CN218647687U - 一种核电站用80年寿命k3类中压电力电缆 - Google Patents
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Abstract
一种核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，是由缆芯外依次包裹绕包层、内护层和外护层构成；缆芯是由单根线芯构成；或所述缆芯是由多根线芯以及多根填充条共同绞合构成；线芯是由导体外包裹内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层和金属屏蔽层构成；导体是由退火软圆铜单丝绞合构成，铜单丝的绞合方向最外层为左向，相邻层绞向相反；内、外半导电屏蔽层都是由半导电屏蔽料构成；绝缘层是由长寿命耐辐射交联聚乙烯绝缘料构成；所述金属屏蔽层是由镀锡铜带绕包构成；绕包层是由聚酰亚胺薄膜和高阻燃低烟无卤阻燃布带左旋绕包而成；内护层是由低烟无卤阻燃弹性体填充料构成；外护层是由长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中压电力电缆，特别涉及一种核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，适用于额定电压6/10kV、8.7/15kV及12/20kV的中压电力电缆，属于电缆技术领域。
背景技术
核电站核安全级电缆均按照60年设计寿命进行鉴定，后续机型研发项目提出了核电站80年设计寿命的新要求，且电缆运行的其他环境条件也有所变化。
核电站安全级电缆数量众多，重新敷设会浪费巨大的人力物力，且会导致防火封堵等相关工作也需要重新施工，电缆一旦敷设完成，很难再重新敷设，并且部分区域是人员严谨进入的区域，这就导致电缆更换困难甚至无法更换。电缆数量众多而桥架可用容量有限，不拆去原有电缆很难再增加新的电缆。因此为满足核电站80年设计寿命的要求，满足其新环境条件，有必要研发符合新要求的能达到80年设计寿命的核安全级电缆。
传输电能的中压电缆满足额定电压6/10kV、8.7/15kV及12/20kV的要求，在核电站的使用环境中，其需要具有耐辐照性能。同时，根据使用环境的具体要求，还需满足防火、长寿命等要求。
实用新型内容
要解决的技术问题
针对核电站用80年寿命K3类中压电力电缆的实际要求情况，其在具备电缆本身的基本电性能和机械性能的基础上，需要着重解决的问题主要有：
为使电缆在核辐射下仍能正常工作，需要绝缘层和外护层具有耐辐照性能；
为防止火灾的传播，需要电缆的组成结构具有低烟无卤阻燃性能；
为符合核电站使用寿命要求，需要将电缆的使用寿命提高至80年以上。
为了避免资源浪费，需要设计简洁的电缆结构和简便的工艺。
为解决上述技术问题而采用的技术方案
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，中压电力电缆的外径为28～85mm，其特征是中压电力电缆是由缆芯外依次包裹绕包层、内护层和外护层构成；
所述缆芯是由单根线芯构成；
或所述缆芯是由多根线芯以及多根填充条共同绞合构成；线芯和填充条是共同右旋绞合结构，绞合节径比范围是30～40倍；
所述线芯是由导体外包裹内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层和金属屏蔽层构成；
所述导体的直径范围7.0mm～31.0mm；导体是由退火软圆铜单丝绞合构成，铜单丝绞合节径比范围是10～40，铜单丝的绞合方向最外层为左向，相邻层绞向相反，铜单丝的直径范围是1.83mm～3.10mm；
内、外半导电屏蔽层都是由半导电屏蔽料构成，它们的标称厚度都为0.75mm；
所述绝缘层是由长寿命耐辐射交联聚乙烯绝缘料构成，绝缘层的标称厚度为3.4～5.5mm，最薄点厚度不小于标称值的90％-0.1mm；
所述金属屏蔽层是由镀锡铜带绕包构成，镀锡铜带绕包重叠率不小于15％，镀锡铜带厚度是0.10～0.12mm；
所述绕包层是由聚酰亚胺薄膜和高阻燃低烟无卤阻燃布带左旋绕包而成；聚酰亚胺薄膜在内，聚酰亚胺薄膜的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；高阻燃低烟无卤阻燃布带在外，高阻燃低烟无卤阻燃布带的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；聚酰亚胺薄膜厚度是0.025mm～0.050mm；
所述内护层是由低烟无卤阻燃弹性体填充料构成，内护层的标称厚度为1.2mm～1.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm；
所述外护层是长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料构成，外护层的标称厚度是1.8～3.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm。
所述填充条是由低烟无卤阻燃材料制成，其中：
如果所述线芯是1根，则不需填充条；
如果所述线芯是多根(例如3根)，则填充条在各根线芯围成的区域内。
所述高阻燃低烟无卤阻燃布带的厚度为0.2mm。
本结构的核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，是在满足电缆电性能等基本要求前提下，采用多股退火铜丝绞合导体、长寿命耐辐射型交联聚乙烯绝缘、采用是低烟无卤阻燃材料制成的填充条、长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料等。在采用耐辐射和长寿命的绝缘护套材料提高电缆的使用寿命和耐辐照性能的前提下，同时使用高阻燃低烟无卤阻燃布带、多根低烟无卤阻燃填充条和低烟无卤阻燃内护层提高电缆的阻燃性能。
有益效果
采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：
(1)电缆均采用低烟无卤材料，提高了电缆的环保性能。
(2)使用低烟无卤阻燃的填充、内护层及外护层材料使电缆整体满足低烟无卤阻燃的性能，防止火灾因电缆蔓延。
(3)绝缘层和外护层使用耐辐射和长寿命的材料，配合绝缘、护套结构提高了电缆的使用寿命和耐辐照性能，寿命可达80年以上。
(4)使用高阻燃低烟无卤阻燃布带和多根低烟无卤阻燃填充条，它们再与线芯共同绞合，填充条使缆芯的空隙更少，大大增加了电缆的阻燃性能。
(5)使用聚酰亚胺薄膜，提高了电缆耐辐照、耐老化的性能。
本实用新型电缆在新设计电缆形状结构的基础上，结合材料及其特定的结构以达到延长电缆的使用寿命，电缆在核电站使用寿命能达到80年以上。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图中：导体1、内半导电屏蔽层2、绝缘层3、外半导电屏蔽层4、金属屏蔽层5、填充条6、绕包层7、内护层8、外护层9。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本案进一步说明：
如图1所示，一种核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，中压电力电缆的外径为28～85mm。中压电力电缆是由缆芯外依次包裹绕包层7、内护层8和外护层9构成；
所述缆芯是由单根线芯构成；
或所述缆芯是由多根线芯以及多根填充条6共同绞合构成；线芯和填充条是共同右旋绞合结构，绞合节径比范围是30～40倍；
所述线芯是由导体1外包裹内半导电屏蔽层2、绝缘层3、外半导电屏蔽层4和金属屏蔽层5构成；
所述导体的直径范围7.0mm～31.0mm；导体是由退火软圆铜单丝绞合构成，铜单丝绞合节径比范围是10～40倍，铜单丝的绞合方向最外层为左向，相邻层绞向相反，铜单丝的直径范围是1.83mm～3.10mm；
内、外半导电屏蔽层都是由半导电屏蔽料构成，它们的标称厚度都为0.75mm；
所述绝缘层是由长寿命耐辐射交联聚乙烯绝缘料构成，绝缘层的标称厚度为3.4～5.5mm，最薄点厚度不小于标称值的90％-0.1mm；
所述金属屏蔽层是由镀锡铜带绕包构成，镀锡铜带绕包重叠率不小于15％，镀锡铜带厚度是0.10～0.12mm；
所述绕包层是由聚酰亚胺薄膜和高阻燃低烟无卤阻燃布带左旋绕包而成；聚酰亚胺薄膜在内，聚酰亚胺薄膜的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；高阻燃低烟无卤阻燃布带在外，高阻燃低烟无卤阻燃布带的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；聚酰亚胺薄膜厚度是0.025mm～0.050mm；
所述内护层是由低烟无卤阻燃弹性体填充料构成，内护层的标称厚度为1.2mm～1.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm；
所述外护层是长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料构成，外护层的标称厚度是1.8～3.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm。
优选的，内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层是三层共挤结构。
所述填充条是低烟无卤阻燃材料制成。在本例中，填充条是PP绳；
本例中，以185mm2规格的3芯电缆为例。
缆芯的绞合节径比范围是30倍；
线芯是3根；
导体的截面积是185mm2；
铜单丝绞合节径比最内层是32倍、中间层为20倍、最外层为15倍；
铜单丝的直径是2.62mm；
内、外半导电屏蔽层的半导电屏蔽料分别是HFDA-05878BK(陶氏化学公司)和HFDA-0693BK(陶氏化学公司)构成；
所述绝缘层的标称厚度为4.5mm；长寿命耐辐射交联聚乙烯绝缘料为HFDA-4201EC(陶氏化学公司)；
所述金属屏蔽层的镀锡铜带绕包重叠率是20％，镀锡铜带厚度是0.10mm；
所述绕包层的聚酰亚胺薄膜的宽度是65mm，绕包重叠率是25％；高阻燃低烟无卤阻燃布带的宽度是65mm，绕包重叠率是25％；
所述内护层的标称厚度都是1.4mm；内护层的电缆料为低烟无卤阻燃弹性体填充料，牌号为FHW480-5(临海市亚东特种电缆料厂)；
所述外护层的标称厚度是3.2mm，外护层的电缆料是长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料，牌号为FHW160-6(临海市亚东特种电缆料厂)；
所述高阻燃低烟无卤阻燃布带的厚度为0.2mm。
所述的填充条是低烟无卤阻燃材料制成；填充条填入3芯电缆的边侧间隙，填充条柔软、阻燃且能完全填满边侧间隙，该结构可提高缆芯圆整度、加强电缆的抗拉强度以及在同等条件下电缆具有较优的弯折性能，同时提高了电缆的阻燃性能。
本电缆的长寿命耐辐照交联聚乙烯类电缆料，可满足核电站内非1E级电缆的技术条件，而结构厚度可满足电缆的结构性能要求。
本电缆具有耐核辐射、阻燃性能好以及使用寿命长的优点。
采用上述方案后，本电缆的使用寿命达到80年以上，抗辐照性好、阻燃性能好。且同时满足电性能和机械性能的基本要求。
本例电缆可以经受如下试验，试验结果为通过。
表1
续表1
Claims (4)
1.一种核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，中压电力电缆的外径为28～85mm，其特征是中压电力电缆是由缆芯外依次包裹绕包层、内护层和外护层构成；
所述缆芯是由单根线芯构成；
或所述缆芯是由多根线芯以及多根填充条共同绞合构成；线芯和填充条是共同右旋绞合结构，绞合节径比范围是30～40倍；
所述线芯是由导体外包裹内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层和金属屏蔽层构成；
所述导体的直径范围7.0mm～31.0mm；导体是由退火软圆铜单丝绞合构成，铜单丝绞合节径比范围是10～40倍，铜单丝的绞合方向最外层为左向，相邻层绞向相反，铜单丝的直径范围是1.83mm～3.10mm；
内、外半导电屏蔽层都是由半导电屏蔽料构成；
所述绝缘层是由长寿命耐辐射交联聚乙烯绝缘料构成，绝缘层的标称厚度为3.4～5.5mm，最薄点厚度不小于标称值的90％-0.1mm；
所述金属屏蔽层是由镀锡铜带绕包构成，镀锡铜带绕包重叠率不小于15％，镀锡铜带厚度是0.10～0.12mm；
所述绕包层是由聚酰亚胺薄膜和高阻燃低烟无卤阻燃布带左旋绕包而成；聚酰亚胺薄膜在内，聚酰亚胺薄膜的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；高阻燃低烟无卤阻燃布带在外，高阻燃低烟无卤阻燃布带的宽度范围是15mm～75mm，绕包重叠率不小于20％；
聚酰亚胺薄膜厚度是0.025mm～0.050mm；
所述内护层是由低烟无卤阻燃弹性体填充料构成，内护层的标称厚度为1.2mm～1.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm；
所述外护层是由长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料构成，外护层的标称厚度是1.8～3.6mm，最薄处厚度不小于标称值的80％-0.2mm。
2.根据权利要求1所述的核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，其特征是内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层是三层共挤结构。
3.根据权利要求1所述的核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，其特征是所述填充条是低烟无卤阻燃材料制成。
4.根据权利要求1所述的核电站用80年寿命K3类中压电力电缆，其特征是所述线芯是3根，填充条的材质是低烟无卤阻燃材料；
所述缆芯的绞合节径比范围是30倍；
导体的截面积是185mm2；
铜单丝绞合节径比最内层是32倍、中间层为20倍、最外层为15倍；
铜单丝的直径是2.62mm；
内、外半导电屏蔽层的标称厚度都为0.75mm；
所述绝缘层的标称厚度为4.5mm；
所述金属屏蔽层的镀锡铜带绕包重叠率是20％，镀锡铜带厚度是0.10mm；
所述绕包层的聚酰亚胺薄膜的宽度是65mm，绕包重叠率是25％；高阻燃低烟无卤阻燃布带的宽度是65mm，绕包重叠率是25％；
所述内护层的标称厚度都是1.4mm；内护层的电缆料为低烟无卤阻燃弹性体填充料；
所述外护层的标称厚度是3.2mm，外护层的电缆料是长寿命耐辐射热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料；
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