CN103854781B - 一种耐高温1e型核电站用k3级电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，包括多个导体；每个导体包括位于中部的导线以及包覆在导线外部的绝缘层和单面金属塑料复合带，单面金属塑料复合带内设引流线，所述绝缘层采用ETFE材料制成；将多个导体绞合成缆芯，在所述缆芯外部包覆绕包层，在绕包层外部包覆双金属编织屏蔽层，在双金属编织屏蔽层外部包覆耐高温缠绕层、耐高温缠绕层外部包覆护套层，所述耐高温缠绕层采用碳纤维带缠绕而成，所述护套层采用ETFE材料制成。本发明提出了一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，其耐高温、防辐射性能好、使用寿命长，能够长期在核电站特殊环境下使用安全。

Description

一种耐高温1E型核电站用K3级电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐高温1E型核电站用K3级电缆。

背景技术

随着工业自动化水平不断提高，仪器仪表的不断发展，对仪器仪表的测温***提出了更高的要求、测温仪器仪表所处环境较为恶劣，这对补偿电缆的性能指标提出更高要求。

第三代核电技术为单堆布置两环路机组，设计寿命60年，主要安全***采用非能动设计，布置在安全壳内，安全壳为双层结构，外层为预应力混凝土，内层为钢板结构。由于核电站的特殊工作环境，对运行设备要求很高。目前常用的耐高温电缆一般采用高温塑料绝缘材料组合护套，耐温180℃左右，且存在使用寿命短、导电率低、抗氧化性能差、电气点接触易腐蚀，易老化等缺点，无法满足使用要求。核电站中使用的电缆在普通电缆的电气性能和机械性能的基础上，必须具备耐高温、抗辐射等性能以及优异的屏蔽效果。为此，需要一种耐高温性优异，屏蔽效果好，使用寿命长的1E型核电站用电缆。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，其耐高温、防辐射性能好、使用寿命长，能够长期在核电站特殊环境下使用安全。

本发明提出的一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，包括多个导体；每个导体包括位于中部的导线以及包覆在导线外部的绝缘层和单面金属塑料复合带，单面金属塑料复合带内设引流线，所述绝缘层采用ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）材料制成；将多个导体绞合成缆芯，在所述缆芯外部包覆绕包层，在绕包层外部包覆双金属编织屏蔽层，在双金属编织屏蔽层外部包覆耐高温缠绕层、耐高温缠绕层外部包覆护套层，所述耐高温缠绕层采用碳纤维带缠绕而成，所述护套层采用ETFE材料制成。

优选地，所述耐高温缠绕层内含各向异性的扁平石墨颗粒。

优选地，所述导线采用多根镀镍无氧铜丝绞合而成。

优选地，所述单面金属塑料复合带采用单面铝塑复合带或单面铜塑复合带，其中金属层面向内，塑料层面向外。

优选地，所述引流线采用镀锡铜丝。

优选地，所述双金属编织屏蔽层采用镀锡铜丝与细钢丝双金属编织层，其覆盖率大于90%。

本发明中，导体的绝缘层外包覆单面金属塑料复合带，金属层起到分屏蔽的作用，塑料层起到保护导体防潮防腐，同时防止金属层出现多点接地的现象；单面金属塑料复合层内设引流线，可保证电缆具有连续屏蔽效果，并有利于电缆进行接地处理；采用镀锡铜丝和钢丝双金属丝编织屏蔽层，镀锡铜丝保证了屏蔽效果，双金属材料增大了屏蔽电磁波的范围，与单面金属塑料复合带一起，尤其能够保证在核电站环境中对屏蔽性能的要求。在双金属丝编织屏蔽层外部包覆碳纤维带，大大增强电缆的耐高温能力；绝缘层和外护套采用ETFE材料制成，增强电缆的耐高温性和抗辐照性，更加适用于核电站环境。

在本发明的优选方案中，导线采用多股镀镍铜丝绞合而成，其在1000度以上高温不熔化，保证了导线在高温下的导电能力；在采用碳纤维带缠绕而成的耐高温缠绕层内含各向异性的扁平石墨颗粒，由此防止外界高温向缆芯辐射，同时包带吸收多余热量，减少热能，从而进一步提升电缆的耐高温能力；双金属编织屏蔽层采用镀锡铜丝与细钢丝金属编织而成，其覆盖率大于90%，镀锡铜丝保证了屏蔽层的屏蔽效果，并且钢丝的加入，增强了电缆的机械性能，易于在电缆挂置时承重缆芯。

附图说明

图1为本发明提出的一种耐高温1E型核电站用K3级电缆的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种耐高温1E型核电站用K3级电缆的结构示意图。

参照图1，本发明提出的一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，包括七个导体1。

每个导体1内部为采用多根镀镍无氧铜丝绞合而成的导线11，导线11外部包覆绝缘层12，该绝缘层12采用加强型ETFE材料制成。绝缘层12外部包覆单面铝塑复合带13，单面铝塑复合带13铝金属层面向内，塑料层面向外，并且内设镀锡铜丝引流线14。

将七个导体1绞合成缆芯，在缆芯外部包覆绕包层2，使缆芯被紧紧地包在一起，便于外部屏蔽层、护套层等的包覆。在绕包层2外部包覆镀锡铜丝和细钢丝编织而成的屏蔽层3，其覆盖率为95%。

在屏蔽层3外部包覆碳纤维带缠绕形成的耐高温缠绕层4，其中碳纤维带内含各向异性的扁平石墨颗粒，在耐高温缠绕层4外部包覆采用加强型ETFE材料制成的护套层5。

当电缆在核电站环境下工作时，采用多股镀镍铜丝绞合形成导线11，其在1000度以上高温不熔化，保证导线11在高温下的导电能力。并且，增加了碳纤维带缠绕而成的耐高温缠绕层4，进一步增强电缆的耐高温效果。该耐高温缠绕层4内含各向异性的扁平石墨颗粒，由此防止外界高温向缆芯辐射，同时包带吸收多余热量，减少热能，从而大幅度提升电缆的耐高温能力。绝缘层12和护套层5均采用加强型ETFE材料制成，这种材料具有优异的绝缘性能、耐老化性能、耐高温性能等优点，尤其适用于核电站环境下使用，实现电缆耐高温、抗辐照、使用寿命长的效果。

另一方面，在每个导线1外部都包覆单面铝塑复合带13，起到分屏蔽层的作用，其铝金属层起到屏蔽导体1之间的电磁干扰的作用，塑料层保护导体1防潮防腐，同时防止铝金属层出现多点接地的现象。在单面铝塑复合带13内设镀锡铜丝引流线14，可保证电缆具有连续屏蔽效果，并有利于电缆进行接地处理。并且，双金属丝编织屏蔽层3采用镀锡铜丝与细钢丝编织而成，其重量较铜带纵包重量轻，镀锡铜丝保证了屏蔽层3的屏蔽效果，双金属材料增大了屏蔽电磁波的范围，并且钢丝的加入，易于在电缆挂置时承重缆芯。此外，双金属编织屏蔽层3与单面铝塑复合带13一起实现双层屏蔽，保护缆芯不受外部电磁波影响。这使得电缆在核电站环境下工作时，更加适用，具有优异的屏蔽效果。

优选地，绝缘层12以及护套层5所采用的加强型ETFE材料按照质量份数包含下列组分：50-65份四氟乙烯单体、30-40份乙烯（纯度>99.9%）、10-15份稀土氧化物、10份聚合剂F141b7、5-7份无机过氧化物、2-3份碳纤维、2-3份玻璃纤维；具体地，60份四氟乙烯单体、40份乙烯（纯度>99.9%）、15份稀土氧化物、10份聚合剂F141b7、5份无机过氧化物、2份碳纤维、3份玻璃纤维。这种加强型ETFE材料具有温度范围宽、耐老化、绝缘性好的优点；加入稀土氧化物起到抗辐照的作用；碳纤维和玻璃纤维的加入增强了ETFE材料的机械强度。采用这种加强型ETFE材料，使电缆耐热、防腐、耐磨性好、具有抗辐照性能，采用这种材料的电缆尤其适合于长期在核电站的特殊环境中。

根据本实施例的耐高温1E型核电站用K3级电缆，经检测，其电压等级为0.6/1kV；耐压试验得到的结果为3.5/5kV/min；绝缘电阻≥5000MΩ.km；导体长期允许最高工作温度为260℃；绝缘强度最小中间值为30Mpa；使用寿命≥60年；电缆试样经150±2℃下，时间52天的热老化试验后，再经过总剂量为25×104GY的辐照试验后，试样在20D弯曲试验后不开裂。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐高温1E型核电站用K3级电缆，其特征在于，包括多个导体(1)；每个导体(1)包括位于中部的导线(11)以及包覆在导线(11)外部的绝缘层(12)和单面金属塑料复合带(13)，单面金属塑料复合带(13)内设引流线(14)，所述绝缘层(12)采用ETFE材料制成；将多个导体(1)绞合成缆芯，在所述缆芯外部包覆绕包层(2)，在绕包层(2)外部包覆双金属编织屏蔽层(3)，在双金属编织屏蔽层(3)外部包覆耐高温缠绕层(4)、耐高温缠绕层(4)外部包覆护套层(5)，所述耐高温缠绕层(4)采用碳纤维带缠绕而成，所述护套层(5)采用ETFE材料制成；所述单面金属塑料复合带(13)采用单面铝塑复合带或单面铜塑复合带，其中金属层面向内，塑料层面向外；所述ETFE材料按照质量份数包含下列原料：50-65份四氟乙烯单体、30-40份纯度>99.9％的乙烯、10-15份稀土氧化物、10份聚合级F141b、5-7份无机过氧化物、2-3份碳纤维、2-3份玻璃纤维。

2.根据权利要求1所述的耐高温1E型核电站用K3级电缆，其特征在于，所述耐高温缠绕层(4)内含扁平石墨颗粒。

3.根据权利要求1所述的耐高温1E型核电站用K3级电缆，其特征在于，所述导线(11)采用多根镀镍无氧铜丝绞合而成。

4.根据权利要求1所述的耐高温1E型核电站用K3级电缆，其特征在于，所述引流线(14)采用镀锡铜丝。

5.根据权利要求1所述的耐高温1E型核电站用K3级电缆，其特征在于，所述双金属编织屏蔽层(3)采用镀锡铜丝与细钢丝金属编织层，其覆盖率大于90％。