核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法及电缆技术

一种核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法及电缆，电缆的芯数为2～37芯，外径范围是10.7mm～35.1mm；所述电缆结构为：缆芯外自内而外依次设有绕包层、屏蔽、护套；所述缆芯由低烟无卤阻燃填充绳和至少2根线芯绞合构成，绞合的节径比不大于16；所述线芯由单根带绝缘层的导体构成；每根导体由镀锡铜单丝绞合构成，绞合节径比范围是12～16，镀锡铜单丝的直径范围是0.32mm～1.04mm，导体的直径范围是0.9mm～3.1mm，导体的绞合方向为左向；所述绝缘层由镀锡铜导体外包裹双层绝缘构成；所述缆芯外绕包层是由低烟无卤阻燃无纺布重叠绕包构成；所述屏蔽由镀锡铜丝编织构成；所述护套层是由屏蔽外包裹低烟无卤阻燃聚烯烃护套料构成。本电缆的技术性能优秀，它适用于80年设计寿命的核电站安全壳外控制、监控回路及保护线路等。监控回路及保护线路等。监控回路及保护线路等。

【技术实现步骤摘要】
核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法及电缆


[0001]本专利技术涉及一种核电站用80年寿命K3类控制电缆，它适用于80年设计寿命的核电站安全壳外控制、监控回路及保护线路等，属于电缆


技术介绍

[0002]目前在建核电站核安全级电缆均按照60年设计寿命进行设计，后续核电站研发项目提出了核电站80年设计寿命的新要求。
[0003]核电站K3类电缆数量众多，重新敷设会浪费巨大的人力物力，且会导致防火封堵等相关工作也需要重新施工。有些电缆重量很大，可能需要一些设备才能完成相关工作。电缆敷设路径局部地区可能相当狭窄，设备无法进入。电缆敷设一旦完成，很难再重新敷设。并且部分区域是人员严禁进入的区域，这就导致电缆更换困难甚至无法更换。电缆数量众多而桥架可用容量有限，不拆除原有电缆很难再增加新的电缆。
[0004]所以，研制一种K3类控制电缆，要能满足电缆80年设计寿命，同时具有耐核辐射性能，同时，要满足低烟、无卤、阻燃、耐低温等要求。

技术实现思路

[0005]技术问题：
[0006]目前现有的核电站用K3类电缆设计寿命为60年，不能够满足核电站80年寿命的需求。
[0007]本技术方案提出一种核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法及电缆。本方法及其制成的电缆除了满足电缆的电性能、机械性能外，能够满足低烟无卤阻燃的要求；同时还能够满足80年设计寿命和耐核辐射的要求。
[0008]一种核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法，电缆芯数为2～37，电缆的外径范围是10.7mm～35.1mm；
[0009]A、所述电缆的结构为：
[0010]由镀锡铜单丝绞合构成导体；导体外包裹双层绝缘构成线芯；至少2根线芯绞合构成缆芯，缆芯内的空隙由低烟无卤阻燃填充绳填满；缆芯外重叠绕包低烟无卤阻燃无纺布构成的绕包层；绕包层外包镀锡铜丝编织结构成的屏蔽层；屏蔽层外包裹护套层；
[0011]B、所述电缆的制造方法的步骤包括：
[0012]1)制造导体：把镀锡铜单丝经由绞线机制得导体；
[0013]绞合过程中，绞线机的自线盘盘底到线盘满盘的过程中，收线张力的变化范围是7～9N；绞合的节径比是10～14倍；
[0014]2)制造线芯：在挤塑机上，绝缘料挤包到导体外构成线芯；
[0015]双层绝缘包括内层绝缘和外层绝缘；内层绝缘的材料为无卤低烟辐照交联聚乙烯材料，外层绝缘的材料为无卤低烟阻燃辐照交联聚烯烃材料；采用双层共挤工艺；
[0016]内层绝缘挤塑机的机身温区控制要求：加料段：110～130℃；塑化段：130～150℃；
均化段：150～170℃；
[0017]外层绝缘挤塑机的机身温区控制要求：加料段：120～140℃；塑化段：140～160℃；均化段：170～190℃；
[0018]模具部分的温区控制要求为：模头连接段：160～170℃；机头：170～180℃，模口：170～180℃；
[0019]冷却控制要求分别为：冷却时候采用分段冷却，按照电缆生产前进方向，第一段冷却水槽内冷却水温度50～60℃，第二段冷却水槽内冷却水为常温；
[0020]采用吹气干燥线芯，并由挤塑机的牵引装置和收线装置收绕在收线盘上；
[0021]挤包过程中，线芯生产的线速度范围是30～50m/min；
[0022]3)制造缆芯：在成缆机上，把多根步骤2)得到的线芯和低烟无卤阻燃填充绳绞合制成缆芯；同时在缆芯外绕包低烟无卤阻燃无纺布；然后由成缆机的牵引装置和收线装置把缆芯收绕在收线盘上；牵引装置牵引包缆芯做直线运动，并控制其线速度；
[0023]控制成缆机的绞笼的转速以及线芯的线速度，使缆芯绞合节径比为14～18倍；
[0024]由成缆机的绕包装置的带夹上的制动器控制低烟无卤阻燃无纺布的绕包张力为14～17N；控制绕包转速，使绕包搭盖率不小于30％；
[0025]4)制造屏蔽层：使用编织机，在步骤3)得到的缆芯外编织镀锡铜丝编织层，工艺要求为：编织角度是55
°
～70
°
；编织密度是85％～90％；
[0026]5)制造护套：在挤塑机上，把护套料挤包到编织层外得到电缆成品；
[0027]所述护套料是低烟无卤阻燃聚烯烃护套料；
[0028]护套料挤塑机的温区控制要求及冷却控制要求分别为：
[0029]加料段：95～110℃；塑化段：115～135℃；均化段：135～155℃；模头连接段：150～170℃；机头：170～180℃，模口：170～180℃；
[0030]冷却时候采用分段冷却：按照电缆生产前进方向，第一段冷却水槽内冷却水温度50～70℃，第二段冷却水槽内冷却水为常温；
[0031]干燥电缆，并由牵引装置和收线装置把电缆收绕在收线盘上；
[0032]挤包过程中，电缆的线速度范围是10～15m/min。
[0033]所述步骤2)中，内层绝缘的材料的牌号为FPW180
‑
1,外层绝缘第材料的牌号为FPW180
‑
2；
[0034]所述步骤5)中，护套料的牌号是FHW180
‑
3。
[0035]为了保证绝缘同时具有良好的电性能、机械性能和阻燃性能，本方法制成了双层绝缘结构。
[0036]内层绝缘材料主要起提高绝缘性能和机械性能的作用。内层绝缘材料采用交联聚乙烯材料。该材料具有优异的电性能和机械性能：20℃体积电阻率≥10
14
Ω
·
cm：抗张强度≥9MPa，断裂生产率≥450％。
[0037]外层绝缘主要起提高线芯阻燃性能的作用。外层绝缘材料采用交联阻燃聚烯烃材料。该材料阻燃性能优异：材料的氧指数≥30。
[0038]护套材料采用交联阻燃聚烯烃材料。该材料具有优异的机械性能和阻燃性能：抗张强度≥8MPa，断裂生产率≥200％；材料的氧指数≥30。
[0039]绝缘和护套材料均具有优异的耐长期热老化性能。内层绝缘材料的热老化寿命经
鉴定可达85年(试验方法参考GB/T 22577)，外层绝材料的热老化寿命经鉴定可达83年，护套材料的热老化寿命经鉴定可达81.5年，为成品电缆的热老化寿命不小于80年提供性能保证。
[0040]绝缘和护套交联方式采用高能电子束辐照交联。该交联方式属于物理交联方式，交联的过程中无副产物产生，可以保持材料的洁净性，保持电气性能无变化。
[0041]外绝缘和护套材料都是高阻燃材料。为了提高材料的阻燃性能，材料中增加大量无机阻燃剂，使得材料的密度变大，材料的塑化温度升高，挤出速度降低。为此，本方法制定了特定的挤出工艺，确保产品的质量。
[0042]上述方法制成的一种核电站用80年寿命K3类控制电缆，电缆的直径范围是10.7mm～35.1mm；电缆结构为：缆芯外自内而外依次包裹有绕包层5、屏蔽层6和护套层7；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电站用80年寿命K3类控制电缆制造方法，其特征是电缆芯数为2～37，电缆的外径范围是10.7mm～35.1mm；A、所述电缆的结构为：由镀锡铜单丝绞合构成导体；导体外包裹双层绝缘构成线芯；至少2根线芯绞合构成缆芯，缆芯内的空隙由低烟无卤阻燃填充绳填满；缆芯外重叠绕包低烟无卤阻燃无纺布构成的绕包层；绕包层外包镀锡铜丝编织结构成的屏蔽层；屏蔽层外包裹护套层；B、所述电缆的制造方法的步骤包括：1)制造导体：把镀锡铜单丝经由绞线机制得导体；绞合过程中，绞线机的自线盘盘底到线盘满盘的过程中，收线张力的变化范围是7～9N；绞合的节径比是10～14倍；2)制造线芯：在挤塑机上，绝缘料挤包到导体外构成线芯；双层绝缘包括内层绝缘和外层绝缘；内层绝缘的材料为无卤低烟辐照交联聚乙烯材料，外层绝缘的材料为无卤低烟阻燃辐照交联聚烯烃材料；采用双层共挤工艺；内层绝缘挤塑机的机身温区控制要求：加料段：110～130℃；塑化段：130～150℃；均化段：150～170℃；外层绝缘挤塑机的机身温区控制要求：加料段：120～140℃；塑化段：140～160℃；均化段：170～190℃；模具部分的温区控制要求为：模头连接段：160～170℃；机头：170～180℃，模口：170～180℃；冷却控制要求分别为：冷却时候采用分段冷却，按照电缆生产前进方向，第一段冷却水槽内冷却水温度50～60℃，第二段冷却水槽内冷却水为常温；采用吹气干燥线芯，并由挤塑机的牵引装置和收线装置收绕在收线盘上；挤包过程中，线芯生产的线速度范围是30～50m/min；3)制造缆芯：在成缆机上，把多根步骤2)得到的线芯和低烟无卤阻燃填充绳绞合制成缆芯；同时在缆芯外绕包低烟无卤阻燃无纺布；然后由成缆机的牵引装置和收线装置把缆芯收绕在收线盘上；牵引装置牵引包缆芯做直线运动，并控制其线速度；控制成缆机的绞笼的转速以及线芯的线速度，使缆芯绞合节径比为14～18倍；由成缆机的绕包装置的带夹上的制动器控制低烟无卤阻燃无纺布的绕包张力为14～17N；控制绕包转速，使绕包搭盖率不小于30％；4)制造屏蔽层：使用编织机，在步骤3)得到的缆芯外编织镀锡铜丝编织层，工艺要求为：编织角度是55
°
～70
°
；编织密度是85％～90％；5)制造护套：在挤塑机上，把护套料挤包到编织层外得到电缆成品；所述护套料是低烟无卤阻燃聚烯烃护套料；护套料挤塑机的温区控制要求及冷却控制要求分别为：加料段：95～110℃；塑化段：115～135℃；均化段：135～155℃；模头连接段：150～170℃；机头：170～180℃，模口：170～180℃；冷却时候采用分段冷却：按照电缆生产前进方向，第一段冷却水槽内冷却水温度50～70℃，第二段冷却水槽内冷却水为常温；干燥电缆，并由牵引装置和收线装置把电缆收绕在收线盘上；
挤包过程中，电缆的线速度范围是10～15m/min。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘冬雪，梁福才，凌国桢，金华东，熊宇，姜庆水，陈怀宇，周晓斌，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：