CN209691431U - 一种耐高压耐高辐射剂量率的长寿命补偿电缆 - Google Patents
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Abstract
一种耐高压耐高辐射剂量率的长寿命补偿电缆，其结构为：由多根线芯及填充绞合构成缆芯，缆芯外包裹铜护套；铜护套外包覆铅护套；线芯的结构为：导体外绕包聚酰亚胺带；聚酰亚胺带绕包曾外包覆低烟无卤的交联聚乙烯绝缘层；线芯外包裹裸铜丝编织构成的屏蔽层，屏蔽层内外分别绕包聚酯带；所述导体是KCB型导体，正级是铜，负极是铜镍40合金；所述铅护套的厚度范围为2.0～3.0mm。与现有技术相比，本电缆的抗辐照能力较强，整根电缆采用的全部是低烟无卤材料，符合中国当前所有标准中的环保要求。
Description
技术领域
本技术方案属于电缆技术领域，具体是一种耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆。
背景技术
现有技术中，核电站用常规电缆的一项重要技术指标是防辐照。以往中国建设的核电站用电缆只有核级电缆要求耐辐射，核电站用非核级电缆就直接采购常规电缆使用。随着国家对核电站的安全要求越来越高，核电站用非核级电缆也增加了使用寿命要求(二代核电站为40年，三代核电站为60年)，同时增加了成品电缆防辐照要求。以往开发的电缆无法满足当前设备的技术指标要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明创造提出采用新型电缆结构和材料，开发一种耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆。
一种耐高压耐高辐射剂量率的长寿命补偿电缆，其结构为：由多根线芯及填充绞合构成缆芯，缆芯外包裹铜护套；铜护套外包覆铅护套(厚度范围是2.0～3.0mm)；
线芯的结构为：导体外绕包聚酰亚胺带；聚酰亚胺带绕包曾外包覆低烟无卤的交联聚乙烯绝缘层；线芯外包裹裸铜丝编织构成的屏蔽层，屏蔽层内外分别绕包聚酯带；
所述导体是KCB型导体，正级是铜，负极是铜镍40合金。铜单丝束合(正级)+铜镍合金丝束合(负极)。
进一步，所述导体是由多根单丝束合得到的导体，结构为14根×Φ0.32mm(直径0.32mm的14根)金属单丝进行束合；正级为裸铜导体，负极为铜镍40合金导体。
导体外依次绕包两层聚酰亚胺带；聚酰亚胺带的标称厚度为0.05mm；内层聚酰亚胺带的绕包方向为左向，外层聚酰亚胺带的绕包方向为右向，绕包搭盖率都不小于20％。
绝缘层的绝缘料是低烟无卤交联聚乙烯绝缘料；绝缘层的标称厚度为0.6mm，平均厚度不小于标称值，最薄处厚度不小于标称值的90％-0.1mm。
屏蔽层内的聚酯带标称厚度为0.04mm的聚酯带，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％；
屏蔽层的密度不小于80％；
屏蔽层外重叠绕包的聚酯带的标称厚度为0.04mm的聚酯带，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％。
多根线芯成缆结构：缆芯中心和缆芯边侧填充开孔的PP绳填充；成缆节距不大于38mm，成缆方向为右向。
所述铜护套是由标称厚度为0.7mm的铜带焊接，并在带的表面扎制波纹构成。
导体采用KCB型导体(KCB指的是补偿型K偶补偿导线，使用温度范围0～+100℃)，正级：裸铜导体，负极：铜镍40合金导体，结构：14根×Φ0.32mm。
导体外绕包的聚酰亚胺带，该材料耐高温达400℃，高介电强度，抗辐照性能高，1.0mm2导体外使用的聚酰亚胺带规格为0.05mm×8mm，绕包搭盖率不小于20％。
绝缘层材质是可满足核电站工况环境下60年使用寿命的低烟无卤交联聚乙烯材料，类型为塑料。1.0mm2线芯绝缘标称厚度为0.6mm，平均厚度不小于标称值，最薄处厚度不小于标称值的90％-0.1mm。
屏蔽层为裸铜丝编织屏蔽，编织密度不小于80％，裸铜丝规格为0.125mm。
铜护套材料为铜带，规格为0.7mm厚×40mm宽，采用MXW-HG40型电缆金属外护套氩弧焊接轧纹生产线生产。
铅护套材料为金属铅，护层结构的主要功能是阻隔辐射能力，保护线芯免受辐射的影响。铅自身具备极佳的阻隔辐照能量的性能，铅被广泛用于各种辐照设备的隔离材料。本电缆上包裹铅护套，能够很好地保护电缆免受辐照的影响，能耐高辐射剂量率，最大剂量率达到10kGy/h。
与现有技术相比，本电缆的抗辐照能力较强，整根电缆采用的全部是低烟无卤材料，符合中国当前所有标准中的环保要求。
电缆结构是3芯电缆，缆芯结构稳定。
附图说明
图1是本电缆的径向截面示意图；
图中：导体1、导体外绕包的聚酰亚胺带2、绝缘层3、屏蔽层4、绕包的聚酯带5、填充6、铜护套7、铅护套8。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本技术方案进一步说明如下：
如图1，一种耐高压耐高辐射剂量率的长寿命补偿电缆，其结构为：由多根线芯及填充绞合构成缆芯，缆芯外包裹铜护套；铜护套外包覆铅护套(厚度范围是2.0～3.0mm)；
线芯的结构为：导体外绕包聚酰亚胺带；聚酰亚胺带绕包曾外包覆低烟无卤的交联聚乙烯绝缘层；线芯外包裹裸铜丝编织构成的屏蔽层，屏蔽层内外分别绕包聚酯带；
所述导体是KCB型导体，正级是铜，负极是铜镍40合金。
单丝束合(正级)+铜镍合金丝束合(负极)
本例中，所述导体是由多根单丝束合得到的导体，结构为14根/0.32mm；正级为裸铜导体，负极为铜镍40合金导体。
导体外依次绕包两层聚酰亚胺带；聚酰亚胺带的标称厚度为0.05mm；内层聚酰亚胺带的绕包方向为左向，外层聚酰亚胺带的绕包方向为右向，绕包搭盖率都不小于20％。
绝缘层的绝缘料是低烟无卤交联聚乙烯绝缘料；绝缘层的标称厚度为0.6mm，平均厚度不小于标称值，最薄处厚度不小于标称值的90％-0.1mm。
屏蔽层内的聚酯带标称厚度为0.04mm的聚酯带，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％；
屏蔽层的密度不小于80％；
屏蔽层外重叠绕包的聚酯带的标称厚度为0.04mm的聚酯带，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％。
多根线芯成缆结构：缆芯中心和缆芯边侧填充开孔的PP绳填充；成缆节距不大于38mm，成缆方向为右向。
所述铜护套是由标称厚度为0.7mm的铜带焊接，并在带的表面扎制波纹构成。
本例中，绝缘层包覆步骤是采用挤塑机进行绝缘挤包，线芯辐照交联。绝缘层内采用二层标称厚度为0.05mm的聚酰亚胺带进行重叠绕包，内层聚酰亚胺带绕包方向为左向，外层聚酰亚胺带绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％。
导体外聚酰亚胺带能够保证线芯在260℃的高温下绝缘电阻值仍然较高。线芯外面采用一层标称厚度为0.05mm的聚酰亚胺带进行重叠绕包，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％。线芯外面的聚酰亚胺带既能提高绝缘层的电气性能，又能加强线芯的机械防护。
铜护套材料为铜带，规格为0.7mm×40mm，采用MXW-HG40型电缆金属外护套氩弧焊接轧纹生产线生产。
本方案中，绝缘层是指采用通过60年热寿命评定的低烟无卤材料，标称厚度为0.6mm，平均厚度不小于标称值，最薄处厚度不小于标称值的90％-0.1mm。通过绝缘材料在使用环境工况下的长寿命特性，达到设计的电缆满足电缆长寿命的要求。
本方案中，铜护套的材质是金属铜带，标称厚度为0.7mm，铜带平均厚度不小于标称厚度、铜带最薄处厚度不小于标称厚度的90％，铜带切边后两边侧应平整、光滑、无毛刺、飞边等。
经过检测，本电缆的性能参数如下：
1.绝缘热延伸：200℃，15min，0.2N/mm2条件，载荷下最大伸长率175％，冷却后最大永久伸长率15％。
2.绝缘老化前后机械性能：老化前抗张强度不小于12.0Mpa，断裂伸长率不小于300％；100℃，168h老化后，抗张强度变化率最大±30％，断裂伸长率变化率最大±30％。
3.交流耐压试验：芯与芯施加2.5kV交流电压，芯与屏蔽施加2.5kV交流电压，持续5min,电缆不击穿。
5.20℃绝缘电阻常数：环境温度为20℃，绝缘电阻常数不小于8000MΩ·km。
6.电缆最小弯曲半径：电缆弯曲半径不小于375mm。
7.护套允许最大牵引力：护套允许牵引力不大于995N。
Claims (7)
1.一种耐高压耐高辐射剂量率的长寿命补偿电缆，其特征结构为：由多根线芯及填充绞合构成缆芯，缆芯外包裹铜护套；铜护套外包覆铅护套；
线芯的结构为：导体外绕包聚酰亚胺带；聚酰亚胺带绕包曾外包覆低烟无卤的交联聚乙烯绝缘层；线芯外包裹裸铜丝编织构成的屏蔽层，屏蔽层内外分别绕包聚酯带；
所述导体是KCB型导体，正级是铜导体，负极是铜镍40合金导体；
所述铅护套的厚度范围为2.0～3.0mm。
2.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是所述导体是由14根直径0.32mm的金属单丝束合得到的导体。
3.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是导体外依次绕包两层聚酰亚胺带；聚酰亚胺带的标称厚度为0.05mm；内层聚酰亚胺带的绕包方向为左向，外层聚酰亚胺带的绕包方向为右向，绕包搭盖率都不小于20％。
4.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是绝缘层的绝缘料是低烟无卤交联聚乙烯绝缘料；绝缘层的标称厚度为0.6mm，平均厚度不小于标称值，最薄处厚度不小于标称值的90％-0.1mm。
5.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是屏蔽层内的聚酯带标称厚度为0.04mm的聚酯带，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％；
屏蔽层的密度不小于80％，裸铜丝编织的编织丝的规格为0.125mm；
屏蔽层外重叠绕包的聚酯带的标称厚度为0.04mm，绕包方向为右向，绕包搭盖率不小于20％。
6.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是多根线芯成缆结构：缆芯中心和缆芯边侧填充开孔的PP绳填充；成缆节距不大于38mm，成缆方向为右向。
7.根据权利要求1所述的耐高压耐高辐射剂量率的新型长寿命补偿电缆，其特征是所述铜护套是由标称厚度为0.7mm的铜带焊接，并在带的表面扎制波纹构成。
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|---|---|---|---|---|
| CN112309628A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-02-02 | 新亚特电缆股份有限公司 | 一种用于核电站的电缆 |
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