【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は高温、高放射線領域で使用される耐
熱、耐放射線性ケーブルに関するものである。
現在行われている原子力発電は、軽水炉による
ものであり、この炉では使用する天然ウランの２
％程度しか利用されていない。そこで限りある世
界のエネルギー状況等からより有効な利用が望ま
れている。
核燃料を有効に活用する方法として現在高速増
殖炉、新型転換炉が研究されている。しかしなが
ら高速増殖炉では、軽水炉とは全く異なる環境が
存在する。たとえば誘導放射能は104〜106R／時
に達し、温度も50〜200℃以上の高温ふんい気に
なることが予想される。
また、異常時には400℃程度の高温になること
が考えられている。このため、このような環境下
で使用されるケーブルについては、設計基準とし
て、(1)γ線量３×1010rad、(2)温度は常時50〜200
℃（異常時約400℃）の条件が設定されている。
従来この条件で使用可能なものはMIケーブル
に限られていたが、これは高価であり、しかも可
とう性に欠けるため布設作業に大きな支障をきた
し、さらに原子炉の事故時に予想される流出Na
蒸気の問題に対しても十分とはいえなかつた。そ
こでこれらの問題を解決したケーブルとして絶縁
体に、マイカ、ガラス、ポリイミドの組合せから
なる複合材料が開発されているが、これは高価な
ポリイミドを大量に使用するのでコスト的に問題
がある。
本発明は、耐熱、耐放射線性および可とう性に
ついての従来の問題点を解消したケーブルを提供
するものであつて、このケーブルは導体上の絶縁
体として、マイカと芳香族ポリアミド系繊維とを
混抄した複合テープとポリイミドフイルムとの組
合せ材料からなることを特徴とするものである。
以下これをさらに詳しく説明すると、本発明の
ケーブルの絶縁体は、無機材料のマイカと有機材
料の芳香族ポリアミド系繊維を混抄した後、加熱
加圧して、厚さ0.15mm程度のシート状にしたもの
を適当な幅にスリツトして、テープ状にしたもの
と、ポリイミドテープとを、たとえば後者を導体
上に、前者をその上に重ね巻きした組合せ材料と
するものである。
ポリイミドフイルムは一般に「カプトン」の商
品名（デユポン社）で発売されているもので、耐
熱、耐放射線性があるが、耐アルカリ性がすぐれ
ないため、本発明ではこれをマイカと芳香族ポリ
アミド系繊維との混抄テープに補強用裏打材を貼
合わせたものが併用される。マイカは耐熱性、耐
放射線性、電気絶縁性さらには耐アルカリ性の点
で問題がなく、硬質、軟質のいずれでもよい。
前記芳香族ポリアミド系繊維としては、ノーメ
ツクス（デユポン社商品名）を１mm〜50cmに切断
したものが適当であり、マイカとの混抄率は２〜
80％の範囲である。この混抄テープは強度が弱い
ためガラスクロスやポリイミドフイルムなどの補
強用裏打材と貼合わせて用いられる。また高価で
あるため、適宜ガラステープまたはイミド塗料を
含浸したガラステープを巻いてかさあげし絶縁体
最外層には線心識別をかねてガラス編組を施こ
す。望ましくはさらにその上にポリイミド系塗料
を塗装する。
ガラステープは一般には殿粉などの集束剤が含
まれているが、200℃域で分解してガスを発生す
るおそれがあるので、あらかじめヒートクリーニ
ング処理した低無集束のガラステープを使用する
のがよく、ガラスの組成としては石英ガラス、Ｅ
ガラス（無アルカリガラスを含む）、またはＣガ
ラス（アルカリガラスを含む）が好ましい。
第１図は本発明に係るケーブルの構成を例示す
るもので、導体１は高温使用による酸化防止のた
め、銀またはニツケルメツキ銅線が用いられる。
絶縁体２は補強用裏打材と貼合わされたマイカと
芳香族ポリアミド系繊維との混抄テープとポリイ
ミドフイルムとの組合せ材料からなる。これにポ
リイミド塗料を含浸したガラス編組をおさえ層
２′として施こすが、必らずしも塗料を含浸する
必要はない。３はガラス系介在で、ガラスロービ
ング、ガラススリーブが用いられる。ガラステー
プのおさえ巻層４，６と共に無集束のものが好ま
しい。５は銀またはニツケルメツキした銅テープ
または銅線編組であり、７は最外装で可とう性を
保持するため、ステンレス編組が用いられる。
なお、原子炉事故時には、Na蒸気の流出が考
えられるが、最外装がステンレスコルゲートシー
スの場合、このような状況下でも安全である。
実施例
ニツケルメツキ軟銅より線（外径1.8mm）の導
体上にポリイミドフイルム（厚さ25μ）を1/4ラ
ツプで１枚重ね巻きしポリイミドフイルム（厚さ
25μ）、芳香族ポリアミド繊維混抄マイカシート
との貼合せテープ２枚、イミド塗料を塗布したガ
ラステープ１枚をそれぞれ1/5ラツプで重ね巻い
て厚さ0.9mmの絶縁体を設け、さらにイミド塗料
を塗布したガラス編組を絶縁保護被覆層（外径約
４mm）を外被とし、これを２心により合わせ、介
在ガラスロービングとガラステープのおさえを施
こし、ニツケルメツキ軟銅テープのおさえを施こ
し、ニツケルメツキ軟銅テープによるシールド
と、保護ガラステープを巻き、最後にステンレス
SUS編組の外被を施こして外径約11mmのケーブ
ルを製造した。
前記芳香族ポリアミド繊維混抄マイカシートの
特性は表−１のとおりである。
The present invention relates to a heat-resistant and radiation-resistant cable used in high-temperature, high-radiation areas. Nuclear power generation currently being carried out is based on light water reactors, which use 2 of the natural uranium.
Only about % are used. Therefore, due to the limited energy situation in the world, more effective utilization is desired. Fast breeder reactors and new converter reactors are currently being researched as ways to effectively utilize nuclear fuel. However, fast breeder reactors have a completely different environment than light water reactors. For example, the induced radioactivity is expected to reach 10 4 to 10 6 R/hour, and the temperature is expected to be 50 to 200°C or higher. In addition, it is thought that temperatures can reach as high as 400 degrees Celsius during abnormal times. For this reason, the design standards for cables used in such environments are (1) γ-ray dose of 3 x 10 10 rad, (2) temperature of 50 to 200 rad at all times.
℃ (approximately 400℃ during abnormality) conditions are set. Conventionally, the only cables that could be used under these conditions were MI cables, but these are expensive and lack flexibility, which poses a major hindrance to the installation work, and furthermore, they are susceptible to leakage of sodium that is expected to occur in the event of a nuclear reactor accident.
It was also not sufficient to deal with the problem of steam. Therefore, a composite material made of a combination of mica, glass, and polyimide for the insulator has been developed as a cable that solves these problems, but this has a cost problem because it uses a large amount of expensive polyimide. The present invention provides a cable that solves the conventional problems regarding heat resistance, radiation resistance, and flexibility, and this cable uses mica and aromatic polyamide fibers as insulators on the conductor. It is characterized by being made of a combination material of a mixed composite tape and a polyimide film. To explain this in more detail below, the insulator of the cable of the present invention is made by mixing mica, which is an inorganic material, and aromatic polyamide fiber, which is an organic material, and then heating and pressing it into a sheet shape with a thickness of about 0.15 mm. It is a combination material made by slitting a material into a tape shape to an appropriate width and polyimide tape, for example, by wrapping the latter on a conductor and the former on top of it. Polyimide film is generally sold under the trade name "Kapton" (DuPont) and has heat resistance and radiation resistance, but its alkali resistance is poor. A tape made of a mixture of 1 and 2 and a reinforcing backing material is used in combination. Mica has no problems in terms of heat resistance, radiation resistance, electrical insulation, and alkali resistance, and may be either hard or soft. As the aromatic polyamide fiber, Nomex (trade name of Dupont) cut into 1 mm to 50 cm is suitable, and the mixing ratio with mica is 2 to 50 cm.
It is in the range of 80%. Since this mixed tape has low strength, it is used in combination with a reinforcing backing material such as glass cloth or polyimide film. Moreover, since it is expensive, it is raised up by wrapping it with a glass tape or a glass tape impregnated with imide paint, and a glass braid is applied to the outermost layer of the insulator to identify the wire core. Desirably, a polyimide paint is further applied thereon. Glass tape generally contains a sizing agent such as starch, but there is a risk that it will decompose in the 200℃ range and generate gas, so it is recommended to use a glass tape that has been heat-cleaned beforehand and has low sizing properties. The composition of glass is often quartz glass, E
Glass (including alkali-free glass) or C glass (including alkali glass) is preferable. FIG. 1 illustrates the structure of the cable according to the present invention, and the conductor 1 is made of silver or nickel-plated copper wire to prevent oxidation due to high temperature use.
The insulator 2 is made of a combination material of a mixed tape of mica and aromatic polyamide fibers and a polyimide film bonded to a reinforcing backing material. A glass braid impregnated with a polyimide paint is applied thereto as a holding layer 2', but it is not necessarily necessary to impregnate it with the paint. 3 is a glass-based intervention, and a glass roving and a glass sleeve are used. It is preferable that the holding layers 4 and 6 of the glass tape are non-focusing. 5 is a silver or nickel-plated copper tape or copper wire braid, and 7 is the outermost sheath, and in order to maintain flexibility, a stainless steel braid is used. Note that in the event of a nuclear reactor accident, Na vapor may leak out, but if the outermost sheath is a stainless steel corrugated sheath, it is safe even under such circumstances. Example: One layer of polyimide film (thickness 25μ) is wrapped around a conductor of nickel-metsted soft copper stranded wire (outer diameter 1.8mm) with a 1/4 wrap.
25μ), two pieces of tape laminated with mica sheet mixed with aromatic polyamide fiber, and one piece of glass tape coated with imide paint, each wrapped in a 1/5 wrap to provide an insulator with a thickness of 0.9 mm, and then coated with imide paint. The coated glass braid is covered with an insulating protective coating layer (outer diameter approximately 4 mm), which is tied together with two cores, interposed with glass roving and glass tape, and nickel-metsuki annealed copper tape is applied. Shield with soft copper tape, wrap with protective glass tape, and finally with stainless steel
A cable with an outer diameter of approximately 11 mm was manufactured by applying a SUS braided outer jacket. The properties of the aromatic polyamide fiber mixed mica sheet are shown in Table 1.
【表】
前記ケーブルの特性は表−２のとおりである。【table】
The characteristics of the cable are shown in Table-2.
【表】
本発明によるケーブルはほとんどが不燃材料か
らなつているため、一般原子力発電所で要求され
るケーブルの難燃性すなわち、IEEE−383に定め
る垂直トレー燃焼試験には問題なく耐えることが
できる。しかも絶縁体として耐放射線性材料が使
用されているので、耐熱、耐放射線性ケーブルと
して十分な機能を発揮することができる。[Table] Since the cable according to the present invention is mostly made of non-combustible materials, it can withstand the flame retardancy of cables required in general nuclear power plants, that is, the vertical tray combustion test specified in IEEE-383, without any problems. . Furthermore, since a radiation-resistant material is used as the insulator, it can function satisfactorily as a heat-resistant and radiation-resistant cable.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明のケーブルの一例の断面図であ
る。
１……導体、２……絶縁体、２′……おさえ層、
３……ガラス系介在、４，６……おさえ巻層、５
……銅テープ編組、７……最外装。
FIG. 1 is a sectional view of an example of the cable of the present invention. 1... Conductor, 2... Insulator, 2'... Suppressing layer,
3... Glass-based intervention, 4, 6... Pressing winding layer, 5
...Copper tape braid, 7...Outermost covering.