核電站K3類中壓電力電纜監(jiān)造實(shí)踐

吳春紅　王巧云　戴永拓　佘榮　董鉑　汪盛昌　曹玉呈　徐勇

摘要： 1E 級(jí) K3 級(jí)核電站類中壓電力電纜，由電纜芯和外芯組成。電纜芯是分為兩部分的復(fù)合芯，它有導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層，外 保護(hù)層由無(wú)鹵阻燃橡膠護(hù)套材料經(jīng)橡膠和硫磺擠壓而成。該應(yīng)用模型的有益效果如下：具有耐火、耐腐蝕、耐輻射、抗老化等性能。并且在第三代核電站 領(lǐng)域使用時(shí)非常安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞： 1E 級(jí) K3 類電纜;實(shí)踐

引言

核電站用電線的參數(shù)、質(zhì)量水平、生產(chǎn)工藝和使用規(guī)則都遠(yuǎn)高于常規(guī) 電線。我國(guó)核電站建設(shè)受法國(guó)、美國(guó)和俄羅斯的影響， 電纜要求沒(méi)有完全 整合。在國(guó)內(nèi)有一些生產(chǎn) 1E 級(jí) K3 類電纜的經(jīng)驗(yàn)， 但是一些電纜廠在生產(chǎn) 電纜生產(chǎn)中遇到了一些問(wèn)題。本文針對(duì)壓水堆核電站 1E 級(jí) K3 級(jí)核電站的 相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了特別討論。

1.1E 級(jí) K3 類電纜的環(huán)境條件及敷設(shè)條件

關(guān)于 1E 級(jí)反應(yīng)堆緊急關(guān)閉的定義; 內(nèi)容關(guān)閉、緊急基本冷卻、響應(yīng)溫 度傳感器、響應(yīng)內(nèi)容移除;電氣系統(tǒng)設(shè)備的安全，以防止放射性物質(zhì)從環(huán) 境等中排放。K3 標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非內(nèi)容電氣系統(tǒng)， 可以在正常條件下和地震載 荷下執(zhí)行其功能。關(guān)于將 K11E 類電纜安裝在保護(hù)袋中，操作要求較高， 但需要注意的是，K1 電纜不包括電抗器中使用的電纜。

各個(gè)地區(qū)的核電站建設(shè)的自然環(huán)境有所不同， 以下是一些常見(jiàn)的例子。

1.1 電纜在安裝期間和投入運(yùn)行之前的環(huán)境條件

高溫-10～+40℃，大氣壓 0.096～0。106MPa：相對(duì)于 100%的濕度， 有水噴，鹽分空氣，高塵。在上述自然條件下，電纜的特性和結(jié)構(gòu)不會(huì)受 到無(wú)法修復(fù)的損壞。當(dāng)然，不能忽視電纜必須長(zhǎng)時(shí)間承受陽(yáng)光直射而不損 壞外脊（例如，表面開裂）的事實(shí)， 但檢查的顏色可能會(huì)發(fā)生變化。我國(guó) 大量進(jìn)口電纜在運(yùn)往中國(guó)前，在現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存和安裝過(guò)程中，外袋出現(xiàn)較大裂 紋。造成這種情況的原因分析為三方面：一是外殼材料質(zhì)量差;第二是不 正確的外殼去除過(guò)程;第三，低于設(shè)計(jì)定義中規(guī)定的最低溫度。在電線測(cè) 試期間可能不會(huì)發(fā)現(xiàn)這種情況，并且需要進(jìn)行某些冷熱沖擊測(cè)試以進(jìn)行確 認(rèn)和測(cè)試。

1.2 反應(yīng)堆安全殼外的使用環(huán)境條件

溫度 10±55℃， 大氣壓 0.096～0.16MPa， 電纜溫升受輻射和散熱影響， 最高溫度比當(dāng)前溫度高 15K; 100%密切相關(guān)的水分;噴水;有鹽分空氣;? 有灰塵;最大風(fēng)速為 10m/s;截止頻率設(shè)備的振動(dòng)頻率為 0～75μm， 10，000Hz 的頻率為 0.2g，幅度小于恒定偏置的截止頻率。當(dāng)頻率高于截止頻率時(shí)，意味著振動(dòng)總是更快。事實(shí)上，這種振動(dòng)對(duì)電纜的影響很小，反應(yīng)堆容器 外的操作條件比自然區(qū)域條件要強(qiáng)一些。在這種情況下，無(wú)論是否使用電纜，其使用壽命都應(yīng)比核電站設(shè)計(jì)的壽命更長(zhǎng)。

1.3 電纜的敷設(shè)條件

電纜安裝在內(nèi)部或外部。如果把它放在外面，應(yīng)該避免適當(dāng)?shù)年?yáng)光， 但不能完全避免陽(yáng)光。架空線分為三種類型：

a）電纜用夾子固定在墻上，

b）電纜放置在堅(jiān)固或互鎖的電纜橋架上;

c）將電纜固定在直托盤上。

在不通風(fēng)的管道中鋪設(shè)電線或埋在混凝土建筑物中的管道時(shí)。在此期間，需要對(duì)電纜進(jìn)行拉伸，對(duì)其提出以下要求：

a）電纜必須能承受?10?米電纜重量產(chǎn)生的重力;

b）地面的摩擦力;

c） 半徑彎曲至少為電纜外徑的 12 倍（低功率電纜的 16 倍） 時(shí)的內(nèi)部 彎曲壓力。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電纜在正常運(yùn)行時(shí)可能滿足上述拉力要求。

2.1E?級(jí)?K3?類電纜的一般性能指標(biāo)

2.1 導(dǎo)體

除補(bǔ)償外，其他電纜的導(dǎo)體為銅線或帶銅鐵絲，導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和特性符? 合 GB3953（圓線銅線）、GB4910（圓鍍錫銅線）、GB3957（銅、鋁導(dǎo)電芯）、 GB3956（電氣布線和銅鋁導(dǎo)電銅電纜） 兼容標(biāo)準(zhǔn)提供。用于補(bǔ)償電纜芯的? 混合電纜必須符合 GB/T4990 的要求。

2.2 絕緣

分類材料有交聯(lián)聚乙烯、由聚烯烴組成的阻燃劑、阻燃熱塑性聚烯烴、 乙丙橡膠和阻燃乙丙橡膠等。以下是各種材料的基本結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性? 質(zhì)。

（1）老化前抗張強(qiáng)度（To）和斷裂伸長(zhǎng)率（Eo）

核電站建設(shè)規(guī)則的原文沒(méi)有準(zhǔn)確反映上述要求。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，斷裂

（2）空氣老化后的抗張強(qiáng)度變化率（ΔT）和斷裂伸長(zhǎng)率變化率（ΔE）

伸長(zhǎng)率應(yīng)為 120%與阻燃熱塑性聚烯烴連接的火焰燃料。

（3）各種阻燃絕緣料燃燒時(shí)逸出氣體分析應(yīng)符合：

最大 HCl 含量為 5 毫克/克;最小 pH 值為 4.3;最大電導(dǎo)率為 10μS/mm。??? 1

2.3 中壓電力電纜用屏蔽

導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽料與一般電力電纜的大致指標(biāo)相同，見(jiàn)表 1

以上指標(biāo)均在材料模壓試片上講行試驗(yàn)。

2.4 護(hù)套

護(hù)套包含使用無(wú)鹵、低煙阻燃劑的材料，可以根據(jù)需要進(jìn)行熱塑性或 粘合，參見(jiàn)表 2。

*電源線的基本要求和老化后的指標(biāo)在括號(hào)中表示。

2.4 其他性能

從成品上切下的其他嵌件和護(hù)套樣品，如熱延伸、高壓、降溫、抗斷 裂、低溫彎曲、低溫硬度、低溫暴露、附加成品測(cè)試（例如成品的熱測(cè)試 類別），它們中的大多數(shù)與常規(guī)電纜相似，因此此處未顯示。

2.5 關(guān)于低壓電纜的絕緣結(jié)構(gòu)問(wèn)題

工作溫度、短路溫度、熱源測(cè)試、抗剛度、溫度特性和電纜外徑都受 到限制， 因此在安裝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。規(guī)定是電纜可以是單層或雙分裂， 按照目前針對(duì)不同業(yè)務(wù)制定的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，單層難以完全滿足指標(biāo)，但是雙 層可以滿足條件，但過(guò)程非常復(fù)雜，電纜應(yīng)承受 250°C4 秒，所以雙層絕 緣的內(nèi)層應(yīng)為無(wú)填充的交聯(lián)聚乙烯， 外層可為交聯(lián)聚乙烯或熱塑性阻燃聚 烯烴。內(nèi)、外層絕緣層的厚度不能相差太大，粘合緊密，不分層。如果內(nèi)? 層的尺寸太小，則不能認(rèn)為是密封層，實(shí)際上是隔離層。為此，隔離層的? 厚度不應(yīng)視為安裝的最大尺寸。

3.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)核電站生產(chǎn)的速度大約是一年投資一次， 1E 級(jí)和 K3 級(jí)的總需求量不是很高。如果電纜行業(yè)在短期內(nèi)造成熱點(diǎn)，它不會(huì)實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展，而 是會(huì)為更低的價(jià)格和更低的質(zhì)量創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)應(yīng)強(qiáng)調(diào)核電站中使用的優(yōu) 質(zhì)電纜的重要性， 不應(yīng)忽視 K3 類電纜的輻射， 除非它們被包含在內(nèi)。 目前， 我的 1E 類和 K3 類電纜可以獨(dú)立使用， 價(jià)格比同類進(jìn)口產(chǎn)品略低。我國(guó)尚 無(wú) LOCA 試驗(yàn)條件，在 1E 級(jí) K1 類電纜的末端沒(méi)有進(jìn)行一個(gè)完整的 LOCA 測(cè)試，這有待于今后的發(fā)展。

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