CN206059874U - 矿物质绝缘电缆组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿物质绝缘电缆组件，包括柔性波纹管、穿在柔性波纹管内的一条或多条不同规格的电缆以及电气连接器，电缆两端连接电气连接器；所述电缆包括外壳和芯线，外壳和芯线之间填充绝缘材料；电气连接器为插针或插孔的结构，其外壳为由不锈钢材质制作，电缆芯线与电气连接器的插针或插孔采用焊接的方式固定，电缆两端用玻璃烧结封堵密封。本实用新型能解决现有的电缆在核电站使用中容易失效、使用寿命不长、很难通过LOCA、地震试验和鉴定等问题。

Description

矿物质绝缘电缆组件

技术领域

本实用新型涉及一种电缆，尤其涉及一种矿物质绝缘电缆组件，适用于核电站仪表信号传输。

背景技术

核电站里用到很多信号电缆，其中用于传输堆芯内有极高的要求，包含耐高温、耐辐照、耐湿性、化学稳定性等，最新的第三代技术核电站还要求60年的使用寿命。现有传统的核电站信号电缆是有机塑料电缆或有机橡胶电缆（以下简称有机电缆），这种电缆有以下弱点：在恶劣环境下会发生老化现象，电缆的绝缘护套随着时间的推移会发生各种缓慢、不可逆的化学和物理变化，表现为材料的抗拉强度减弱，硬度增大，电气性能改变；其次有机塑料电缆的耐温通常都比较低，目前在核反应堆里应用的电缆有机材料普遍的耐温都在２００℃以下，不能使用全密封的电气连接器（因为全密封电气连接器需要使用高温的焊接），所以容易造成电缆在高温高湿的环境中，水或水蒸气容易进入到电缆里面，从而造成电缆性能的巨大波动甚至失效。

核电站设备还需满足在核电站发生失水事故（LOCA）后能正常运作，LOCA发生后，会出现压差、喷射作用力和一回路的内部水力使得电缆承受很大冲击力；安全壳内温度升高，湿度增大，使电缆工作条件变化；失水时由于一回路冷却剂的释放，使得安全壳放射性水平也会大幅升高，使得电缆的工作环境恶化。在失水事故工况下，电缆能够在这种环境下可靠运行，并需要通过试验和鉴定。

电缆还需满足安全停堆地震的抗震要求，在地震载荷下能保持结构和功能完整性，并需要通过试验和鉴定。

现有的电缆很难通过LOCA、地震试验和鉴定。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供矿物质绝缘电缆组件，以解决现有的电缆在核电站使用中容易失效、使用寿命不长、很难通过LOCA、地震试验和鉴定等问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种矿物质绝缘电缆组件，包括柔性波纹管、穿在柔性波纹管内的一条或多条不同规格的电缆以及电气连接器，电缆两端连接电气连接器；所述电缆包括外壳和芯线，外壳和芯线之间填充绝缘材料。

优选方案为：电缆外壳为不锈钢无缝钢管，芯线为导体材质，绝缘材料为MgO或SiO₂或Al₂O₃粉末，外壳、芯线和矿物质绝缘材料三者经拉制、退火后成为柔性的整体；电气连接器为插针或插孔的结构，其外壳为由不锈钢材质制作，电缆芯线与电气连接器的插针或插孔采用焊接的方式固定，电缆两端用玻璃烧结封堵密封。

根据传输信号的类型分为热电偶信号电缆和中子探测器信号电缆，热电偶信号电缆芯线材料为热电偶偶丝，中子探测器信号电缆芯线材质为铜线或其他低电阻导体；根据传输信号的数量可分为1芯、2芯及多芯。

电缆组件根据不同的作用，可分为三种类型：

第一类：多条电缆穿在一条波纹管内，波纹管两端各设置一个电气连接器，电气连接器的针数与电缆芯数相同。

第二类：设有中间接头，中间接头一端连接一条波纹管，该波纹管内穿有多条电缆，中间接头另一端分别连接多个波纹管，每一条波纹管内各穿有一条电缆，各波纹管分别连接各自的电气连接器。

第三类：一条电缆穿在一条波纹管内，波纹管两端各设置一个电气连接器。

上述三种类型可以独立使用，也可以组合使用。

本实用新型具有以下有益效果：1、电缆外壳采用不锈钢无缝钢管，电缆强度好、阻燃、耐高温、耐辐照、耐湿性、化学稳定性好，使用寿命长。2、外壳和芯线之间填充矿物质绝缘材料，绝缘电阻高、介电强度高、耐高温，绝缘电阻室温下高于1×10¹¹Ω，在200℃绝缘电阻高于1×10⁹Ω。3、电缆外层设有波纹管，保护电缆不受外力而破坏，可以将多条电缆集合在一起并连接在一个电气连接器内，做成不同规格的电缆组件。4、电气连接器采用不锈钢外壳并与电缆及波纹管进行焊接，使得整个电缆组件防护等级最高可以达到IP68；强度更好，电气连接器与电缆不会脱离，满足地震试验和鉴定的要求。5、电缆两端用玻璃烧结的方法封堵密封，可以在超过210℃高温下密封，使水汽不会进入到电缆内，保持电缆的校高绝缘电阻，而通常使用的有机胶密封是不具备高温下的密封性能。综上所述，本实用新型能满足LOCA、地震试验和鉴定要求，且能满足第三代技术核电站60年的使用寿命。

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电缆组件第一个实施例的结构示意图。

图2是图1的A向剖面图。

图3是本实用新型电缆组件第二个实施例的结构示意图。

图4是图3的B向剖面图。

图5是图3的C向剖面图。

图6是图3的D向剖面图。

图7是本实用新型电缆组件第三个实施例的结构示意图。

图8是图7的F向剖面图。

图9是电缆截面图。

图10是电缆端头剖视图。

图11是电气连接器连接方式示意图。

图12是图3的E处剖面图。

图13是三种类型电缆组件组合使用示意图。

图面说明：1.第一电气连接器，2.过度管，3、波纹管，4.第一电缆，5.第二电缆，6.中间接头，7.第二电气连接器，8.第三电气连接器，9.电缆外壳，10.绝缘材料，11.芯线，12.玻璃烧结，13.第一类电缆组件，14.第二类电缆组件，15.第三类电缆组件。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图9、图10、图11、图12所示，本实施例一种矿物质绝缘电缆组件（简称第一类电缆组件13），包括一条柔性波纹管3和穿在柔性波纹管3内的多条不同规格的电缆（本实施例为两条电缆4/5），波纹管3两端各设置一个第一电气连接器1，电气连接器的针数与电缆芯数相同。电缆包括不锈钢无缝钢管外壳9和芯线11，外壳9和芯线11之间填充绝缘材料10，绝缘材料10为MgO或SiO₂或Al₂O₃粉末，外壳、芯线和绝缘材料三者经拉制、退火后成为柔性的整体。第一电气连接器1外壳为不锈钢材质，内部为插针或插孔结构，电缆芯线11与第一电气连接器1的插针或插孔焊接固定，电缆两端用玻璃烧结的方法封堵密封，玻璃烧结最高使用温度800℃。为加强电气连接器与波纹管连接的强度，保护芯线与电气连接器插针的焊接，保证波纹管和电气连接器处的密封达到IP68防水防尘，本实施例在波纹管3与第一电气连接器1之间设置过度管2，波纹管3通过过度管2与第一电气连接器连接，电缆4/5两端穿过过度管2及波纹管3，电缆芯线与第一电气连接器插针焊接，芯线与第一电气连接器焊接后，再焊接过渡管，过渡管2外侧与波纹管焊接，过渡管2内侧与电缆焊接。

实施例2

如图3、图4、图5、图6、图9、图10、图11、图12所示，本实施例2一种矿物质绝缘电缆组件（简称第二类电缆组件14）与实施例1的区别结构在于具有多个波纹管3（本实施例设置三个波纹管3.1/3.2/3.3）并设有中间接头6，中间接头6一端连接一条波纹管3.1，另一端分别连接多条波纹管（本实施例连接连个波纹管3.2/3.3），与中间接头6一端连接的一条波纹管3.1内穿有多条电缆4/5,与中间接头6另一端连接的多条波纹管3.2/3.3内各自穿有一条电缆4或5，各波纹管3.1/3.2/3.3各自连接与之对应的第一电气连接器1、第二连接器7以及第三连接器8。其他结构同实施例1。

实施例3

如图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，本实施例3一种矿物质绝缘电缆组件（简称第三类电缆组件15）与实施例1的区别结构在于一条波纹管3内只穿有一条电缆5，波纹管3两端各设置一个第一电气连接器1。

上述三个实施例（即电缆组件13、14、15）在可以组合使用，如在核反应堆中，如图13所示，实施例1的电缆组件用来连接核反应堆堆芯仪表信号，堆芯仪表分为探测器信号和热电偶信号，该类电缆组件是包含探测器信号和热电偶信号；实施例2的电缆组件是将上述两种信号分开；实施例3的电缆组件是单独的探测器信号或热电偶信号。组合使用时，两个相接的电气连接器类型分别为插针和插孔结构。

Claims (7)

1.一种矿物质绝缘电缆组件，其特征是：包括柔性波纹管、穿在柔性波纹管内的一条或多条不同规格的电缆以及电气连接器，电缆两端连接电气连接器，所述电缆包括外壳和芯线，外壳和芯线之间填充矿物质绝缘材料粉末。

2.根据权利要求1所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：电气连接器为插针或插孔的结构，其外壳为由不锈钢材质制作，电缆芯线与电气连接器的插针或插孔采用焊接的方式固定，电缆两端用玻璃烧结封堵密封。

3.根据权利要求1所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：多条电缆穿在一条波纹管内，波纹管两端各设置一个电气连接器，电气连接器的针数与电缆芯数相同。

4.根据权利要求1所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：还设有中间接头，中间接头一端连接一条波纹管，该波纹管内穿有多条电缆，中间接头另一端分别连接多个波纹管，每一条波纹管内各穿有一条电缆，各波纹管分别连接各自的电气连接器。

5.根据权利要求1所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：一条电缆穿在一条波纹管内，波纹管两端各设置一个电气连接器。

6.根据权利要求1所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：电缆外壳为不锈钢无缝钢管。

7.根据权利要求1或2或3或4或4或5或6所述的矿物质绝缘电缆组件，其特征是：波纹管与电气连接器之间设有过度管，波纹管通过过度管与电气连接器连接。