CN202677906U

CN202677906U - 一种新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆

Info

Publication number: CN202677906U
Application number: CN 201220303381
Authority: CN
Inventors: 徐佳; 洪启付; 张雷; 段惟碌; 朱宁
Original assignee: CHANGZHOU BAYI CABLE Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU BAYI CABLE Co Ltd
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2022-06-26

Abstract

本实用新型公开了一种新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，在镀锡铜导体的外周绕包有锻烧白云母带，所述锻烧白云母带的外周由内向外挤包绝缘层，所述绝缘层线芯的缆芯的外周绕包一层绕包带，所述绕包带的外周挤包有低烟无卤高阻燃隔氧层，低烟无卤高阻燃隔氧层的氧指数大于35，所述低烟无卤高阻燃隔氧层的外周编织一层总屏蔽层，所述总屏蔽层的外周挤包有外护套。本实用新型的电缆的耐火等级可以达到950℃，在高温下其耐火层不会脱落。

Description

一种新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆

技术领域

本实用新型涉及一种电缆，具体涉及一种新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆。

背景技术

目前，在我国的耐火电缆设计与制造中，合成云母被广泛使用，这种云母带除具有天然云母带的特性外，其主要特点是耐热等级高。在常规场合，由这种合成云母带制造成的耐火电缆就可以满足要求。核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆不同于一般耐火等级830℃的耐火电缆，产品要求不仅要符合IEC60754、IEC61034、IEC60332-1、IEC60332-3-23低烟无卤阻燃性能，而且还要求能够通过温度等级950—1000℃，持续供火时间为90min的A类耐火试验。虽然合成云母带的耐火等级可以达到950℃，但是，这种云母带的制造工艺是将合成云母抄制成的云母纸为主要材料，再用粘合剂将玻璃布粘贴在一面或两面而制成的。在制造过程中，必须将几个结构层次粘合在一起，在进行电缆制造或敷设的时候就有可能造成云母带的分层和脱落。

另外，随着各种地震等不可抗力因素的存在，电缆在燃烧过程中如果发生机械振动，电缆就会失去耐火特性，而机械振动是火灾事故中发生几率极高的。同时常规云母带耐火电缆燃烧时仍有毒性气体释放，对于核电站场合，产品对低烟无卤无毒提出了特别要求。

因此，在上述背景条件下，需要一种新型的核电站用低烟无卤阻燃型耐火耐冲击型电缆，以满足核电发展趋势的要求，保证火灾发生时电缆可以继续可靠工作。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，本实用新型的电缆的耐火等级可以达到950℃，在高温下其耐火层不会脱落。

实现上述目的的技术方案如下：

新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，在镀锡铜导体的外周绕包有锻烧白云母带，所述锻烧白云母带的外周由内向外挤包绝缘层，所述绝缘层的外周绕包一层绕包带，所述绕包带的外周挤包有低烟无卤高阻燃隔氧层，低烟无卤高阻燃隔氧层的氧指数大于35，所述低烟无卤高阻燃隔氧层的外周编织一层总屏蔽层，所述总屏蔽层的外周挤包有外护套。

采用了上述方案，本实用新型的电缆中采用了锻烧白云母带，锻烧白云母带中的云母过高温处理，去除了有损耐电压和耐高温性能的结晶水和杂质，增加了锻烧白云母带的稳定性。而该锻烧白云母带中有机硅树脂的含量比常规耐火云母带高出50%以上，锻烧白云母带在燃烧过程中低分子物挥发掉，耐高温有机硅胶在高温下与云母烧结成以SiO₂为主体结构的致密导体保护外壳，有效地提高了电缆的耐火性能，耐温可达950度以上。具有良好的耐压性能、高抗弯强度耐酸碱，抗辐射、无毒、良好的柔软性。锻烧白云母带绕包在导体上时层与层之间更加紧凑、服帖，加上绕包速度匀称，角度控制适当，能有效避免云母层的脱落，确保耐火层的整体性。本实用新型的电缆采用了锻烧白云母带，特殊的结构设计和先进的制造工艺。产品符合核电站用电缆的低烟无卤无毒阻燃要求（满足IEC60754、IEC61034、IEC60332-1、IEC60332-3-22）。

所述锻烧白云母带与绝缘层之间设有玻纤纱层，该玻纤纱层以编织的方式固定在锻烧白云母带的外周。玻纤纱层对锻烧白云母带的编织覆盖率达到90%以上，这种材料在经过高温灼烧后会变得更加致密，完全包覆住耐火层，即使电缆在燃烧过程中发生机械振动，也可避免锻烧白云母带脱落。本实用新型能够通过耐火耐冲击（GB/T19216.31火焰温度不低于830℃、在持续供火时间不少于120分钟的时间内、施加机械冲击并施加1kV电压、2A熔断器不熔断）试验要求。因此，在锻烧白云母带外周编织了玻纤纱层后，可确保在高温以及机械振动的情况下，电缆能保持正常运行。玻纤纱层对电缆的性能满足如下要求（见下表）：

序号	项目	要求
			1	比重g/m²	180
2	断裂强度N/20mm	＞500
			3	玻璃布熔点℃	≥500
4	碱金属氧化物含量%	＜0.8
			5	纺织型浸润剂含量%	0.6～2.0

所述锻烧白云母带由煅烧白云母纸、单层无碱玻纤布为补强材料，用耐高温有机硅胶粘合而成。与合成云母带纸相比，锻烧云母纸采用的是耐高温等级高的云母原料，又经高温去除了结晶水和杂质，因而煅烧云母纸的耐温等级达到合成云母纸标准的同时，柔软性和稳定性要比合成云母纸更好，与金云母带纸相比，煅烧云母纸不仅耐高温等级更高，而且介电强度波动范围更小，耐电压性能更好。

所述锻烧白云母带的用量为170—190g/m²，其中锻烧云母的含量为120—130g/m²，单层无碱玻纤布含量为30—34g/m²，耐高温有机硅胶含量为20—26g/m²。各种云母带中起耐火绝缘作用的主体是云母，云母含量越高越有利利提高耐火电缆的耐火性能。采用单面玻纤布补强的云母带具有云母含量高、同比成本低、性能更稳定的优势，而且单面云母带相对双面或三合一补强云母带而言，接头更易处理，搭接处的厚度仅略有增加，注塑时外观更加平滑、服贴，从而有利于提高后道注塑工艺的工作效率。

所述外护套为热固性的低烟无卤阻燃聚烯烃的外护套。这种外护套具备很好的阻燃性能以及良好的机械性能，良好的机械性能也保证了电缆60年的设计寿命，符合核电站用电缆的要求。性能满足如下要求：

序号	项目	单位	要求*
				1	机械性能
1.1	老化前机械性能
					抗张强度≥	N/mm²	9.0
	断裂伸长率≥	%	150
				1.2	空气烘箱老化后机械性能
	老化温度	℃	120±2
					老化时间	h	240
	抗张强度变化率≤	％	±25
					断裂伸长率变化率≤	％	±25
2	燃烧性能
				2.1	pH值≥		4.3
2.2	电导率≤	μS/mm	10
				2.3	卤含量≤	mg/g	5
2.4	毒性指数≤		2.5
				2.5	电缆烟浓度试验≥	%	70

本实用新型的电缆的性能特征如下：

1、在电缆额定或最高运行温度90℃时，电缆的正常使用寿命为60年以上。

2、电缆通过IEC60331-2、GB/T19216.31/IEC60331-1耐火耐冲击试验。

3、电缆通过3500V/5min，6D弯曲后耐压试验。

4、电缆卤酸气体测定：pH值≥4.3，电导率≤10μs/mm，烟密度透光率≥70%。

5、成品电缆燃烧试验通过IEC60332-3-22及IEC60332-1单根垂直燃烧试验。

6、电缆的耐辐照剂量不小于25Mrad。

附图说明

图1为本实用新型的电缆的结构示意图；

图2为电缆中缆芯的结构示意图；

附图中，1为缆芯，11为镀锡铜导体，12为锻烧白云母带，13为绝缘层，14为玻纤纱层，2为绕包带，3为隔氧层，4为总屏蔽层，5为外护套。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型的新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆。在镀锡铜导体11的外周绕包有锻烧白云母带12，所述锻烧白云母带12的外周由内向外挤包绝缘层13，锻烧白云母带12与绝缘层之间设有玻纤纱层14，该玻纤纱层以编织的方式固定在锻烧白云母带的外周。由镀锡铜导体11、锻烧白云母带12、玻纤纱层14以及绝缘层13构成本实用新型中电缆的缆芯1。所述锻烧白云母带由煅烧白云母纸、单层无碱玻纤布为补强材料，用耐高温有机硅胶粘合而成。所述锻烧白云母带的用量为170—190g/m²，其中锻烧云母的含量为120—130g/m²，单层无碱玻纤布含量为30—34g/m²，耐高温有机硅胶含量为20—26g/m²。所述绝缘层的外周绕包一层绕包带2。所述绕包带的外周挤包有低烟无卤高阻燃隔氧层3，电缆的燃烧特性主要取决于隔氧层3的性能，不仅需要有很高的氧指数，还必须具备很好的结壳性能，通过反复的比对分析，本实用新型中的低烟无卤高阻燃隔氧层的氧指数大于35。所述低烟无卤高阻燃隔氧层的外周编织一层总屏蔽层4，所述总屏蔽层的外周挤包有外护套5。外护套为热固性的低烟无卤阻燃聚烯烃的外护套。本实用新型采用了锻烧白云母带后，与其他云母带的一些性能比较如下：

本实用新型的新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆的制造方法，导体采用多根圆形镀锡铜导体，符合GB/T 3956 2类绞合导体要求，并且为同心绞合，保证了电缆具备一定的柔软性，便于敷设。工艺上要防止导体跳浜，导体要求圆整，确保后道锻烧白云母带绕包工艺的顺利开展。选好导体后，首先在镀锡铜导体11的外周绕包锻烧白云母带，云母带以S和Z型交叉同时绕包。锻烧白云母带12由煅烧白云母纸、单层无碱玻纤布为补强材料，用耐高温有机硅胶粘合而成。所述锻烧白云母带的用量为170—190g/m²，其中锻烧云母的含量为120—130g/m²，单层无碱玻纤布含量为30—34g/m²，耐高温有机硅胶含量为20—26g/m²。接着在锻烧白云母带的外周挤包绝缘层13后进行辐照交联。在镀锡铜导体的外周绕包锻烧白云母带后，在锻烧白云母带的外周编织一层玻纤纱层14，玻纤纱层对锻烧白云母带的编织覆盖率达到90%以上，这种材料在经过高温灼烧后会变得更加致密，完全包覆住耐火层，即使电缆在燃烧过程中发生机械振动，也可避免锻烧白云母带脱落。本实用新型能够通过耐火耐冲击（GB/T19216.31火焰温度不低于830℃、在持续供火时间不少于120分钟的时间内、施加机械冲击并施加1kV电压、2A熔断器不熔断）试验要求。因此，在锻烧白云母带外周编织了玻纤纱层后，可确保在高温以及机械振动的情况下，电缆能保持正常运行。再在玻纤纱层的外周挤包绝缘层13。绝缘层13采用低烟无卤阻燃型交联聚烯烃，并且采用辐照方式进行交联，一方面保证了电缆的阻燃性能，另一方面又增强了电缆的耐辐照性能，符合电缆在核电站中的运行环境要求。同时，优质的机械性能也确保了电缆在经受90℃导体温度的热老化过程中，60年的设计寿命。绝缘挤出时采用合适的模具和挤管式工艺，能有效保证云面层的连续性，为通过耐火耐冲击试验做保障。然后在绝缘层的外周绕包一层绕包带；接着在绕包带的外周挤包一层低烟无卤高阻燃隔氧层，该低烟无卤高阻燃隔氧层的氧指数大于35；低烟无卤高阻燃隔氧层在挤出过程中，采用挤压式模具挤出，目的使低烟无卤高阻燃隔氧层紧密的包裹在缆芯上，提高了阻燃、耐火耐冲击性能。通过上述材料选择及工艺的保证，电缆在进行试验时，结壳性能非常优越，有效保证整根电缆的骨架结构。然后在低烟无卤高阻燃隔氧层的外周编织一层总屏蔽层；在总屏蔽层的外周挤包一层外护套后再次进行辐照交联。电缆的外护套不但要具备很好的阻燃性能还必须有良好的机械性能，因此外护套为热固性的低烟无卤阻燃聚烯烃的外护套，外护套在挤出后进行辐照交联，以保证电缆的耐辐照性能。同时，良好的机械性能也保证了电缆60年的设计寿命。

Claims

1.新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，其特征在于，在镀锡铜导体的外周绕包有锻烧白云母带，所述锻烧白云母带的外周由内向外挤包绝缘层，所述绝缘层的外周绕包一层绕包带，所述绕包带的外周挤包有低烟无卤高阻燃隔氧层，低烟无卤高阻燃隔氧层的氧指数大于35，所述低烟无卤高阻燃隔氧层的外周编织一层总屏蔽层，所述总屏蔽层的外周挤包有外护套。

2.根据权利要求1所述的新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，其特征在于，所述锻烧白云母带由煅烧白云母纸、单层无碱玻纤布为补强材料，用耐高温有机硅胶粘合而成。

3.根据权利要求1所述的新型核电站用低烟无卤阻燃型耐火电缆，其特征在于，所述外护套为热固性的低烟无卤阻燃聚烯烃的外护套。