專利名稱：核電站1e級(jí)k1類控制電纜及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電站IE級(jí)Kl類控制電纜及制作方法，屬于電纜技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來我國(guó)核電工業(yè)發(fā)展迅速，到2020年核電在總發(fā)電量中的比重將 從目前1.8%上升到4%，保守估計(jì)，核電站用1E級(jí)電纜每年平均將達(dá)40億 元，核電站用電纜市場(chǎng)前景廣闊。核電站用電纜品種與一般火力發(fā)電廠基本相同，但其材料組成、結(jié)構(gòu)和 試驗(yàn)項(xiàng)目則有較大的差異。核電站IE級(jí)Kl類電力電纜安裝在安全殼內(nèi)， 在地震荷載下和在正常事故情況下和/或在事故后能執(zhí)行其規(guī)定功能的電纜。 該類電纜要求通過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件試驗(yàn)，累積輻照劑量應(yīng)至少達(dá)到850kGy(千 格雷)。該類電纜由于運(yùn)行時(shí)會(huì)長(zhǎng)期受Y射線輻射、LOCA環(huán)境老化等惡劣 條件的影響故需要解決材料及生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵問題。本發(fā)明提出新一代核電 站IE級(jí)Kl類控制電纜及制作方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種核電站IE級(jí)Kl類控制電纜及制作方法。 核電站1E級(jí)K1類控制電纜主要特征在于電纜耐輻射性、耐惡劣環(huán)境、 無鹵低煙高阻燃性于一體，要解決這些難點(diǎn)，采用常規(guī)的聚烯烴材料是不行 通的。通過大量試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)合理的電纜結(jié)構(gòu)，采用特種的聚醚酰亞胺材 料，用于電纜的絕緣及護(hù)套加工，使電纜成品性能完全滿足核電站IE級(jí)KI
類電纜要求。綜上所述，核電站1E級(jí)Kl類控制電纜研發(fā)的主要難點(diǎn)在于電纜耐輻 射性、耐惡劣環(huán)境、無鹵低煙高阻燃性于一體，不是單純地只考慮某一項(xiàng)性 能指標(biāo)，這就大大地提高了產(chǎn)品研發(fā)的難度。首先本發(fā)明選用特種的聚醚酰 亞胺作為絕緣層材料，該材料具有以下優(yōu)良性能(1) 優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能，完全滿足低壓電纜的要求；(2) 優(yōu)良的耐輻射性能，耐輻射劑量為4000kGy，遠(yuǎn)高于核電站1E級(jí) Kl類電纜所需的850kGy;(3) 良好的阻燃性能，氧指數(shù)達(dá)48，遠(yuǎn)高于普通高阻燃材料的35;(4) 具有很好的低煙密度，環(huán)保性能完全滿足歐盟環(huán)保指令要求；(5) 具有良好的耐化學(xué)性能，能耐礦物油、酸堿、臭氧等化學(xué)物質(zhì)；(6) 具有耐高溫性能，工作溫度達(dá)13(TC 15(TC。 本發(fā)明提供的1E級(jí)Kl類控制電纜的特征在于(1) 導(dǎo)體采用GB/T3956規(guī)定的第1類或第2類導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以鍍錫或 不鍍錫兩種，導(dǎo)體表面光潔，無毛刺，劃痕。(2) 絕緣層采用聚醚酰亞胺絕緣料，保證絕緣線芯具有良好的耐輻射、 環(huán)保高阻燃和電氣絕緣性能。(3) 填充料采用無堿玻璃絲繩填充料，保證產(chǎn)品的高阻燃性和圓整性。(4) 包帶采用高阻燃包帶，起到扎緊和阻燃性能。(5) 外護(hù)套采用聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜具有很強(qiáng)的耐輻射性能， 同時(shí)具有較好的耐環(huán)境腐蝕性能及阻燃性能。普通的阻燃聚烯烴護(hù)套料雖然 阻燃性能可以滿足A類要求，但在進(jìn)行輻照試驗(yàn)后很容易開裂，不能滿足耐 環(huán)境試驗(yàn)要求，所以只有找到全新的聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜能有效地經(jīng) 受核電站長(zhǎng)期的核輻射能力。所選定的聚醚酰亞胺材料具有先天的適合核電站環(huán)境使用功能，因此， 在材料選定的基礎(chǔ)上，模索出該材料的加工工藝。經(jīng)過多次試驗(yàn)加工擠出， 得出合理的擠出加工工藝，具體工藝流程如圖2所示，工藝參數(shù)如下(1) 、在高溫?cái)D塑機(jī)加工，長(zhǎng)徑比170=25 30。(2) 、壓塑比2.1 2.7 : 1。(3) 、材料在使用前需干燥6小時(shí)，干燥溫度為U(TC。(4) 、導(dǎo)體需預(yù)熱預(yù)熱溫度控制在65°(: 95°(:。(5) 、各區(qū)段溫度控制范圍一區(qū)二區(qū)三區(qū)法蘭機(jī)頭280 290°C280 290°C290 300°C295 315°C300 320。C本發(fā)明提供的IE級(jí)Kl類控制電纜具有的優(yōu)點(diǎn)是(1) 聚醚酰亞胺絕緣層和材料具有高溫?cái)D出特點(diǎn)，加工前需加熱干燥6 小時(shí)，保證材料的加工性能，同時(shí)，還要控制好加工溫度，溫度控制在280 "C 320'C合理范圍，使材料的電氣絕緣性能、耐熱性、耐輻射性、機(jī)械強(qiáng) 度、耐應(yīng)力開裂、阻燃、耐化學(xué)腐蝕等性能能充分體現(xiàn)。其一般特性指標(biāo) 符合GB9330標(biāo)準(zhǔn)要求。(2) 核電站1級(jí)K1控制電纜特殊性能指標(biāo)熱壽命電纜使用壽命50年以上。輻照劑量、模擬LOCA-HELB性能累積輻照劑量不低于850kGy。(3) 電纜符合GB/T18380.3成束燃燒試驗(yàn)阻燃A類的要求，電纜絕緣 線芯符合GB/T18380.1單根垂直燃燒試驗(yàn)要求。(4) 電纜具有較好的抗震性能和彎曲性能。(5) 所述的1E級(jí)K1類控制電纜內(nèi)芯可以是2芯至61芯，分別為2、 3、 4、 5、 7、 8、 10、 12、 14、 16、 17、 24、 27、 30、 37、 44、 48、 52和61中的任意一種，電纜導(dǎo)體線芯的截面為圓形。依內(nèi)芯數(shù)量不同而不同， 一般 隨內(nèi)芯數(shù)量增多，絕緣層厚度減少，否則絕緣性難以保證。絕緣層和外護(hù)套 層的厚度均應(yīng)符合GB9330標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，太厚太薄均不希望的。


圖1為本發(fā)明提供的IE級(jí)Kl類控制電纜的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中l(wèi)-導(dǎo)體2-絕緣層3-填充料4-包帶層5-外護(hù)套層 圖2為本發(fā)明提供的1E級(jí)1類控制電纜工藝流程具體實(shí)施方式
如圖1所示以10芯K1類控制電纜為例。所述的控制電纜是由導(dǎo)體1、 絕緣層2、填充料3、包帶層4和外護(hù)套層5構(gòu)成，其中1、 每芯的導(dǎo)體采用GB/T3956規(guī)定的第1類或第2類導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以鍍 錫或不鍍錫兩種，導(dǎo)體表面光潔，無毛刺，劃痕；2、 每芯導(dǎo)體外面的絕緣層采用聚醚酰亞胺絕緣料，保證絕緣線芯具有 良好的耐輻射、環(huán)保高阻燃和電氣絕緣性能。3、 成纜時(shí)填充采用無堿玻璃絲繩作為填充料，保證產(chǎn)品的高阻燃性和 圓整性。包帶采用高阻燃包帶，起到扎緊和阻燃性能，將構(gòu)成電纜的帶有絕 緣層的導(dǎo)體包在其中；4、 外護(hù)套層也采用聚醚酰亞胺護(hù)套料，使電纜具有很強(qiáng)的耐輻射性能， 同時(shí)具有較好的耐環(huán)境腐蝕性能及阻燃性能，使電纜能有效地經(jīng)受核電站長(zhǎng) 期的核輻射能力。
權(quán)利要求
1、核電站1E級(jí)K1類控制電纜，由導(dǎo)體(1)、絕緣層(2)、填充料(3)、包帶(4)和外護(hù)套層(5)構(gòu)成，其特征在于(1)絕緣層材料為聚醚酰亞胺；(2)外護(hù)套層材料為聚醚酰亞胺；(3)內(nèi)芯為2芯至61芯，分別為2、3、4、5、7、8、10、12、14、16、17、24、27、30、37、44、48、52和61中的任意一種。
2、 按權(quán)利要求1所述的核電站1E級(jí)Kl類控制電纜，其特征在于絕緣 層和外護(hù)套層的厚度均應(yīng)符合GB9330標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
3、 按權(quán)利要求1所述的核電站1E級(jí)Kl類控制電纜，其特征在于導(dǎo)體 (1)采用GB/T3956規(guī)定的第1類或第2類的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
4、 按權(quán)利要求1或3所述的核電站1E級(jí)K1類控制電纜，其特征在于所述的導(dǎo)體鍍錫或不鍍錫。
5、 制作如權(quán)利要求1-4所述的核電站1E級(jí)Kl類控制電纜的方法，包 括拉絲、絞合、絕緣、火花、成纜、外護(hù)套，其特征在于具體工藝參數(shù)是(a) 導(dǎo)體預(yù)熱溫度為65-95。C;(b) 采用長(zhǎng)徑比L/D = 25-30的高溫?cái)D塑機(jī)加工，擠塑溫度控制在 280-320。C間；(c) 擠塑前作為絕緣層和外護(hù)套層襯材料的聚酰亞胺需經(jīng)ll(TC加熱干燥。
6、 按權(quán)利要求5所述的核電站1E級(jí)Kl類控制電纜的制作方法，其特 征在于擠塑時(shí)的壓塑比為2.1-2.7 : 1。
7、 按權(quán)利要求5所述的核電站1E級(jí)K1類控制電纜的制作方法，其特 征在于擠塑時(shí)每個(gè)區(qū)的溫度為 一區(qū)280 290。C; 二區(qū)280 290。C;三區(qū) 2卯 300。C;法蘭為295 315°C;機(jī)頭為300 320°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核電站1E級(jí)K1類控制電纜及制作方法，其特征在于(1)絕緣層材料為聚醚酰亞胺；(2)外護(hù)套層材料為聚醚酰亞胺；(3)內(nèi)芯為2芯至61芯，分別為2、3、4、5、7、8、10、12、14、16、17、24、27、30、37、44、48、52和61中的任意一種。所述電纜采用導(dǎo)體預(yù)熱，高溫?cái)D塑機(jī)加工擠塑溫度為280-320℃間，擠塑前作為絕緣層和外護(hù)套層的聚酰亞胺需經(jīng)110℃加熱干燥。提供的控制電纜使用壽命50年以上，累積輻射劑量不低于850KGY。
文檔編號(hào)H01B7/00GK101154480SQ200710045869
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者計(jì)初喜, 魯邦秀 申請(qǐng)人:上海亞龍工業(yè)(集團(tuán))有限公司