CN117476282A - 一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆技术领域，具体的说是一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，包括外护套，外护套包裹在阻燃包带上，阻燃包带包裹在镀锡铜丝编织层上，镀锡铜丝编织层包裹在内屏蔽层上，内屏蔽层内对称布置有两个空心填充条绝缘层，空心填充条绝缘层包裹在空心填充条上，内屏蔽层内对称设有两个与空心填充条绝缘层交替布置的电缆绝缘层，电缆绝缘层内安装有导体，内屏蔽层与镀锡铜丝编织层之间呈环形等距安装有三个外软管，外软管内安装有泄流线，外软管内安装有用于推动泄流线沿着外软管移动的推动机构，本发明具有如下有益效果：实现便捷更换泄流线的目的，无须对整个电缆进行拆解和重新接线，降低拆装泄流线的难度。
Description
技术领域
本发明是一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆及其制作方法，属于电缆技术领域。
背景技术
世界各国对清洁能源越来越重视，各种清洁能源项目都在大力发展，特别是核能发电，由于其能源供应稳定可靠，不排放有毒有害气体，在世界很多国家得到了大力的发展。我国近年来核电装机容量连年都是世界第一，在未来，将有更多的核电厂在计划建设中。但由于在核辐射的环境下，对电缆的耐辐射、无卤、低烟、阻燃、低衰减、长寿命等有着更高的要求，特别是在核辐射环境下，要求电缆数据传输参数稳定可靠。
目前，电缆中布设有泄流线，保证电缆具有很好电磁兼容性能的同时，也能够作为电缆发生故障时的泄流线，保证设备和人员安全，泄流线一般固定在电缆内部的结构中，即泄流线与电缆内部结构的相对位置保持不变，电缆中泄流线一旦出现故障或需要更换，需要对整个电缆进行拆解和重新接线，不仅工作量大，而且需要专业人员进行维护和维修，增加了维修成本和困难度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，包括外护套，所述外护套包裹在阻燃包带上，所述阻燃包带包裹在镀锡铜丝编织层上，所述镀锡铜丝编织层包裹在内屏蔽层上，所述内屏蔽层内对称布置有两个空心填充条绝缘层，所述空心填充条绝缘层包裹在空心填充条上，所述内屏蔽层内对称设有两个与空心填充条绝缘层交替布置的电缆绝缘层，所述电缆绝缘层内安装有导体，所述内屏蔽层与镀锡铜丝编织层之间呈环形等距安装有三个外软管，所述外软管内安装有泄流线，所述外软管内安装有用于推动泄流线沿着外软管移动的推动机构。
具体地，所述推动机构包括内软管，所述外软管内安插有与外软管同心布置的内软管，所述内软管外表面沿其长度方向等距固定有多个连接部，所述连接部远离内软管的一端与外软管连接固定，所述内软管套设在泄流线上，所述内软管的两端均套设有与内软管相粘连的端环，所述端环通过胶水粘贴在外软管内，所述内软管与外软管之间形成空腔，所述空腔内设有沿外软管长度方向布置的膨胀橡胶管，所述膨胀橡胶管的两端分别贯穿两个端环并延伸至空腔外侧，所述膨胀橡胶管的两端均安装有截止阀，一个所述截止阀与充气设备出气端相连接，所述膨胀橡胶管外表面朝向内软管的一侧安装有多个倾斜布置的推杆，多个所述推杆沿膨胀橡胶管的长度方向等距布置，所述内软管外表面朝向膨胀橡胶管的一侧开设有多个与推杆相配合的斜孔，所述推杆远离膨胀橡胶管的一端安插在斜孔内。
具体地，所述推杆远离膨胀橡胶管的一端连接固定有橡胶头，所述橡胶头远离推杆的一端加工有与泄流线表面弧度相配合的弧形面。
具体地，所述端环安装膨胀橡胶管的位置处开设有圆孔，所述膨胀橡胶管贯穿圆孔，所述膨胀橡胶管处于圆孔内的部位与圆孔内壁相粘贴。
具体地，所述电缆绝缘层与空心填充条绝缘层之间设有填充物，所述填充物设置在内屏蔽层内。
一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆的制作方法，包括如下步骤：
步骤1：空心填充条制作：采用专用挤塑机模具，在SJ65型挤塑机上挤包，挤包时要保证空心填充条内径和外径均匀一致；制作方法：模芯采用长针式模芯，为了保证挤出质量的稳定性，在长针式模芯中设置一个加热棒，保证挤包填充的质量的稳定性；
长针式模芯：能够使空心填充条的内外径均匀一致，保证电缆的圆整性和电缆结构的稳定性；长针式模芯的长针中增加了加热棒，避免了因为长针的温度太低导致挤出空心填充条断裂；长针的长度能伸到水槽内的冷却水边缘，使挤出后的空心填充条能够迅速冷却，保证空心填充条内外径的稳定；长针式模芯角a和模套内角b之间的差值在3°～5°之间，保证电缆填充挤包的压力稳定；
步骤2：挤塑机温度的设置，为了使空心填充条的挤出塑化均匀，保证挤出的空心填充条介电常数稳定，外径均匀一致，需要的温度设置在合理的范围内；
步骤3：冷却水槽的温度设置，在空心填充条冷却的过程中，如果直接采用常温水冷却，空心填充条在冷却的过程会产生内应力，内应力的出现会影响空心填充条的机械性能和数据传输的稳定性，为了避免内应力的产生，采用分段冷却的方式，第一段冷却水控制在40℃～55℃，第二段冷却水采用常温水冷却。
本发明的有益效果：
1、在内屏蔽层与镀锡铜丝编织层之间呈环形等距安装三个外软管，并使泄流线安插在外软管内，实现使泄流线以安插的方式安装在电缆结构内，当泄流线出现故障需要更换时，将泄流线从外软管内抽出并更换即可，实现便捷更换泄流线的目的，无须对整个电缆进行拆解和重新接线。
2、需要抽出受损的泄流线或安插新的泄流线时，在内软管和外软管形成的空腔的两端均安装端环，并使布设在空腔内的膨胀橡胶管两端分别贯穿两个端环，并在膨胀橡胶管的两端均安装截止阀，使一个截止阀与充气设备出气端相连接，利用充气设备向膨胀橡胶管内注入空气，此时膨胀橡胶管的体积膨胀增加，从而体积增加的膨胀橡胶管带动推杆沿着斜孔滑动，进而推杆与泄流线接触并将推力作用在泄流线上，使泄流线的多处部位受到推力，打开截止阀排出膨胀橡胶管内的空气使膨胀橡胶管体积恢复原状，此时推杆恢复原位，再次利用充气设备向膨胀橡胶管内充气空气使膨胀橡胶管体积增加，重复上述操作，使泄流线的多处部位间隔受到推力，避免推力或拉力集中在泄流线靠近外软管端部的区域，方便抽出泄流线和安插泄流线，降低拆装泄流线的难度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆的结构示意图；
图2为本发明一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆中内软管、膨胀橡胶管、截止阀和外软管的装配示意图；
图3为图2中A处放大图；
图4为本发明一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆中内软管的剖面图；
图5为图4中B处放大图；
图6为长针式模芯的剖面图；
图7为模套的剖面图；
图中：1、外护套，2、阻燃包带，3、镀锡铜丝编织层，4、内屏蔽层，5、填充物，6、空心填充条，7、泄流线，8、电缆绝缘层，9、导体，10、空心填充条绝缘层，11、外软管，12、膨胀橡胶管，13、推杆，14、内软管，15、变径管，16、连接部，17、端环，18、截止阀，19、斜孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：泄流线7一般固定在电缆内部的结构中，即泄流线7与电缆内部结构的相对位置保持不变，电缆中泄流线7一旦出现故障或需要更换，需要对整个电缆进行拆解和重新接线，不仅工作量大，而且需要专业人员进行维护和维修，增加了维修成本和困难度；
为解决上述问题，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，包括外护套1，其中外护套1为辐照交联型耐辐射、无卤、低烟、阻燃聚烯烃材料，外护套1包裹在阻燃包带2上，阻燃包带2包裹在镀锡铜丝编织层3上，镀锡铜丝编织层3包裹在内屏蔽层4上，内屏蔽层4内对称布置有两个空心填充条绝缘层10，空心填充条绝缘层10包裹在空心填充条6上，内屏蔽层4内对称设有两个与空心填充条绝缘层10交替布置的电缆绝缘层8，电缆绝缘层8内安装有导体9，导体9采用镀锡软铜导体9，能够有效避免导体9在高温高压下出现氧化，电缆绝缘层8与空心填充条绝缘层10之间设有填充物5，填充物5设置在内屏蔽层4内，成缆时填充物5采用空心低损耗耐辐照交联聚乙烯材料填充，使电缆的特性阻抗稳定，衰减更小，屏蔽采用铝塑复合带重叠绕包+镀锡铜丝编织的双层屏蔽结构，使电缆的电磁兼容性更加优异；屏蔽外采用高阻燃低烟无卤阻燃带绕包，使电缆的阻燃性能更加优异。
内屏蔽层4与镀锡铜丝编织层3之间呈环形等距安装有三个外软管11，外软管11内安装有泄流线7，泄流线7采用镀锡铜丝，总截面积不小于0.5mm2，确保泄露电流的安全导出，保证电缆和设备的电气安全，在内屏蔽层4与镀锡铜丝编织层3之间呈环形等距安装三个外软管11，并使泄流线7安插在外软管11内，实现使泄流线7以安插的方式安装在电缆结构内，当泄流线7出现故障需要更换时，将泄流线7从外软管11内抽出并更换即可，实现便捷更换泄流线7的目的，无须对整个电缆进行拆解和重新接线。
实施例2：因泄流线7较细，故将泄流线7安插在外软管11内一定长度后，向泄流线7上施加一定的推力后，其推力大都作用在泄流线7靠近外软管11端部的区域，导致泄流线7很难以人工推动的方式进入到外软管11内，且抽出受损的泄流线7时，施加在泄流线7上的拉力也大部分作用在泄流线7靠近外软管11端部的区域，会出现泄流线7在拉拽过程中断裂的情况；
为解决上述问题，参阅图1-图5，外软管11内安插有与外软管11同心布置的内软管14，内软管14外表面沿其长度方向等距固定有多个连接部16，连接部16远离内软管14的一端与外软管11连接固定，内软管14套设在泄流线7上，连接部16起到连接内软管14和外软管11的作用。
内软管14的两端均套设有与内软管14相粘连的端环17，端环17通过胶水粘贴在外软管11内，内软管14与外软管11之间形成空腔，两个端环17实现对空腔两端的封堵。
空腔内设有沿外软管11长度方向布置的膨胀橡胶管12，膨胀橡胶管12的两端分别贯穿两个端环17上的圆孔并延伸至空腔外侧，其中膨胀橡胶管12处于圆孔内的部位与圆孔内壁相粘贴，膨胀橡胶管12的两端均安装有截止阀18，一个截止阀18与充气设备出气端相连接，两个截止阀18实现对膨胀橡胶管12两端的封堵。
膨胀橡胶管12外表面朝向内软管14的一侧安装有多个倾斜布置的推杆13，多个推杆13沿膨胀橡胶管12的长度方向等距布置，推杆13远离膨胀橡胶管12的一端连接固定有橡胶头，橡胶头远离推杆13的一端加工有与泄流线7表面弧度相配合的弧形面，在推杆13上安装带弧形面的橡胶头，便于增加推杆13与泄流线7的接触面积。
内软管14外表面朝向膨胀橡胶管12的一侧开设有多个与推杆13相配合的斜孔19，推杆13远离膨胀橡胶管12的一端安插在斜孔19内，需要抽出受损的泄流线7或安插新的泄流线7时，在内软管14和外软管11形成的空腔的两端均安装端环17，并使布设在空腔内的膨胀橡胶管12两端分别贯穿两个端环17，并在膨胀橡胶管12的两端均安装截止阀18，使一个截止阀18与充气设备出气端相连接，利用充气设备向膨胀橡胶管12内注入空气，此时膨胀橡胶管12的体积膨胀增加，从而体积增加的膨胀橡胶管12带动推杆13沿着斜孔19滑动，进而推杆13与泄流线7接触并将推力作用在泄流线7上，使泄流线7的多处部位受到推力，打开截止阀18排出膨胀橡胶管12内的空气使膨胀橡胶管12体积恢复原状，此时推杆13恢复原位，再次利用充气设备向膨胀橡胶管12内充气空气使膨胀橡胶管12体积增加，重复上述操作，使泄流线7的多处部位间隔受到推力，避免推力或拉力集中在泄流线7靠近外软管11端部的区域，方便抽出泄流线7和安插泄流线7，降低拆装泄流线7的难度。
实施例3：受泄流线7粗度的限制，膨胀橡胶管12的粗度较小，故需要匹配尺寸较小的截止阀18，而尺寸较小的截止阀18不仅制造难度大，而且在实际使用过程中操作不方便；
为解决上述问题，参阅图2，膨胀橡胶管12处于空腔外侧的一端安装有变径管15，变径管15远离膨胀橡胶管12的一端与截止阀18一端相连相通，在变径管15的连接下，便于将尺寸较大的截止阀18安装在粗度较小的膨胀橡胶管12上，从而解决了尺寸较小的截止阀18不仅制造难度大，而且在实际使用过程中操作不方便的问题。
参阅图1、图6和图7，一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆的制作方法，包括如下步骤：
步骤1：空心填充条6制作：采用专用挤塑机模具，在SJ65型挤塑机上挤包，挤包时要保证空心填充条6内径和外径均匀一致；制作方法：模芯采用长针式模芯，为了保证挤出质量的稳定性，在长针式模芯中设置一个加热棒，保证挤包填充的质量的稳定性；
长针式模芯：能够使空心填充条6的内外径均匀一致，保证电缆的圆整性和电缆结构的稳定性；长针式模芯的长针中增加了加热棒，避免了因为长针的温度太低导致挤出空心填充条6断裂；长针的长度能伸到水槽内的冷却水边缘，使挤出后的空心填充条6能够迅速冷却，保证空心填充条6内外径的稳定；长针式模芯角a和模套内角b之间的差值在3°～5°之间，保证电缆填充挤包的压力稳定；
步骤2：挤塑机温度的设置，为了使空心填充条6的挤出塑化均匀，保证挤出的空心填充条6介电常数稳定，外径均匀一致，需要的温度设置在合理的范围内，如下表：
步骤3：冷却水槽的温度设置，在空心填充条6冷却的过程中，如果直接采用常温水冷却，空心填充条6在冷却的过程会产生内应力，内应力的出现会影响空心填充条6的机械性能和数据传输的稳定性，为了避免内应力的产生，采用分段冷却的方式，第一段冷却水控制在40℃～55℃，第二段冷却水采用常温水冷却。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，包括外护套(1)，其特征在于：所述外护套(1)包裹在阻燃包带(2)上，所述阻燃包带(2)包裹在镀锡铜丝编织层(3)上，所述镀锡铜丝编织层(3)包裹在内屏蔽层(4)上，所述内屏蔽层(4)内对称布置有两个空心填充条绝缘层(10)，所述空心填充条绝缘层(10)包裹在空心填充条(6)上，所述内屏蔽层(4)内对称设有两个与空心填充条绝缘层(10)交替布置的电缆绝缘层(8)，所述电缆绝缘层(8)内安装有导体(9)，所述内屏蔽层(4)与镀锡铜丝编织层(3)之间呈环形等距安装有三个外软管(11)，所述外软管(11)内安装有泄流线(7)，所述外软管(11)内安装有用于推动泄流线(7)沿着外软管(11)移动的推动机构。
2.根据权利要求1所述的一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，其特征在于：所述推动机构包括内软管(14)，所述外软管(11)内安插有与外软管(11)同心布置的内软管(14)，所述内软管(14)外表面沿其长度方向等距固定有多个连接部(16)，所述连接部(16)远离内软管(14)的一端与外软管(11)连接固定，所述内软管(14)套设在泄流线(7)上，所述内软管(14)的两端均套设有与内软管(14)相粘连的端环(17)，所述端环(17)通过胶水粘贴在外软管(11)内，所述内软管(14)与外软管(11)之间形成空腔，所述空腔内设有沿外软管(11)长度方向布置的膨胀橡胶管(12)，所述膨胀橡胶管(12)的两端分别贯穿两个端环(17)并延伸至空腔外侧，所述膨胀橡胶管(12)的两端均安装有截止阀(18)，一个所述截止阀(18)与充气设备出气端相连接，所述膨胀橡胶管(12)外表面朝向内软管(14)的一侧安装有多个倾斜布置的推杆(13)，多个所述推杆(13)沿膨胀橡胶管(12)的长度方向等距布置，所述内软管(14)外表面朝向膨胀橡胶管(12)的一侧开设有多个与推杆(13)相配合的斜孔(19)，所述推杆(13)远离膨胀橡胶管(12)的一端安插在斜孔(19)内。
3.根据权利要求2所述的一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，其特征在于：所述推杆(13)远离膨胀橡胶管(12)的一端连接固定有橡胶头，所述橡胶头远离推杆(13)的一端加工有与泄流线(7)表面弧度相配合的弧形面。
4.根据权利要求2所述的一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆，其特征在于：所述端环(17)安装膨胀橡胶管(12)的位置处开设有圆孔，所述膨胀橡胶管(12)贯穿圆孔，所述膨胀橡胶管(12)处于圆孔内的部位与圆孔内壁相粘贴。
5.根据权利要求1所述的一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆及其制作方法，其特征在于：所述电缆绝缘层(8)与空心填充条绝缘层(10)之间设有填充物(5)，所述填充物(5)设置在内屏蔽层(4)内。
6.一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：空心填充条(6)制作：采用专用挤塑机模具，在SJ65型挤塑机上挤包，挤包时要保证空心填充条(6)内径和外径均匀一致；制作方法：模芯采用长针式模芯，为了保证挤出质量的稳定性，在长针式模芯中设置一个加热棒，保证挤包填充的质量的稳定性；
长针式模芯：能够使空心填充条(6)的内外径均匀一致，保证电缆的圆整性和电缆结构的稳定性；长针式模芯的长针中增加了加热棒，避免了因为长针的温度太低导致挤出空心填充条(6)断裂；长针的长度能伸到水槽内的冷却水边缘，使挤出后的空心填充条(6)能够迅速冷却，保证空心填充条(6)内外径的稳定；长针式模芯角a和模套内角b之间的差值在3°～5°之间，保证电缆填充挤包的压力稳定；
步骤2：挤塑机温度的设置，为了使空心填充条(6)的挤出塑化均匀，保证挤出的空心填充条(6)介电常数稳定，外径均匀一致，需要的温度设置在合理的范围内；
步骤3：冷却水槽的温度设置，在空心填充条(6)冷却的过程中，如果直接采用常温水冷却，空心填充条(6)在冷却的过程会产生内应力，内应力的出现会影响空心填充条(6)的机械性能和数据传输的稳定性，为了避免内应力的产生，采用分段冷却的方式，第一段冷却水控制在40℃～55℃，第二段冷却水采用常温水冷却。
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| CN202311413515.XA CN117476282A (zh) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 一种核电站用抗辐射长寿命低衰减总线电缆及其制作方法 |
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