一种K3类耐火电缆及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种K3类耐火电缆及其制备工艺，属于核级电缆技术领域，其从内到外依次包括缆芯、耐火成缆绕包层、金属屏蔽层以及外护套；缆芯由绝缘线芯成缆而成，且绝缘线芯之间的间隙填充有低烟无卤阻燃填充条；绝缘线芯由内到外依次包括导体、耐火绝缘层、内绝缘层和外绝缘层；导体由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成；耐火绝缘层由合成云母带采用双层重叠绕包而成；内绝缘层和外绝缘层采用双层共挤挤包于耐火绝缘层上；耐火成缆绕包层由耐火玻纤带绕包而成；外护套由低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤包而成。该K3类耐火电缆具有良好的绝缘特性、机械特性、耐火特性、耐老化特性以及低烟无卤阻燃特性等，可以良好地适用于第三代核电站的应用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核级电缆
，具体而言，涉及一种K3类耐火电缆及其制备工艺。
技术介绍
目前，我国核电站建设已经进入快速发展时期，预计到2020年底，我国运行和在建的核电机组将达到100套左右。较传统能源而言，核电是一种经济的、清洁的能源，但核电站半个多世纪的发展历史中出现的核电事故时刻提醒人们，核电站的安全问题至关重要。世界各国对核电站采取的严密的安全措施，对核电站“血管”和“神经”的各种线缆的严格要求便是其中之一。核电站用电缆分为非安全级电缆和核电站用1E级电缆，1E级电缆即核电站核岛厂房1E级回路用电缆，其常用的品种有：6/10kV中压电力电缆、0.6/1kV低压电力电缆、0.6/1kV低压控制电缆和300/500V仪表及热电偶补偿电缆等。我国参考IEEE383/323-2003和RCC-E等标准，制定和颁布了GB22577-2008《核电站用1E级电缆通用要求》，其后续相关标准正在制定中。GB22577-2008《核电站用1E级电缆通用要求》也将核电站用1E级电缆分为三类：K1类电缆——安装在安全壳内，通过K1类质量鉴定程序验证其具备正常环境条件、地震载荷下以及在事故环境下和(或)事故后能完成其规定功能的电缆；K2类电缆——安装在安全壳内或者安全壳外对辐射有要求的场合，通过K2类质量鉴定程序验证其具备正常环境条件下和地震载荷下能完成其规定功能的电缆；K3类电缆——安装在安全壳外，通过K3类质量鉴定程序验证其具备正常环境条件下和地震载荷下，以及在对一些设备项规定的事故条件下能完成其规定功能的电缆。与K1、K2类电缆相比，K3类电缆应用范围广泛、用量大，占据了1E级电缆的大部分订单。目前我国已投产的核电站基本上是第二代核电站，对K3电缆设计寿命要求为40年；未来将积极推动第三代核电站的大规模推广和出口，典型代表有ACP1000和华龙一号，对K3电缆设计寿命要求为60年。根据相关标准，要求K3类电缆必须具备良好的绝缘特性、机械特性、优良的耐老化特性(热氧老化和辐照老化)、低烟无卤阻燃特性等。随着人们对核电站防火越来越重视，对K3类电缆提出了耐火的要求，一种第三代核电站用K3类耐火电缆便应运而生。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种K3类耐火电缆及其制备工艺，以使其具有良好的绝缘特性、机械特性、耐火特性、耐老化特性以及低烟无卤阻燃特性等，从而可以适用于第三代核电站的应用需求。本专利技术所采用的技术方案为：一种K3类耐火电缆，从内到外依次包括：缆芯、耐火成缆绕包层、金属屏蔽层以及外护套；所述缆芯由绝缘线芯成缆而成，且所述绝缘线芯之间的间隙填充有低烟无卤阻燃填充条；所述绝缘线芯由内到外依次包括：导体、耐火绝缘层、内绝缘层和外绝缘层；所述导体由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成；所述耐火绝缘层由合成云母带采用双层重叠绕包而成；所述内绝缘层和所述外绝缘层采用双层共挤挤包于所述耐火绝缘层上；所述耐火成缆绕包层由耐火玻纤带绕包而成；所述外护套由低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤包而成。上述K3类耐火电缆的导体是由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成，与常用的铜线绞合型导体相比，其具有弯曲性能好、抗蠕变，耐腐蚀、抗氧化等优点。上述K3类耐火电缆的导体是由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成，与常用的铜线绞合型导体相比，其具有弯曲性能好、抗蠕变，耐腐蚀、抗氧化等优点。云母纸、补强带和粘合剂是制造云母带的三大材料，其中云母纸是关键材料。电工绝缘用云母纸有白云母、金云母和合成云母三类，因此云母带也分为白云母带、金云母带和合成云母带。经研究发现，白云母带的长期工作温度只有350～450℃，根本不能用于耐火电缆，只能用于电机的高温绝缘绕包带；金云母带的长期工作温度为600～650℃，短期工作温度可达800℃，是目前国内用于B级耐火电缆最多的耐火材料；而合成云母带的长期工作温度为1000℃，短期工作温度可达1200℃，是理想的A级耐火电缆材料。因此，上述K3类耐火电缆的耐火绝缘层选用合成云母带采用双层重叠绕包而成，在火灾工况下提供可靠的电气绝缘，其还具有结构简单、重量轻、耐火耐高温、介电强度高的优点。同时，在耐火绝缘层的外侧依次挤包的内绝缘层以及外绝缘层均具有介电强度高、绝缘电阻高的优点，从而使该K3类耐火电缆具有良好的绝缘特性。由耐火玻纤带绕包而成耐火成缆绕包层具有良好的耐火特性；由低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤包而成的外护套具有良好的无卤阻燃特性。因此，上述结构的述K3类耐火电缆具有良好的绝缘特性、机械特性、耐火特性、耐老化特性以及低烟无卤阻燃特性等，可以很好地适用于第三代核电站的应用需求。其中，优选地，内绝缘层由辐照交联聚烯烃绝缘料挤包而成，厚度为0.2-0.8mm；外绝缘层由低烟无卤阻燃辐照交联聚烯烃绝缘料挤包而成，厚度为0.4-1.1mm。其中由辐照交联聚烯烃绝缘料挤包的内绝缘层具有老化寿命长、耐热氧老化、耐辐照老化、介电强度高、体积电阻率高等一系列突出优点；由低烟无卤阻燃辐照交联聚烯烃绝缘料挤包的外绝缘层具有老化寿命长、耐热氧老化、耐辐照老化、低烟、无卤、阻燃等一系列突出优点，从而可以有效地延长K3类耐火电缆的使用寿命。更优选地，内绝缘层和外绝缘层通过辐照交联，一体成型；耐火成缆绕包层为双层。进一步，所述合成云母带的第一层和第二层的绕包方向相反。合成云母带采用双层重叠绕包时，绕制的合成云母带的第一层和第二层的绕包方向相反，合成云母带的搭盖率≥20％，从而使得绕包后的合成云母带更加紧密，避免出现空隙。通过耐火成缆绕包层的绕包方向与合成云母带的第二层的绕包方向相反，使得绕包更加紧密，避免出现空隙。进一步，所述合成云母带为玻璃纤维布单面补强的合成云母带。进一步，所述单面补强的合成云母带的云母层向外，玻璃纤维布层向内。对于单面补强合成云母带，绕包时云母层和玻纤布的朝向选择是一个值得研究的问题。专利技术人经过深入的研究分析后，得到的研究结果表明：(1)从电场分布的角度，越靠近导体表面场强越高，由于合成云母带的绝缘性能优于玻纤补强布，因此云母层向内而玻纤布向外更加合理；(2)从耐火可靠性的角度，在高温下粘合剂可能会发生分解粉化，导致云母层发生剥落，在受到外界机械振动和冲击作用下，最外层云母发生掉落，如果玻纤布向外，可以起到防本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种K3类耐火电缆，其特征在于，从内到外依次包括：缆芯、耐火成缆绕包层、金属屏蔽层以及外护套；所述缆芯由绝缘线芯成缆而成，且所述绝缘线芯之间的间隙填充有低烟无卤阻燃填充条；所述绝缘线芯由内到外依次包括：导体、耐火绝缘层、内绝缘层和外绝缘层；所述导体由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成；所述耐火绝缘层由合成云母带采用双层重叠绕包而成；所述内绝缘层和所述外绝缘层采用双层共挤挤包于所述耐火绝缘层上；所述耐火成缆绕包层由耐火玻纤带绕包而成；所述外护套由低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤包而成。

【技术特征摘要】
1.一种K3类耐火电缆，其特征在于，从内到外依次包括：缆芯、
耐火成缆绕包层、金属屏蔽层以及外护套；所述缆芯由绝缘线芯成
缆而成，且所述绝缘线芯之间的间隙填充有低烟无卤阻燃填充条；
所述绝缘线芯由内到外依次包括：导体、耐火绝缘层、内绝缘层和
外绝缘层；所述导体由多股镀锡铜丝束丝后复绞而成；所述耐火绝
缘层由合成云母带采用双层重叠绕包而成；所述内绝缘层和所述外
绝缘层采用双层共挤挤包于所述耐火绝缘层上；所述耐火成缆绕包
层由耐火玻纤带绕包而成；所述外护套由低烟无卤阻燃聚烯烃护套
料挤包而成。
2.根据权利要求1所述的K3类耐火电缆，其特征在于，所述合
成云母带的第一层和第二层的绕包方向相反。
3.根据权利要求2所述的K3类耐火电缆，其特征在于，所述合
成云母带为玻璃纤维布单面补强的合成云母带。
4.根据权利要求3所述的K3类耐火电缆，其特征在于，所述单
面补强的合成云母带的云母层向外，玻璃纤维布层向内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的K3类耐火电缆，其特征在于，
所述耐火电缆为耐火控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：任虹光，盛业武，陈光高，沈智飞，宋强，
申请(专利权)人：四川明星电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51