述电缆的端部的密封对接；
波纹管，所述波纹管套于若干所述电缆的外周，所述波纹管用于保护所述电缆；
连接器转接尾附，所述连接器转接尾附位于所述连接器与所述波纹管之间，与所述连接器组的外表面接触，与所述连接器组和所述波纹管固定连接，所述连接器转接尾附用于将所述连接器组和所述波纹管进行连接。
2.如权利要求1所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述电缆为双芯或单芯矿物绝缘电缆。
3.如权利要求2所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述电缆的端部套有大于所述电缆的外径的套管，所述电缆的芯线从所述套管中伸出，所述套管与所述电缆之间填充有玻璃粉。
4.如权利要求1所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述连接器组包括一公头连接器组和一母头连接器组。
5.如权利要求4所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述公头连接器组包括：
公头连接器插针，所述公头连接器插针与所述电缆的芯线端部通过钎焊固定连接；
公头连接器外壳，所述公头连接器外壳套于所述公头连接器插针的外部；
公头烧结套管，所述公头烧结套管套于所述电缆的芯线外部，所述公头烧结套管的一端套于所述公头连接器外壳的内部；
玻璃胚，所述玻璃胚套于所述公头连接器外壳的内部，所述玻璃胚的上下表面有若干开孔，所述公头连接器插针从所述开孔中穿出。
6.如权利要求5所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述公头连接器外壳、所述公头烧结套管与所述公头连接器插针之间填充烧结有玻璃粉。
7.如权利要求4所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述母头连接器组包括：
母头连接器插孔，所述母头连接器插孔与所述电缆的芯线端部通过钎焊固定连接；
母头连接器外壳，所述母头连接器外壳套于所述母头连接器插孔的外部；
母头烧结套管，所述母头烧结套管套于所述电缆的芯线外部，所述母头烧结套管的一端套于所述母头连接器外壳的内部；
玻璃胚，所述玻璃胚套于所述母头连接器外壳的内部，所述玻璃胚的上下表面有若干开孔，所述母头连接器插孔从所述开孔中穿出；
陶瓷绝缘体，所述陶瓷绝缘体位于所述玻璃胚的一侧，与所述母头连接器外壳通过钎焊固定连接，所述陶瓷绝缘体上有若干与所述玻璃胚的开孔相对应的开孔，所述母头连接器插孔从所述开孔中穿出。
8.如权利要求7所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述陶瓷绝缘体的开孔的内表面及所述陶瓷绝缘体的外表面侧壁处设置有金属镀层。
9.如权利要求7所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述母头连接器外壳，所述母头烧结套管与所述母头连接器插孔之间填充烧结有玻璃粉。
10.如权利要求1所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述连接器转接尾附包括一公头连接器尾附和一母头连接器尾附。
11.如权利要求10所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述公头连接器尾附套于所述公头烧结套管的外部，与所述公头连接器外壳固定连接。
12.如权利要求11所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述公头连接器尾附与所述公头连接器外壳通过激光焊固定连接。
13.如权利要求10所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述母头连接器尾附套于所述母头烧结套管的外部，与所述母头连接器外壳固定连接。
14.如权利要求13所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述母头连接器尾附与所述母头连接器外壳通过激光焊固定连接。
15.如权利要求1所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封贯穿件，所述密封贯穿件上设置有若干开孔，所述电缆从所述密封贯穿件的开孔中穿出。
16.如权利要求15所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述密封贯穿件与所述电缆之间固定连接。
17.如权利要求16所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述密封贯穿件与所述电缆之间通过高频钎焊固定连接。
18.如权利要求1所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述连接器转接尾附与所述波纹管之间通过氩弧焊固定连接。
19.如权利要求4所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封格兰，所述密封格兰套于所述公头连接器组和所述母头连接器组的外部，所述密封格兰用于在所述公头连接器组和所述母头连接器组固定后进行拧紧。
20.如权利要求7所述的矿物绝缘电缆组件，其特征在于，所述矿物绝缘电缆组件还包括一密封垫，所述密封垫套于所述陶瓷绝缘体的外部，所述密封垫用于在所述公头连接器组和所述母头连接器组固定后与所述密封格兰配合实现密封。
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