免费--核电站用lE级K3类电缆概说

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1、核电站用lE级K3类电缆概说上海电缆研究所张兆焕(2000/03/15)摘要   我国建造第一座核电站时，电缆几乎全部进口。现在国内已有能力生产安全壳外使用的电缆，但电缆标准还不很成熟。   本文粗浅描述了核电站概况，阐述了压水堆核电站用1E级K3类电缆的品种及其一般要求。此后对电缆绝缘的热老化寿命评定、中压电力电缆的电寿命安全性；电缆线芯的绝缘电阻、电缆的绝缘线芯单根燃烧试验等问题进行了探讨，提供企业编制标准作参考。   本文认为国外对核电站用电缆的要求也并不统一，需要深入研讨并掌握其实质，以便正确合理地制定我国的国家

2、标准。前言   核电站用电缆的性能参数、质量水平、制造技术和验收规则比一般电缆高很多。我国核电站的建造，在技术上受到法国、美国和俄罗斯的影响，对电缆要求也不完全统一。我国生产1E级K3类电缆已有一定经验，但有些电缆厂在试制电缆中也遇到一些问题，本文主要对压水堆核电站用1E能K3类电缆有关问题进行讨论，提供企业编制标准作参考。1E级K3类电缆的环境条件及敷设条件   关于1E级的定义----完成反应堆紧急停堆；安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安全壳的热导出；防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的

3、安全级。关于K3级的定义棗在安全壳外，在正常情况及地震荷载下能执行其功能的电气系统设备。至于1E级K1类电缆敷设安全壳内，性能要求更高，但应指出K1类电缆不包括反应堆内用的电线电缆。本文主要描述压水堆用1E级K3类电缆情况。   不同地区建造核电站，对电缆的环境条件有一定差异，以下为典型实例。1．电缆在安装期间和投入运行之前的环境条件   环境温度为-10～+40℃；大气压力为0.096～0.106MPa：最大相对湿度为100％；有水喷淋；含盐份空气；有大量灰尘。在上述规定环境条件下，电缆的性能和结构不会受到不可恢复的损

4、坏。当然不可忽视电缆应能长期经受日光直接照射，其外护套无损坏(例如表面开裂)，但允许护套颜色变化。我国曾有大批进口电缆在投入运行之前，在现场储存和安装期间，发生外护套严重开裂，分析其原因有三点：首先是护套用材料质量差；其次是护套挤出工艺不当；第三是实际最低环境温度下降到低于设计规范提出的最低温度。这种情况在进行电缆型式试验时不一定能发现，需要用特殊的冷、热冲击试验方法来考验和判定。这是值得引起重视的经验教训。2．反应堆安全壳外的使用环境条件   环境温度为-10～+55℃；大气压力为0.096～0.106MPa；来自热辐

5、射和热传导影响电缆的温升，最大高于环境温度15K；最大相对湿度为100％；有水喷淋；有含盐空气；存在灰尘；最大空气速度10m／s；截止频率的机械振动振幅为O一75μm，频率在10?000Hz的加速度0.2g，低于截止频率时表示位移恒定时的振幅，高于截止频率时表示加速度恒定时的振幅。实际上这样的振动对电缆无多大影响。反应堆安全壳外的使用环境条件比地区环境条件稍严，在这样的条件下，不管电缆是否使用，寿命应大于核电站设计寿命。3．电缆的敷设条件   电缆敷设在户内或户外，在户外敷设时应避免日光直接照射，但实际上不可能完全无日光

6、照射，所以电缆护套的耐光性能也需适当注意。    电缆架空敷设情况有3种：    a)电缆用线夹固定在墙上，    b)电缆敷设在水平的连续或断续的电缆托架上；    c)电缆被夹在垂直的电缆托架上。    当电缆在非通风用的管道内或埋设于混凝土结构中的导管内敷设。此时电缆受到必要的牵拉，其要求为：   a)电缆应能承受拉10m电缆的重量所产生的牵拉力；   b)与粗糙地面的摩擦力；   c)弯曲半径不小于12倍电缆外径时内弯曲应力(低压电力电缆为16倍)。  从敷设经验来看，在正常操作敷设电缆的情况下，电缆可以满足上述

7、的牵拉要求。1E级K3类电缆常用品种   电缆常用品种有：6／10kV电力电缆，0.6／1kV电力电缆，0.6／1kV控制电缆，300／500V仪表电缆，300／500V热偶补偿电缆共5种。其中6／10kV级电力电缆的连接系统为中压配电盘之间；中压配电盘与电动机之间；中压配电盘与6000／400V变压器之间。因此电缆的额定运行电压为6kV，但技术规范书却以6／10kV等级来考虑，留有一定的安全余度。   电力电缆和控制电缆在正常运行状态下，长期导体温度θ≤90℃，在事故运行状态下，导体温度θ≤250℃，时间不超过4s。 

8、  设计规范对6／10kV电力电缆要求用无卤阻燃交联聚乙烯或无卤阻燃乙丙橡胶绝缘，这与规范本身试验要求的规定有矛盾，所以实际采用的还是传统的非阻燃交联聚乙烯或乙丙橡胶绝缘料。由于乙丙橡胶较软，用户比较倾向于用乙丙橡胶绝缘。护套可用热塑型或交联型无卤低烟阻燃材料，无疑后者有显著的优越性，但工艺较麻烦，价格也较贵。电缆总