核級電纜的種類和性能分析

核級電纜，種類、數(shù)量繁多。據(jù)估算，一座百萬千瓦級的核電機(jī)組，所需各類電纜，型號有100余種，總長近200萬米，價值約1億元左右。如果按用途劃分，有電力電纜，控制電纜，測量電纜，通信電纜，防火電纜(硅絕緣電纜)等五大類。它們不僅應(yīng)具有普通電纜的一般特性，還要具有低煙、無鹵、阻燃等特性，并要具有特定的耐環(huán)境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國內(nèi)盡管有專門研發(fā)和生產(chǎn)核級電纜的電纜企業(yè)，但是真正能夠生產(chǎn)出yōu秀的核級電纜的企業(yè)還在少數(shù)。

核級電纜特殊性能的要求，使得核級電纜與一般工業(yè)用電纜相比，zuì大的不同在于核電站用電纜材料的性能要求低煙無鹵阻燃性普通的低壓阻燃電纜一般以PVC等含氯聚合物作絕緣和護(hù)套。

核級電纜的絕緣和護(hù)套材料，必須采用低煙、無dú、無腐蝕性的的無鹵阻燃電纜料，如熱塑阻燃無鹵素或交聯(lián)阻燃無鹵素材料，才能滿足特殊的核ān全要求。無鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時，燃燒釋放的煙霧量很低，不帶毒性及腐蝕性，其阻燃成分可有效發(fā)揮阻燃作用，不會使電纜成為火焰蔓延的通道。

無鹵電纜采用不含鹵素的聚合物作為基料，在燃燒時不會產(chǎn)生酸性氣體，因而其毒性及腐蝕性大大低于普通PVC電纜。

阻燃性無鹵阻燃電纜的阻燃機(jī)理

在不含鹵素的聚合物中加人大量的*或*等填充劑，它們在電纜燃燒時釋放結(jié)晶水，吸收大量熱量，從而抑制聚合物溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。另外，脫水分解產(chǎn)生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚合物的阻燃性，通常用氧指數(shù)法來評定，它表示試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌衔镏腥紵龝r所需要的zuì低含氧量，指數(shù)越大，表示可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(OI)至少為28才具有不燃特性。

耐火特性

當(dāng)人們要求電纜線路在發(fā)生火災(zāi)時能繼續(xù)發(fā)揮作用，并且當(dāng)電纜由于使用上的需要架設(shè)在高危區(qū)域的線路上時，電纜必須具備耐火性能。一旦遇上火警，此種耐火電纜仍能在一定時間內(nèi)繼續(xù)ān全運(yùn)行，為人員及設(shè)備的搶救提供電能。核電纜的耐火性能按使用要求不同，分一般耐火性能要求和特殊耐火性能要求。特殊耐火性能要求為：在對電纜撞擊條件下進(jìn)行1000% ，5min燃燒試驗(yàn)，火焰熄滅后繼續(xù)撞擊5min，同時用規(guī)定壓力的高壓水沖電纜，要求在整個試驗(yàn)過程中電纜能保持繼續(xù)通電。

美國1974年制訂IEEE383電纜標(biāo)準(zhǔn)后，年發(fā)生核電廠電纜著火延燃事故，促使人們重視難燃性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性問題。對于核島用電纜成品，達(dá)到無鹵/低煙/阻燃，即要求電纜成品能通過IEC332-3成束燃燒試驗(yàn)，燃燒煙濃度達(dá)到IEC1034-2的技術(shù)要求，燃燒腐蝕性氣體達(dá)到IEC754-2規(guī)定的*值的要求，絕緣線芯通過IPCEAS-19-81規(guī)定的單根垂直燃燒試驗(yàn)。HYAT53通信電纜10*2*0.5

耐環(huán)境性

核級電纜用材料必須具有核電站固有工作環(huán)境所要求的耐環(huán)境性，即耐熱性、耐輻照性、耐LOCA性。

耐熱性

由于核級電纜常在高溫環(huán)境下工作，因此需要它們具有*耐熱使用性能，要選用耐熱性滿足要求的聚合物，并可讓電纜具有四十年以上的使用壽命。

耐輻照性

緩和環(huán)境，嚴(yán)酷環(huán)境核級電纜受到大量射線時，會使絕緣和護(hù)套材料變脆，機(jī)械性能變差。因此，作為核電站電纜用的絕緣和護(hù)套材料，必須具有優(yōu)良的耐輻照性。

各種不同的高聚物，其耐輻照性能不同。人們通常在高聚物里添加抗輻照劑，改進(jìn)其耐輻照性能。有關(guān)電纜的耐L0CA性，不同核電站的要求也不相同。

綜上所述，核級電纜除要具有普通電纜所具有的性能之外，還要具有無鹵、低煙、阻燃的特性，并滿足根據(jù)其在敷設(shè)區(qū)域的正常和事故環(huán)境下完成ān全功能所必需的性能要求，也就是須滿足耐地震、耐正常和事故工況的--射線照射、耐LOCA/HELB事故工況的環(huán)境、工作溫度下具有電站設(shè)計(jì)壽期內(nèi)的使用壽命等需求。

另外，核級電纜的使用壽命，原來的設(shè)計(jì)指標(biāo)是40年以上，下一代核電站要求達(dá)到60年，因此，原來的設(shè)計(jì)是否能滿足使用要求，尚有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。如何延長電纜的使用壽命，已成為重要的研究課題。

低煙無鹵阻燃核電纜，是一種性能水平高、制造難度大的特種電纜，即使是進(jìn)口產(chǎn)品，在應(yīng)用過程中也暴露出了不少問題，有的甚至是很嚴(yán)重的問題。如何處理解決好這些問題是不能回避的。是否可以考慮采用低煙低鹵阻燃材料來生產(chǎn)核電站的特種電纜，這是電纜行業(yè)工作者可以探討的一個想法。這樣做，可以降低電纜材料的配方設(shè)計(jì)難度，可以使生產(chǎn)工藝較易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量會更可靠，在實(shí)際應(yīng)用上也會更ān全。

核級電纜是性能水平高、制造技術(shù)難度大的電纜品種，目前生產(chǎn)技術(shù)上并未*成熟，有待于更深入的探討研究。

電力工程中電纜敷設(shè)知識小結(jié)

供電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量、ān全性和可靠性不僅與電線電纜本身質(zhì)量有關(guān)，還與電纜附件和線路的施工質(zhì)量有關(guān)。

　　1.電纜的敷設(shè)方式

　　電纜的敷設(shè)方式有以下幾種:直埋敷設(shè)、穿管敷設(shè)、淺槽敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、電纜隧道敷設(shè)、架空敷設(shè)幾種方式都有優(yōu)缺點(diǎn),一般要考慮城市發(fā)展規(guī)劃,現(xiàn)有建筑物的密度電纜線路長度敷設(shè)條數(shù)及其周圍環(huán)境的影響等。從技術(shù)上比較,電纜隧道方式和電纜溝敷設(shè)方式便于電纜的施工、維護(hù)和檢修。在一些發(fā)達(dá)國家城市中,城市規(guī)劃建設(shè)時,已考慮公用隧道。實(shí)踐證明公用隧道運(yùn)行效果良好,大大降低了重復(fù)投資次數(shù)和反復(fù)開挖路面的現(xiàn)象,但初期投資巨大,建筑材料耗資金,在國內(nèi),由于各種因素的限制,這種敷設(shè)方式是極少的。相比而言,直埋敷設(shè)和淺槽敷設(shè)則是屬于經(jīng)濟(jì)型的敷設(shè)方式,直埋電纜是zuì經(jīng)濟(jì)而廣泛系用電敷設(shè)方式,它運(yùn)用于郊區(qū)和車輛通行不太頻繁的地方。但不利于電纜的維護(hù)和檢修,一旦遇到電纜故障,即使使用測試儀測出故障點(diǎn),也要重新挖開電纜溝,極不方便。因此電纜敷設(shè)方式的選擇,要結(jié)合實(shí)際情況,根據(jù)工程條件、環(huán)境特點(diǎn)、電纜型號和數(shù)量等因素,用發(fā)展的眼光,按照滿足運(yùn)行可靠性、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則確定。

　　2.電纜的選型

　　常用的電力電纜有油浸電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、交聯(lián)聚乙烯電纜等,根據(jù)使用場合的不同,又延伸為不同種類的特種電纜。目前,隨著生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷提高,交聯(lián)聚乙烯電纜已成為使用zuì廣的電纜產(chǎn)品,在電纜選型時,應(yīng)根據(jù)使用的不同環(huán)境和條件,結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇,盡量減少穿越各種管邊鐵路,公路和通訊電纜;如采用直埋和淺槽敷設(shè)方式時,應(yīng)考慮使用加鋼鎧的電纜。

　　3.電纜截面積的選擇

　　電纜截面積的選擇,關(guān)系到投資多少、線路的損耗和電壓質(zhì)量、電纜的使用壽命等。如選用截面積偏小,會導(dǎo)致電壓質(zhì)量下降、線路損耗過大,則會使初期投資太高。因此應(yīng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果,發(fā)展規(guī)劃,選擇合適的截面積,使電力電纜滿足zuì大工作電流下的纜芯溫度要求和電壓降要求,zuì大短路電流作用下的熱穩(wěn)定要求。由于負(fù)荷預(yù)測工作難度性高、準(zhǔn)確性較低,因此,選擇電纜截面積時,還要滿足《城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)則》和《城市電力網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則》要求。

　　在三相四線制低壓電網(wǎng)選用電力電纜時,還要考慮零線截面積的選擇,在公用低壓網(wǎng)絡(luò)中,由于受用戶因素影響較大,三相負(fù)荷平衡難以控制,為改善電壓質(zhì)量,降低線損,零線截面積應(yīng)與相線截面積相同。

　　4.關(guān)于電纜網(wǎng)絡(luò)及電纜網(wǎng)絡(luò)自動化

　　隨著電力電纜在配電網(wǎng)中的不斷推廣與使用,配電網(wǎng)可分為電纜網(wǎng)絡(luò)和架空網(wǎng)絡(luò)(含架空、電纜混合網(wǎng)絡(luò))?！蛾P(guān)于<城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)則>的實(shí)施情況及補(bǔ)充意見》也對電纜配電網(wǎng)絡(luò)自動化提出了具體要求。因此,在配電網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)采用電纜網(wǎng)絡(luò)時,應(yīng)按照配電自動化的要求,采用新技術(shù)、新設(shè)備,有條件的要考慮自動化試點(diǎn)工作,條件不成熟的也要在配套設(shè)備選型時,考慮有充分余地,為實(shí)現(xiàn)自動化方案打下基礎(chǔ)。

HYAT53通信電纜10*2*0.5　　5.電力電纜施工中應(yīng)注意的問題

　　1、是大電流電力電纜引發(fā)的渦流問題

　　電力電纜在施工中,有采用鋼支架的,有采用鋼質(zhì)保護(hù)管的,有采用電纜卡與架空敷設(shè)的,凡是在電力電纜周圍形成鋼(鐵)性閉合回路的,均有可能形成渦流,特別是在大電流電力電纜系統(tǒng)中,渦流更大。在電力電纜施工時,必須采取措施,使電纜周圍不能形成鋼(鐵)性閉合回路,防止電纜引起渦流現(xiàn)象發(fā)生。

　　2、是電力電纜的轉(zhuǎn)彎引起的機(jī)械性損傷問題

　　由于電力電纜外徑較大,運(yùn)輸、敷設(shè)較為困難,電力電纜對轉(zhuǎn)彎半徑的要求也比較嚴(yán)格。電力電纜在施工中,如果轉(zhuǎn)彎角度過大,可能使導(dǎo)體內(nèi)部受到機(jī)械損傷,而機(jī)械損傷因被電纜絕緣強(qiáng)度下降,直到出現(xiàn)故障,施工中發(fā)現(xiàn)一次電纜頭故障,在電纜頭制作時,三根電纜頭長度*,與設(shè)備連接時由于受地形限制,中相電纜頭偏長而成為拱形,電纜頭根部受損放電。后采取措施,在設(shè)備的連接,適當(dāng)縮短中相電纜頭連接長度,使三相電纜頭均不受外力,實(shí)踐證明運(yùn)行效果良好。由此可見,電纜施工過程中,要盡可能減少電纜受到的扭力,在電纜轉(zhuǎn)彎和裕留電纜時,讓電纜處于自然彎曲,杜絕內(nèi)部機(jī)械損傷現(xiàn)象。

　　3、是電力纜防潮問題

　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,中、低壓電力電纜故障大部分為電纜中間接頭和終端頭故障,而中間接頭和終端頭故障則大部分是因密封不良,潮氣侵入而造成絕緣強(qiáng)度下降,而中、低壓電力電纜網(wǎng)多采用樹枝狀供電方式,電纜終端頭數(shù)量較多,因此把好電纜終端頭和中間接頭堵漏密封關(guān)是保證電纜ān全可靠運(yùn)行的重要措施之一。

　　4、是中、低壓電力電纜接地問題

　　在公用中、低壓電力電纜網(wǎng)上,由于三相負(fù)荷不是相等的,因此,如果采用有金屬護(hù)層的電纜,必須考慮金屬護(hù)層的接地問題,并保證在金屬護(hù)層的任一點(diǎn)非接地處的正常感應(yīng)電壓不得大于100V。我們認(rèn)為,在中、低壓電纜網(wǎng)中,所有電纜接頭處均應(yīng)設(shè)置接地極(網(wǎng)),并使金屬護(hù)層可靠接地。