CN204558093U - 一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，所述电缆由内到外依次包括：至少一根线芯、绝缘填充物、第一层苯撑硅橡胶、联锁铠装层、第二层苯撑硅橡胶及护套层；所述第一层苯撑硅橡胶绕包所述线芯及绝缘填充物，所述联锁铠装层包覆在所述第一层苯撑硅橡胶外，所述第二层苯撑硅橡胶包覆在所述联锁铠装层外，所述护套层包覆所述第二层苯撑硅橡胶。通过上述方式，本实用新型核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，该电缆具有较高的耐辐射性、耐热性、耐辐照性和耐LOCA性，在核电站等复杂环境下使用寿命也能超过70年。

Description

一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆

技术领域

本实用新型涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种适用于核电站的阻燃耐火抗辐射电缆。

背景技术

中国长期以来，以煤炭为主的能源结构不仅已无法适应经济的快速发展，也造成了较严重的社会能源、环境问题。据统计，能源方面，煤炭可供人类使用的时间为二百至二百二十年，中国面临煤炭枯竭的严峻形势不言而喻；环境方面，燃用各种化石燃料导致向大气中排放大量的温室气体二氧化碳及硫氧化物、氮氧化物等有害气体以及大量的烟尘，对环境造成极其严重的破坏。因此，中国有必要积极改善能源利用结构和实现能源的多元化供给。而在水电方面，由于有枯水期和丰水期的分别，造成水电电力不够稳定；太阳能和风能在短期内又不可能在总电力装机容量中占有较大的份额。所以，核能是目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源。

核电作为一种清洁能源，对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。作为核电站“血管”和“神经”的电缆线路系统，在核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用，也是安全的关键要素，特别对于安全壳内的恶劣运行环境，对电缆的要求尤为苛刻，国际核安全标准进一步提高，新标准增加了纵深防御的层次；在设计中必须考虑对严重事故的预防和缓解；强调了概率风险评价技术的应用并进一步提高了防火要求等。核电站用的电缆因环境的恶劣性，会受到大量射线，故需确保电缆的绝缘和护套材料不变脆、力学性能不变差；同时需保证电缆长期在高温环境下工作能具有70年以上的使用寿命；核电站用电缆还需满足在发生火灾时，释放较低的烟雾量，并且能够无毒性及腐蚀性、有效发挥阻燃作用，不会使电缆成为火焰蔓延的通道。即使发生LOCA时，电缆受到高温高压蒸汽的冲击和腐蚀性化学药剂、大剂量的γ线照射的作用，且在燃烧时能够长时间保持通电信息。综上，可见适用于核电站的电缆的各方面性能要求严苛，不仅要具有普通电缆的一般特性，而且还需具有抗开裂、低烟、无卤、阻燃、寿命长的性能，还要具有特定的耐环境性，如耐辐射、耐LOCA性。

对于核电站电缆，目前行业内也有大量研究：如中国实用新型专利申请CN 102956314 A中公开了一种核电站用无卤阻燃抗开裂IE级电缆，包括多根导体、屏蔽层、绕包层和外护层，导体外挤包内绝缘层和外绝缘层，外绝缘层上绕包聚酯带、纵包铝塑复合带成绝缘线芯，多根绝缘线芯填充无碱玻璃丝绳并绕包高阻燃绕包带成缆芯，所述缆芯上由内至外依次设置铜丝编织屏蔽层、无卤带绕包层和辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃外护层。中国实用新型专利申请CN 103545041 A中公开了一种高阻燃环保型核电专用电力电缆，该电缆包括线芯，所述的线芯外包覆有绝缘层，绝缘层外设有玻璃纤维层，玻璃纤维层上包覆有屏蔽层，屏蔽层上包覆有无卤防护套，所述的无卤防护套是由无卤环保高阻燃塑料制成，能够有效地提高阻燃性能。中国实用新型专利申请CN 103545043 A本实用新型涉及一种低烟无卤阻燃型核电双芯电力电缆，包括两根绝缘导体，每根绝缘导体由缆芯导体和包裹在缆芯导体上的绝缘层组成，两根绝缘导体外部依次设有低烟无卤阻燃带层、屏蔽层和外护套，低烟无卤阻燃带层与绝缘导体之间设有无卤阻燃玻璃纤维阻燃填充物。所述的一种低烟无卤阻燃型核电双芯电力电缆，采用低烟无卤阻燃层的设计，能够有效地提高阻燃效果，使电缆使用寿命增加。但由于电缆的性能各异，耐腐蚀性，耐热性、耐辐照性和耐LOCA性更优的电缆急需研发。

实用新型内容

本实用新型的目的是公开一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，该电缆具有较高的耐辐射性、耐热性、耐辐照性和耐LOCA性，在核电站等复杂环境下使用寿命也能超过70年。

为实现上述目的，本实用新型公开的技术方案是：一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，所述电缆由内到外依次包括：至少一根线芯、绝缘填充物、第一层苯撑硅橡胶、联锁铠装层、第二层苯撑硅橡胶及护套层；所述第一层苯撑硅橡胶绕包所述线芯及绝缘填充物，所述联锁铠装层包覆在所述第一层苯撑硅橡胶外，所述第二层苯撑硅橡胶包覆在所述联锁铠装层外，所述护套层包覆所述第二层苯撑硅橡胶。

优选的，所述线芯由导体及包覆导体的绝缘层组成。

优选的，包覆导体的绝缘层采用的是聚醚酰亚胺材料。

优选的，所述导体的体积电阻率在20℃时控制在0.01680Ω.mm²/m 内。

优选的，所述绝缘填充物采用的是苯撑硅橡胶材料。

优选的，护套层是轧纹铜护套。

优选的，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是在1.2－3.6mm之间。

优选的，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是在1.8－3.0mm之间。

优选的，所述电缆中设有三根线芯，三根线芯紧密绞合在一起。

优选的，每根线芯中均设有若干导体，若干导体均紧密绞合在一起。

本实用新型中所述的绝缘填充物、第一层苯撑硅橡胶、第二层苯撑硅橡胶均采用的是陶氏苯撑硅橡胶。所述的陶氏苯撑硅橡胶是指陶氏化学生产的苯撑硅橡胶。

由于使用场所的特殊性，使得核电站用电缆具有优良的电气性能，通过采用优质一级无氧杆通过退火技术使得电缆内导体的体积电阻率 20℃控制在0.01680Ω.mm²/m 内,断裂伸长率控制大于35%,使得导体的柔韧性得到改善,并通过改进的紧压技术，使得它的紧压系数达到0.95，通过最大极限的紧压，使绞合导体线芯如实心导体一般，确保了导体外观圆整，在同一个立体面上的没有任何的凹凸不平现象，使得导体有效地紧密地包覆在绝缘内，从而避免了场强击穿现象，提高了导电性能，确保了高传输流量。

本申请文件中为了保证电缆在本质上的整体无卤、无毒、阻燃、耐腐蚀、优良的耐辐射性能,还要保证在宽广的频率和温度范围内有稳定的介电常数和介电损耗及极高的介电强度，表现出优异的电气性能,本申请文件中采用了新型的聚醚酰亚胺材料作为导体绝缘层；突破常规电缆的结构设计模式，以保证产品既能满足IEEE383规定的成束电缆垂直燃烧试验,也能满足发生LOCA时，电缆受到高温高压蒸汽的冲击和腐蚀性化学药剂、大剂量的γ线照射的作用，且在燃烧时能够长时间保持通电信息。

本申请文件中在线芯成缆时绕包或挤塑第一层陶氏苯撑硅橡胶并用陶氏苯撑硅橡胶条加以填充，此物质燃烧时温度越高结壳越硬，很好地保护了电缆的电气性能；为了免受外界的机械损伤，本申请文件中在第一层陶氏苯撑硅橡胶外面增加了联锁铠装层，为进一步增加电缆本体的难燃性，本申请文件中使用轧纹铜作为护套层，并且在轧纹铜护套层与联锁铠装层之间再绕包第二层陶氏苯撑硅橡胶带作为隔离套起加强杜绝火源入侵的作用。通过上述改进，本申请文件中的技术方案使得电缆具有耐高温、耐火、耐腐蚀、耐潮湿、耐磨、耐寒、耐辐照、耐LOCA、环保清洁、阻燃、高流量、长寿命型（可超过70年寿命）等性能综合一身的优点。

因核电站环境的恶劣性，电缆会受到大量射线，本实用新型专利申请中通过对电缆中材料的改进、退火技术的改进，确保电缆的绝缘和护套材料不变脆，力学性能不变差，长期在高温环境下工作，并具有70年以上的使用寿命；能够在电缆在发生火灾时，释放很低的烟雾量，无毒性及腐蚀性，并有效发挥阻燃作用，不会使电缆成为火焰蔓延的通道。即使发生LOCA时，电缆受到高温高压蒸汽的冲击和腐蚀性化学药剂、大剂量的γ线照射的作用，且在燃烧时能够长时间保持通电信息。

本实用新型的有益效果是：通过上述技术方案，本实用新型所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆具有较高的耐辐射性、耐热性、耐辐照性和耐LOCA性，在核电站等复杂环境下使用寿命也能超过70年。

附图说明

图1是本实用新型核电站用阻燃耐火抗辐射电缆中一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型核电站用阻燃耐火抗辐射电缆中一较佳实施例中线芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参考附图1至附图2，本实用新型专利实施例包括：

实施例1：一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，所述电缆由内到外依次包括：至少一根线芯、绝缘填充物3、第一层苯撑硅橡胶4、联锁铠装层5、第二层苯撑硅橡胶6及护套层7；第一层苯撑硅橡胶绕包所述线芯及绝缘填充物3，联锁铠装层5包覆在第一层苯撑硅橡胶4外，第二层苯撑硅橡胶6包覆在联锁铠装层5外，护套层7包覆第二层苯撑硅橡胶6。

本实施例中，线芯由导体1及包覆导体1的绝缘层2组成。

本实施例中，包覆导体1的绝缘层2采用的是聚醚酰亚胺材料。

本实施例中，导体1的体积电阻率在20℃时控制在0.01680Ω.mm²/m 内。

本实施例中，绝缘填充物3采用的是苯撑硅橡胶材料。

本实施例中，护套层7是轧纹铜护套。

实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是在1.2－3.6mm之间。本实施例中，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是在1.8－3.0mm之间。

实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，所述电缆中设有三根线芯，三根线芯紧密绞合在一起。每根线芯中均设有若干导体1，若干导体1均紧密绞合在一起；绝缘层2包覆在若干导体1之外。

实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是1.5mm。本实施例中，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是2.0mm。

实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是2.5mm。本实施例中，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是2.5mm。

实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是1.8mm。本实施例中，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是2.0mm。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述电缆由内到外依次包括：至少一根线芯、绝缘填充物、第一层苯撑硅橡胶、联锁铠装层、第二层苯撑硅橡胶及护套层；所述第一层苯撑硅橡胶绕包所述线芯及绝缘填充物，所述联锁铠装层包覆在所述第一层苯撑硅橡胶外，所述第二层苯撑硅橡胶包覆在所述联锁铠装层外，所述护套层包覆所述第二层苯撑硅橡胶。

2.根据权利要求1所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述线芯由导体及包覆导体的绝缘层组成。

3.根据权利要求2所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，包覆导体的绝缘层采用的是聚醚酰亚胺材料。

4.根据权利要求3所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述导体的体积电阻率在20℃时控制在0.01680Ω.mm²/m 内。

5.根据权利要求2所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述绝缘填充物采用的是苯撑硅橡胶材料。

6.根据权利要求5所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，护套层是轧纹铜护套。

7.根据权利要求6所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述第一层苯撑硅橡胶的厚度是在1.2－3.6mm之间。

8.根据权利要求7所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述第二层苯撑硅橡胶的厚度是在1.8－3.0mm之间。

9.根据权利要求1所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，所述电缆中设有三根线芯，三根线芯紧密绞合在一起。

10.根据权利要求9所述的核电站用阻燃耐火抗辐射电缆，其特征在于，每根线芯中均设有若干导体，若干导体均紧密绞合在一起。