CN218939303U - 一种核电厂阻燃总线电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核电厂阻燃总线电缆，包括：缆芯，缆芯包括导体、绝缘层，绝缘层包裹在导体上，绝缘层的材质为交联聚乙烯；缆芯绕包层，缆芯绕包层对缆芯进行绕包；用于屏蔽高频电磁干扰信号的第一屏蔽层，外护套，外护套环绕在第一屏蔽层的周围；阻燃隔氧层，阻燃隔氧层设置在缆芯绕包层的外周面上，第一屏蔽层设置在阻燃隔氧层上；所述阻燃隔氧层的材质为阻燃低烟无卤聚烯烃，外护套的材质为交联阻燃聚烯烃。本实用新型具有阻燃性能好的优点。

Description

一种核电厂阻燃总线电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种核电厂阻燃总线电缆。

背景技术

随着核电工业的快速发展，对核电厂所用的数据电缆的需求量越来越大，要求也越来越高，目前，对用于核电厂的数据电缆提出了必须具备“电磁兼容”的无电磁干扰要求。而现有普通型数据电缆不能满足要求，特别是用于核电控制的通讯系统，核电输出数字控制系统、远程操作系统、电力调配控制系统都少不了数据电缆，不仅数据线束多，而且要求抗电磁干扰的性能要好，尤其是提高次谐波干扰的能力，采用普通的数据电缆时常会出现控制不稳、失灵或者间断失控等缺陷，它将直接影响整个核电厂的正常工作和电力控制系统，会给整个系统的正常运行带来安全隐患。因此在《核安全导则》中HAD102/14“核电厂安全有关仪表和控制系统”4.8电气干扰章节中强调“信号电缆与动力电缆的实体分隔”，数据信号电缆和电力电缆要分开，且都必须具备抗电磁干扰能力，同时也不能向外产生新的电磁干扰。现有的普通型数据电缆和电力电缆都不能满足上述要求。

另外，对于核电厂所用的数据电缆而言，由于其所处工作环境是高温高辐照，因此，除了需要耐辐照之外，还需要满足GB/T 18380.12单根阻燃和GB/T 18380.34 B类成束阻燃要求，成束阻燃包括未进行热和辐照老化的成束阻燃以及经过热和辐照老化后的阻燃。相比于可商用总线电缆只要求电缆通过GB/T 18380.35 C类成束阻燃试验(标准要求燃烧体积为1.5L，炭化高度≤2.5m，实际炭化高度为0.95m)，核电厂总线电缆要求的B类阻燃要求更加苛刻(标准要求燃烧体积为3.5L，炭化高度为≤2.5m)，且老化前后均需通过，特别是老化后阻燃难度比较大。目前使用的电缆，在阻燃性能上还不能满足GB/T 18380.12单根阻燃和GB/T 18380.34 B类成束阻燃要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种核电厂阻燃总线电缆，使核电厂的阻燃总线电缆整体的阻燃性能获得保证。

一种核电厂阻燃总线电缆，包括：

缆芯，包括导体和包裹在导体上的绝缘层；

缆芯绕包层，对所述缆芯进行绕包；

第一屏蔽层，包覆在所述缆芯绕包层外侧，屏蔽高频电磁干扰信号；

阻燃外护套，环绕在所述第一屏蔽层周围；

还包括：

阻燃隔氧层，设置在所述缆芯绕包层与第一屏蔽层之间。

进一步，如上所述的核电厂阻燃总线电缆，其中，所述阻燃隔氧层为阻燃低烟无卤聚烯烃材质的阻燃隔氧层，所述阻燃外护套为交联阻燃聚烯烃材质的阻燃外护套。

更进一步，所述阻燃隔氧层的阻燃低烟无卤聚烯烃材质的氧指数≥40，阻燃外护套的交联阻燃聚烯烃材质的氧指数≥30。

进一步，如上所述的核电厂阻燃总线电缆，其中，所述绝缘层为交联聚乙烯材质的绝缘层。

进一步，如上所述的核电厂阻燃总线电缆，还包括用于屏蔽低频电磁干扰信号的第二屏蔽层，设置在所述第一屏蔽层与阻燃外护套之间。

进一步，如上所述的核电厂阻燃总线电缆，其中，在所述第一屏蔽层和阻燃外护套之间或者在所述第一屏蔽层和第二屏蔽层之间设有用于将电磁干扰信号引导到外部的引漏部件。

更进一步，所述引漏部件为一根或多根引漏线，引漏线的两端沿电缆轴向延伸，与第一屏蔽层和第二屏蔽层始终保持配合。

进一步，如上所述的核电厂阻燃总线电缆，其中，在缆芯与缆芯绕包层之间设置有阻燃填充绳。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型一方面采用具有阻燃性能的交联阻燃聚烯烃外护套，对外护套内部的各部分形成了保护，又满足了辐照的要求；另一方面通过增设阻燃隔氧层，使阻燃隔氧层设置在缆芯绕包层的外周面上，当有高温作用在电缆上时，通过阻燃隔氧层的隔离作用，避免绝缘层燃烧，使核电厂的阻燃总线电缆整体的阻燃性能获得保证。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种核电厂阻燃总线电缆的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例中核电厂阻燃总线电缆的结构示意图。

图中，1.导体，2.绝缘层，3.缆芯绕包层，4.阻燃隔氧层，5.第一屏蔽层，6.阻燃外护套，7.第二屏蔽层，8.引漏部件，9.阻燃填充绳。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种核电厂阻燃总线电缆，包括缆芯、缆芯绕包层3、阻燃隔氧层4、第一屏蔽层5、阻燃外护套6、引漏部件8、阻燃填充绳9，本实施例的核电厂阻燃总线电缆整体最大外径不大于12.0mm，下面分别对每部分以及各部分之间的关系进行详细地说明：

缆芯包括导体1、绝缘层2，绝缘层2包裹在导体1上，导体1的材质优先采用镀锡铜。绝缘层2以挤出的方式包裹在绝缘层2上。本实施例中，绝缘层2的最小平均厚度不小于0.6mm，绝缘层2最薄处的厚度不小于0.44mm。

本实施例中，绝缘层2和阻燃外护套6均采用非金属材料制成，非金属材料对热和辐射尤为敏感。因此，需要对关键的绝缘层2和阻燃外护套6材料按GB/T 11026/IEC 60216进行材料热寿命评定，以获得关键材料的老化特性数据，采用材料的断裂伸长率作为失效判定准则，即当材料的相对断裂伸长率仅为初始值(热暴露前的基准值)的50％时，判定该材料到达寿命终点(失效)，并获得绝缘和外护套材料的活化能值。

绝缘层2的材质为交联聚乙烯。交联聚乙烯有：硅烷温水交联聚乙烯、辐照交联聚乙烯等。硅烷温水交联聚乙烯的寿命一般为40年(90℃),辐照交联聚乙烯寿命有40年(90℃)、60年(90℃)，本实施例中，绝缘层2的材料优先采用60年(90℃)的辐照交联聚乙烯。

阻燃外护套6材质为交联阻燃聚烯烃。交联阻燃聚烯烃有硫化型交联阻燃聚烯烃和辐照交联型交联阻燃聚烯烃，辐照交联类为常用类型，寿命有40年(90℃)、60年(90℃)。本实施例中，优先选择60年(90℃)的辐照交联阻燃聚烯烃护套料。

关于电缆60年(90℃)寿命鉴定试验：根据上述绝缘层2和阻燃外护套6材料的活化能值，从电缆保守设计的角度考虑，取绝缘层2和阻燃外护套6材料的活化能值的较低值进行电缆热老化试验，选择的合适热老化温度，根据阿伦纽斯方程变换公式，计算出相应的热老化试验时间，热老化试验时间考虑相应的裕度。

电缆热老化试验后，对电缆进行辐照老化试验。对于辐照老化试验，核电厂要求250kGy耐辐射要求，但考虑到一定的裕度，本实施例中的电缆选用275kGy(己考虑10％裕度)作为最终辐照老化试验要求。

电缆经过热老化和辐照老化后，进行耐压试验、绝缘电阻等性能试验，同时进行老化前后阻燃性能试验，试验均通过才能表明电缆能满足60年(90℃)鉴定试验要求，从而完全满足研制产品的技术要求。

缆芯绕包层3对缆芯进行绕包，缆芯绕包层优先采用聚酯带。阻燃隔氧层4设置在缆芯绕包层3的外周面上；由于绝缘层2采用的是辐照交联聚乙烯，该辐照交联聚乙烯为非阻燃交联聚乙烯，因此对阻燃隔氧层4和阻燃外护套6阻燃性能选择尤为重要，要求具有低烟无卤特性、良好的阻燃作用，使其具有较高的优异的结壳性能和阻燃熄火性。本实施例中，阻燃隔氧层4采用阻燃低烟无卤聚烯烃，厚度为1.0mm左右，阻燃隔氧层4以挤出的方式获得，除了保证了电缆老化前后阻燃外，更重要的是确保了缆芯的圆整性。

阻燃隔氧层4的氧指数不低于40，阻燃外护套6的氧指数不低于30，从而确保产品阻燃性能符合研制产品的技术要求，保证了核电厂的阻燃总线电缆特性参数稳定、合格。

第一屏蔽层5用于屏蔽高频电磁干扰信号，第一屏蔽层5设置在阻燃隔氧层4上；本实施例中，所述第一屏蔽层5的材质采用铝塑复合带，厚度为0.04mm左右，铝塑复合带以绕包的方式包覆在阻燃隔氧层4上，铝塑复合带在绕包时两邻之间的搭盖率不小于25％。

阻燃外护套6以挤塑的方式包覆在第一屏蔽层5上，阻燃外护套6的最小平均厚度不小于1.2mm，阻燃外护套6最薄处的厚度不小于0.92mm，例如，阻燃外护套6的最小平均厚度为1.25mm，阻燃外护套6最薄处的厚度为0.95mm。

引漏部件8将汇聚在第一屏蔽层5上的电磁干扰信号引导到外部，引漏部件8绑定在第一屏蔽层5上，位于第一屏蔽层5和阻燃外护套6之间，引漏部件8的数量可以是一根或多根。将引漏部件8接地，这样，汇聚在第一屏蔽层5上的电磁干扰信号通过引漏部件8引至地，从而避免电磁干扰信号对缆芯形成干扰。

本实施例中，引漏部件8为采用镀锡铜制成的引漏线，引漏线的两端沿着核电厂的阻燃总线电缆的轴向延伸，从而引漏线与第一屏蔽层5始终保持配合。引漏线的截面积不小于0.5mm²，引漏线的电阻不大于36.7Ω/km。

在缆芯与缆芯绕包层3之间设置有阻燃填充绳9，采用阻燃填充绳9使得缆芯绞合圆整，从而也确保缆芯结构的稳定，最终目的也是保证电缆特性参数稳定、合格。

阻燃填充绳9一方面为了让核电厂的阻燃总线电缆保持圆整，提高核电厂的阻燃总线电缆成品的圆整度。同时，阻燃填充绳9能辅助起到提高电缆抗拉伸、抗摇摆的作用。另外，由于绝缘层2的材质为非阻燃交联聚乙烯，绝缘层2阻燃性能相对阻燃填充绳9来说较低，因此，通过阻燃填充绳9的阻燃作用，来弥补绝缘层2的阻燃，使核电厂的阻燃总线电缆整体的阻燃性能获得保证。

实施例二

如图2所示，本实施例提供了一种核电厂阻燃总线电缆的优选方案，包括缆芯、缆芯绕包层3、阻燃隔氧层4、第一屏蔽层5、阻燃外护套6、第二屏蔽层7、引漏部件8、阻燃填充绳9，本实施例的核电厂的阻燃总线电缆整体最大外径不大于12.0mm，下面分别对每部分以及各部分之间的关系进行详细地说明：

缆芯包括导体1、绝缘层2，绝缘层2包裹在导体1上，导体1的材质优先采用镀锡铜。绝缘层2以挤出的方式包裹在绝缘层2上。本实施例中，绝缘层2的最小平均厚度不小于0.6mm，绝缘层2最薄处的厚度不小于0.44mm。

本实施例中，绝缘层2和阻燃外护套6均采用非金属材料制成，非金属材料对热和辐射尤为敏感。因此，需要对关键的绝缘层2和阻燃外护套6材料按GB/T 11026/IEC 60216进行材料热寿命评定，以获得关键材料的老化特性数据，采用材料的断裂伸长率作为失效判定准则，即当材料的相对断裂伸长率仅为初始值(热暴露前的基准值)的50％时，判定该材料到达寿命终点(失效)，并获得绝缘和外护套材料的活化能值。

绝缘层2的材质为交联聚乙烯。交联聚乙烯有：硅烷温水交联聚乙烯、辐照交联聚乙烯等。硅烷温水交联聚乙烯的寿命一般为40年(90℃),辐照交联聚乙烯寿命有40年(90℃)、60年(90℃)，本实施例中，绝缘层2的材料优先采用60年(90℃)的辐照交联聚乙烯。

阻燃外护套6材质为交联阻燃聚烯烃。交联阻燃聚烯烃有硫化型交联阻燃聚烯烃和辐照交联型交联阻燃聚烯烃，辐照交联类为常用类型，寿命有40年(90℃)、60年(90℃)。本实施例中，优先选择60年(90℃)的辐照交联阻燃聚烯烃护套料。

关于电缆60年(90℃)寿命鉴定试验：根据上述绝缘层2和阻燃外护套6材料的活化能值，从电缆保守设计的角度考虑，取绝缘层2和阻燃外护套6材料的活化能值的较低值进行电缆热老化试验，选择的合适热老化温度，根据阿伦纽斯方程变换公式，计算出相应的热老化试验时间，热老化试验时间考虑相应的裕度。

电缆热老化试验后，对电缆进行辐照老化试验。对于辐照老化试验，核电厂要求250kGy耐辐射要求，但考虑到一定的裕度，本实施例中的电缆选用275kGy(己考虑10％裕度)作为最终辐照老化试验要求。

电缆经过热老化和辐照老化后，进行耐压试验、绝缘电阻等性能试验，同时进行老化前后阻燃性能试验，试验均通过才能表明电缆能满足60年(90℃)鉴定试验要求，从而完全满足研制产品的技术要求。

缆芯绕包层3对缆芯进行绕包，缆芯绕包层优先采用聚酯带。阻燃隔氧层4设置在缆芯绕包层3的外周面上；由于绝缘层2采用的是辐照交联聚乙烯，该辐照交联聚乙烯为非阻燃交联聚乙烯，因此对阻燃隔氧层4和阻燃外护套6阻燃性能选择尤为重要，要求具有低烟无卤特性、良好的阻燃作用，使其具有较高的优异的结壳性能和阻燃熄火性。本实施例中，阻燃隔氧层4采用阻燃低烟无卤聚烯烃，厚度为1.0mm左右，阻燃隔氧层4以挤出的方式获得，除了保证了电缆老化前后阻燃外，更重要的是确保了缆芯的圆整性。

阻燃隔氧层4的氧指数不低于40，阻燃外护套6的氧指数不低于30，从而确保产品阻燃性能符合研制产品的技术要求，保证了核电厂的阻燃总线电缆特性参数稳定、合格。

第一屏蔽层5用于屏蔽高频电磁干扰信号，第一屏蔽层5设置在阻燃隔氧层4上；本实施例中，所述第一屏蔽层5的材质采用铝塑复合带，厚度为0.04mm左右，铝塑复合带以绕包的方式包覆在阻燃隔氧层4上，铝塑复合带在绕包时两邻之间的搭盖率不小于25％。

第二屏蔽层7用于屏蔽低频电磁干扰信号，第二屏蔽层7设置在第一屏蔽层5的外周面上，所述阻燃外护套6设置在第二屏蔽层7的外周面上。本实施例中，第二屏蔽层7的材质采用镀锡铜丝，厚度为0.3mm左右，镀锡铜丝以编织的方式包覆在第一屏蔽层5上，第二屏蔽层7的编织密度不小于90％。

本实施例中所述的低频电磁干扰信号为50Hz的电磁干扰信号，高频电磁干扰信号为1.25-39kHz的电磁干扰信号。

本实用新型中，高频电磁干扰信号汇聚在第一屏蔽层5上，低频的电磁干扰信号汇聚在第二屏蔽层7上，然后通过与第一屏蔽层5和第二屏蔽层7配合的引漏部件8将高频和低频电磁干扰信号引导至电缆外部，例如引导至地，从而使屏蔽效果获得提升。

本实用新型中，采用第一屏蔽层5、第二屏蔽层7的组合并拖一根电气引漏部件8形成的复合屏蔽结构，使核电厂的阻燃总线电缆在高低频混合的干扰场中，实现最佳的屏蔽效果。

阻燃外护套6以挤塑的方式包覆在第二屏蔽层7上，外护套6的最小平均厚度不小于1.2mm，外护套6最薄处的厚度不小于0.92mm，例如，外护套6的最小平均厚度为1.25mm，外护套6最薄处的厚度为0.95mm。

引漏部件8将汇聚在第一屏蔽层5和第二屏蔽层7上的电磁干扰信号引导到外部，引漏部件8分别与第一屏蔽层5和第二屏蔽层7配合，使引漏部件8位于第一屏蔽层5和第二屏蔽层7之间，第二屏蔽层7在编织时使引漏部件8被绑定在第一屏蔽层5上，引漏部件8的数量可以是一根或多根。将引漏部件8接地，这样，汇聚在第一屏蔽层5和第二屏蔽层7上的电磁干扰信号通过引漏部件8引至地，从而避免电磁干扰信号对缆芯形成干扰。

本实施例中，引漏部件8为采用镀锡铜制成的引漏线，引漏线的两端沿着核电厂的阻燃总线电缆的轴向延伸，从而引漏线与第一屏蔽层5和第二屏蔽层7始终保持配合。引漏线的截面积不小于0.5mm²，引漏线的电阻不大于36.7Ω/km。

在缆芯与缆芯绕包层3之间设置有阻燃填充绳9，采用阻燃填充绳9使得缆芯绞合圆整，从而也确保缆芯结构的稳定，最终目的也是保证电缆特性参数稳定、合格。

阻燃填充绳9一方面为了让核电厂的阻燃总线电缆保持圆整，提高核电厂的阻燃总线电缆成品的圆整度。同时，阻燃填充绳9能辅助起到提高电缆抗拉伸、抗摇摆的作用。另外，由于绝缘层2的材质为非阻燃交联聚乙烯，绝缘层2阻燃性能相对阻燃填充绳9来说较低，因此，通过阻燃填充绳9的阻燃作用，来弥补绝缘层2的阻燃，使核电厂的阻燃总线电缆整体的阻燃性能获得保证。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型的结构不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种核电厂阻燃总线电缆，包括：

缆芯，包括导体(1)和包裹在导体(1)上的绝缘层(2)；

缆芯绕包层(3)，对所述缆芯进行绕包；

第一屏蔽层(5)，包覆在所述缆芯绕包层(3)外侧，屏蔽高频电磁干扰信号；

阻燃外护套(6)，环绕在所述第一屏蔽层(5)周围；

其特征在于，还包括：

阻燃隔氧层(4)，设置在所述缆芯绕包层(3)与第一屏蔽层(5)之间。

2.如权利要求1所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，所述阻燃隔氧层(4)为阻燃低烟无卤聚烯烃材质的阻燃隔氧层，所述阻燃外护套(6)为交联阻燃聚烯烃材质的阻燃外护套。

3.如权利要求2所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，所述阻燃隔氧层(4)的阻燃低烟无卤聚烯烃材质的氧指数≥40，阻燃外护套(6)的交联阻燃聚烯烃材质的氧指数≥30。

4.如权利要求1所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，所述绝缘层(2)为交联聚乙烯材质的绝缘层。

5.如权利要求1所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，还包括用于屏蔽低频电磁干扰信号的第二屏蔽层(7)，所述第二屏蔽层(7)设置在所述第一屏蔽层(5)与阻燃外护套(6)之间。

6.如权利要求1所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，在所述第一屏蔽层(5)和阻燃外护套(6)之间设有用于将电磁干扰信号引导到外部的引漏部件(8)。

7.如权利要求5所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，在所述第一屏蔽层(5)和第二屏蔽层(7)之间设有用于将电磁干扰信号引导到外部的引漏部件(8)。

8.如权利要求6或7所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，所述引漏部件(8)为一根或多根引漏线，引漏线的两端沿电缆轴向延伸。

9.如权利要求1所述的核电厂阻燃总线电缆，其特征在于，在缆芯与缆芯绕包层(3)之间设置有阻燃填充绳(9)。

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