三代非能動核電站和緩環境ie級儀表電纜及生產方法
2023-05-30 09:25:21 2
三代非能動核電站和緩環境ie級儀表電纜及生產方法
【專利摘要】本發明提供一種三代非能動核電站和緩環境用IE級儀表電纜及生產方法，IE級儀表電纜具有無滷低煙阻燃、低毒、耐腐蝕、優異的電氣性能。三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜，包括多個線芯和一個以上填芯；線芯包括一根以上導體，每根導體外壁繞包有第一包帶，第一包帶外擠包內絕緣層和外絕緣層並繞包有第二包帶；線芯和填芯絞合成纜芯；纜芯由內至外依次設置有包帶層、填充層、內屏蔽層、外屏蔽層、繞包層和護套層。所述的IE級儀表電纜的生產方法，包括以下步驟：導體絞合-導體繞包-內絕緣層和外絕緣層擠包-內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理-絕緣繞包-線芯和填芯成纜-填充層擠包-屏蔽-護套層擠包-護套層輻照交聯處理。
【專利說明】三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜及生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電纜及生產方法，尤其涉及一種三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜及生產方法。
【背景技術】
[0002]二十一世紀，發展中國家人口和經濟的增長必將帶來能源需求的巨大增加，同時，提供了目前超過80%電力的燃料也逐步耗盡，並且環保要求對燃料的使用產生了很大的限制。從保護資源，改善環境質量以及能源的可靠供應，核能具備明顯的優勢。
[0003]在核電站特殊的使用環境下，作為核電站的配套電纜必須具有熱穩定性強、化學穩定好、抗輻射性能優異、耐老化性能優良、防潮、耐腐蝕、無滷低煙阻燃、使用壽命長等特點。現階段國內核電電纜高端產品依賴進口，只有部分產品能夠國產化。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種三代非能動核電站和緩環境用IE級儀表電纜及生產方法，IE級儀表電纜具有無滷低煙阻燃、低毒、耐腐蝕、優異的電氣性能、較強的耐輻射性能及使用壽命長等特點。
[0005]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜，包括多個線芯和一個以上填芯；線芯包括一根以上導體，每根導體外壁繞包有第一包帶，第一包帶外擠包內絕緣層和外絕緣層並繞包有第二包帶；線芯和填芯絞合成纜芯；纜芯由內至外依次設置有包帶層、填充層、內屏蔽層、外屏蔽層、繞包層和護套層。
[0006]進一步地，填芯包括加強芯，加強芯外擠包填充體,加強芯為芳綸紗線,填充體為無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成。
[0007]進一步地，填芯和線芯各為兩個，並關於中心對稱排列、且相互外切絞合成纜芯。
[0008]進一步地，導體為鍍錫銅絲絞合而成，或導體包括正極導體和負極導體，正極是鎳鉻合金絲，負極導體是鎳矽合金絲。
[0009]進一步地，內絕緣層由無滷低煙輻照交聯聚乙烯而成，外絕緣層無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成。
[0010]進一步地，內屏蔽層為鍍錫銅絲編織層，外屏蔽層為縱包的銅塑複合帶層。
[0011]進一步地，填充層採用聚烯烴隔氧層填充材料。
[0012]進一步地，第一包帶和第二包帶均為非吸溼性聚酯薄膜帶，包帶層由非吸溼性無滷低煙阻燃薄膜帶繞包而成，繞包層為無紡布繞包而成。
[0013]一種所述的IE級儀表電纜的生產方法，其特徵在於包括以下步驟:導體絞合-導體繞包-內絕緣層和外絕緣層擠包-內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理-絕緣繞包-線芯和填芯成纜-填充層擠包-屏蔽-護套層擠包-護套層輻照交聯處理；內絕緣層和外絕緣層厚度比為1:3，內絕緣擠出採用普通螺杆，外絕緣擠出採用低壓縮比螺杆，絕緣層擠出前，1mm2以下導體應預熱到90°C?100°C，絕緣材料應在60±5°C烘I?2個小時，擠出工序中，內絕緣層溫度控制在140?185°C之間，外絕緣層溫度控制在90?175°C之間，線芯採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用低壓縮比螺杆在擠出機組上用半擠管式模具擠出，材料擠出前應60±5°C預熱I?2小時，擠出工序中溫度控制90-155°C，擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用半擠管式擠出，且擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；內絕緣層和外絕緣層、護套層的熱延伸率 50%-100%。
[0014]本發明的有益效果是:
(1)本發明結構緊湊、穩定性好，護套層採用無滷低煙、耐輻照性交聯聚烯烴，耐輻照系能及機械性能優良，纜芯和填充體採用包帶層繞包，填充體和包帶層的熔融溫度高於電纜最高額定工作溫度，電纜整體強度好，電纜圓整度好，適用於較高環境溫度及散熱不良的工作環境；
(2)導體外壁採用內外雙層絕緣，提高了電纜絕緣性，保證了可靠的電性能，使用過程更穩定；
(3)線芯外繞包一層聚酯帶，聚酯帶本向具有耐高溫性能，在電纜進行模擬加速熱老化時，可有效防止線芯的粘連；線芯繞包聚酯帶後，可避免因線芯粘連造成的電纜電性能下降，也可有效提高電纜壽命，可從結構方面進一步保證電纜的60年使用壽命；
(4)內外屏蔽層增強了儀表電纜對外界的抗幹擾能力和信號傳輸的穩定性，抗輻射能力增強，鍍錫銅絲編織層屏蔽，增加了電纜的耐腐蝕性，提高了電纜的使用壽命，確保電纜具有很強的機械性能及抗電磁幹擾能力；
(5)無滷低煙輻照交聯聚乙烯內絕緣層耐高溫和老化，無滷低煙環保，保護線芯不受損傷、延長電纜使用壽命，無滷低煙輻照交聯聚烯烴外絕緣層具有優異的機械性能，耐輻照性倉泛
(6)採用輻照交聯無滷低煙聚烯烴護套料，材料經過輻照交聯後形成熱固性材料，保證電纜的使用壽命和耐Y射線的輻射性能。
[0015](7)內外絕緣層經過雙層共擠工藝加工，效率高、能耗低，避免了護套層和絕緣層間起層、起皺、脫膠和線芯與絕緣結合不緊的缺陷；
(8)生產步驟中內絕緣層和外絕緣層及護套層採用無滷低煙輻照交聯，不與水分接觸，進而減少了電纜因水分的摻入造成電性能問題的機率；通過高能電子束對內絕緣層和外絕緣層及護套層材料進行改性，高能射線破壞了使原來的線性C-H鍵，然後分子結構再進行重新組合，形成無規則的網狀分子結構，提高了材料的機械物理性能和耐溫性能，耐溫等級由70°C上升為90°C，，電性能也得到一定提高。
[0016]本發明電纜用壽命達到60年，同時電纜具有無滷、低煙、阻燃、低毒和較強的耐輻射性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明選定實施例的結構示意圖。
[0018]其中，1.導體，2.第一包帶，3.內絕緣層，4.外絕緣層，5.第二包帶，6.包帶層，7.填充層，8.內屏蔽層，9.外屏蔽層，10.繞包層，11.護套層，12.芳綸紗線，13.填充體。
【具體實施方式】
[0019]首先，應該指出的是，本節描述的僅僅是用於實施本發明的優選實施方式，在不改變本發明的原理的前提下，本領域技術人員能夠在這裡描述的技術方案做出改型，這些改型也將落入本發明的範圍內。
[0020]實施例1
參考附圖1，三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜，包括兩個線芯和兩個填芯；線芯包括一根導體I，每根導體I外壁繞包有第一包帶2，第一包帶2外擠包內絕緣層3和外絕緣層4並繞包有第二包帶5 ;填芯包括加強芯12，加強芯12外擠包填充體13，加強芯12為芳綸紗線，填充體16為無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成；填芯和線芯關於中心對稱排列、且相互外切絞合成纜芯，纜芯由內至外依次設置有包帶層6、填充層7、內屏蔽層8、外屏蔽層9、繞包層10和護套層11。
[0021]本實施例中，導體I為鍍錫銅絲絞合而成，導體I導電性能好，且導體I柔軟不易損壞。
[0022]本實施例中，內絕緣層3由無滷低煙輻照交聯聚乙烯而成，耐高溫和老化，無滷低煙環保，保護線芯不受損傷、延長了電纜使用壽命；外絕緣層4無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成，使電纜具有優異機械性能，耐輻照性能。
[0023]本實施例中，內屏蔽層8為鍍錫銅絲編織層，外屏蔽層9為縱包的銅塑複合帶層。銅塑複合帶層，屏蔽效率高，縱包屏蔽結構能夠發揮銅塑複合帶的最大功用，增強了控制電纜對外界的抗幹擾能力和信號傳輸的穩定性，使電纜屏蔽性能更加，抗輻射能力增強；鍍錫銅絲編織無方向性，屏蔽效果好，增加了電纜的耐腐蝕性，提高了電纜的使用壽命。
[0024]本實施例中，護套層11由無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成，使電纜具有優異機械性能，耐輻照性能。
[0025]本實施例中，第一包帶2和第二包帶5均為非吸溼性聚酯薄膜帶，包帶層6由非吸溼性無滷低煙阻燃薄膜帶繞包而成，繞包層10為無紡布繞包而成，非吸溼性聚酯薄膜帶性能能夠長期保持穩定，有效保證產品的絕緣電阻，且能夠阻擋金屬離子向外遷移，有利於推緩護套層11材料的熱老化過程；包帶層6由非吸溼性無滷低煙阻燃薄膜帶繞包而成，在電纜最高額定工作溫度下不會熔融的；繞包層10為無紡布繞包而成，防止纜芯在彎曲時鬆散或變形，以確保纜芯的圓整和緊密。
[0026]本實施例中，填充層採用聚烯烴隔氧層填充材料，保證了電纜的結構圓整，且具有良好的低煙、阻燃性能。
[0027]一種所述的IE級儀表電纜的生產方法，包括以下步驟:導體絞合-導體繞包-內絕緣層和外絕緣層擠包-內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理-絕緣繞包-線芯和填芯成纜-填充層擠包-屏蔽-護套層擠包-護套層輻照交聯處理；內絕緣層和外絕緣層厚度比為1:3，內絕緣擠出採用普通螺杆，外絕緣擠出採用低壓縮比螺杆，絕緣層擠出前，1mm2以下導體應預熱到90°C?100°C，絕緣材料應在60±5°C烘I?2個小時，擠出工序中，內絕緣層溫度控制在140?185°C之間，外絕緣層溫度控制在90?175°C之間，線芯採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用低壓縮比螺杆在擠出機組上用半擠管式模具擠出，材料擠出前應60±5°C預熱I?2小時，擠出工序中溫度控制90-155°C，擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用半擠管式擠出，且擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫。
[0028]本實施例中，內絕緣層和外絕緣層、護套層的熱延伸率50%_100%。
[0029]下面分步具體說明一下各個步驟:
導體絞合:
導體為絞合鍍錫銅材料，可以根據柔軟度要求、調整絞合單絲直徑和根數，保證導體結構穩定。
[0030]導體繞包:
導體繞包根據不同規格導體外徑選擇對應寬度的包帶進行繞包，繞包搭蓋率不小於
50%。
[0031]填芯
纜芯內還包括有填芯，填芯為兩個，且填芯的軸向軸線呈倒三角形布置；填芯與線芯相互外切絞合。內層選芳綸紗線做加強芯，外層選無滷低煙輻照交聯聚烯烴，內外結合組成填
-!-H
Λ ο
[0032]內絕緣層和外絕緣層擠包:
內絕緣層和外絕緣層採用雙層共擠。內絕緣層和外絕緣層厚度比為1:3，內絕緣擠出採用普通螺杆，外絕緣擠出採用低壓縮比螺杆，絕緣層擠出前，1mm2以下導體應預熱到90?100°C，絕緣材料應在60±5°C烘I?2個小時，線芯採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60V?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層8採用低壓縮比螺杆在擠出機組上用半擠管式模具出，材料擠出前應60±5°C預熱I?2小時，擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫。通過一次加工實現雙層共擠，生產過程中不需要反覆調節線芯偏心的環節，保證了絕緣厚度精確，同此一次擠出可以避免由於兩次擠出分開進行時內絕緣層表面受到汙染和損傷的問題，使內絕緣層和外絕緣層結合緊密，保證了內絕緣層和外絕緣層的同心度，提高產品質量，降低加工強度，雙層結構之間緊密性，使電纜的電氣性能更具有優勢。
[0033]內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理:
內絕緣層由無滷低煙輻照交聯聚乙烯而成，耐高溫、抗老化，保護線芯不受損傷；外絕緣層無齒低煙輻照交聯聚烯烴而成，具有無齒低煙阻燃環保特性；內絕緣層和外絕緣層熱延伸率50%-100%。
[0034]絕緣繞包:
為防止絕緣加速熱老化時粘連，絕緣外繞包一層非吸溼性聚酯薄膜帶，搭蓋率控制在15%-20%。
[0035]線芯和填芯成纜:
成纜用擠出管型填充條填充和非吸溼性無滷低煙阻燃薄膜帶繞包形成包帶層，包帶搭蓋率應小於20%。線芯和填芯成纜節徑比15-20，保證電纜圓整度。
[0036]屏蔽:屏蔽採用複合屏蔽結構；內屏蔽層8為鍍錫銅絲編織層，外屏蔽層9為縱包的銅塑複合帶層，銅塑複合帶縱包屏蔽應與鍍錫銅絲編織屏蔽同時生產，保證電纜使用時的安全性。
[0037]護套層擠包:
採用低壓縮比螺杆在擠出機組上用半擠管式模具擠出，材料擠出前應60±5°C預熱I~2小時，擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C~70°C，第二段冷卻水溫度為常溫。
[0038]護套層輻照交聯處理:
護套層由無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成，，熱延伸率50%-100%。
[0039]本發明電纜測試具有以下性能:
【權利要求】
1.一種三代非能動核電站和緩環境IE級儀表電纜，其特徵在於:包括多個線芯和一個以上填芯；線芯包括一根以上導體，每根導體外壁繞包有第一包帶，第一包帶外擠包內絕緣層和外絕緣層並繞包有第二包帶；線芯和填芯絞合成纜芯；纜芯由內至外依次設置有包帶層、填充層、內屏蔽層、外屏蔽層、繞包層和護套層。
2.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:填芯包括加強芯，加強芯外擠包填充體，加強芯為芳綸紗線，填充體為無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成。
3.根據權利要求2所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:填芯和線芯各為兩個，並關於中心對稱排列、且相互外切絞合成纜芯。
4.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:導體為鍍錫銅絲絞合而成。
5.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:導體包括正極導體和負極導體，正極是鎳鉻合金絲，負極導體是鎳矽合金絲。
6.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:內絕緣層由無滷低煙輻照交聯聚乙烯而成，外絕緣層無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成。
7.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:內屏蔽層為鍍錫銅絲編織層，外屏蔽層為縱包的銅塑複合帶層。
8.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:填充層採用聚烯烴隔氧層填充材料；護套層由無滷低煙輻照交聯聚烯烴而成。
9.根據權利要求1所述的IE級儀表電纜，其特徵在於:第一包帶和第二包帶均為非吸溼性聚酯薄膜帶，包帶層由非吸溼性無滷低煙阻燃薄膜帶繞包而成，繞包層為無紡布繞包--? 。
10.一種權利要求1至9所述的IE級儀表電纜的生產方法，其特徵在於包括以下步驟:導體絞合-導體繞包-內絕緣層和外絕緣層擠包-內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理-絕緣繞包-線芯和填芯成纜-填充層擠包-屏蔽-護套層擠包-護套層輻照交聯處理；內絕緣層和外絕緣層厚度比為1:3，內絕緣擠出採用普通螺杆，外絕緣擠出採用低壓縮比螺杆，絕緣層擠出前，1mm2以下導體應預熱到90°C?100°C，絕緣材料應在60±5°C烘I?2個小時，擠出工序中，內絕緣層溫度控制在140?185°C之間，外絕緣層溫度控制在90?175°C之間，線芯採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用低壓縮比螺杆在擠出機組上用半擠管式模具擠出，材料擠出前應60±5°C預熱I?2小時，擠出工序中溫度控制90-155°C，擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；護套層採用半擠管式擠出，且擠出後採用分段式冷卻，第一段冷卻水溫度60°C?70°C，第二段冷卻水溫度為常溫；內絕緣層和外絕緣層、護套層的熱延伸率50%-100%。
【文檔編號】H01B7/02GK104183322SQ201410424883
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】李廣傑, 潘茂龍, 宋懷旭, 李曉宇, 王清保 申請人:山東華凌電纜有限公司