专利名称：一种用于高温气冷堆的电缆的制作方法
技术领域：
一种用于高温气冷堆的电缆技术领域[0001]本实用新型涉及一种电缆，特别是一种用于CRDM棒位测量系统、步进电机及 驱动器用高温气冷堆CRDM用核IE级K3类的电缆。
背景技术：
[0002]高温气冷堆，用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆高温气冷堆采用涂敷颗 粒燃料，以石墨作慢化剂。堆芯出口温度为850 1000°C，甚至更高。高温气冷堆具有 热效率高(40% 41% )，燃耗深(最大高达20MWd/t铀)，转换比高(0.7 0.8)等优 点。由于氦气化学稳定性好，传热性能好，而且诱生放射性小，停堆后能将余热安全带 出，安全性能好。在高温气冷堆安全壳以外，虽然温度已经不高，但是对控制、测量设 备所使用的电缆，同样要求很高，需要达到核安全级IE级K3的要求，同时要求能够在 高温(180°C)、有一定辐射剂量的条件下正常运行60年。在这类场合，一旦发生事故会 对设备、人生、财产安全造成重大损失。所以对各种设备、控制系统、测量系统要求都 很严格，容不得半点闪失，而控制这些设备的电缆的要求就更高，使用寿命要求长。目 前，现有的传统核电站使用的电缆是采用镀锡软铜导体作为主线芯，电导率低，传导效 果差，耐温等级也只能达到125°C。[0003]中国专利200820004777.5公开了一种“核电站用耐高温电缆”，在导体的外围 设置有聚四氟乙烯包覆绝缘层构成绝缘线芯，由两根以上的绝缘线芯绞合成电缆芯，在 电缆芯的外表面由里到外依次设置有阻燃聚酯带层、铜丝编织屏蔽层、高阻燃低烟无卤 隔氧层和抗撕裂硅橡胶外护套，在阻燃聚酯带层与电缆芯之间的间隙内填充有用玻璃纤 维绳构成的填充层。该技术方案仍然存在以下缺点采用聚四氟乙烯来包裹绝缘层，无 法满足对环境温度的适应性，特别是涉及零下的低温和高于摄氏一百五十度以上的高温 环境，导致绝缘层容易老化，影响电缆使用寿命，同时，采用铜丝来编织屏蔽层，电磁 相容性和抑制电磁干扰能力比较差，影响控制信号的传输，导致控制精度下降。该技术 方案无法达到高温气冷堆CRDM用核IE级K3类的电缆要求。发明内容[0004]本实用新型的目的是在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于高温气冷堆 的电缆，本实用新型具有较高的电导率和耐温等级高以及抗辐照的特点。[0005]为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下[0006]一种用于高温气冷堆的电缆，从里到外以包裹方式包括导体、绝缘层、分屏蔽 层、包带层、总屏蔽层、外护层，其特征在于所述导体是采用镀银软铜的导体、所述 绝缘层采用聚醚醚酮，所述外护层采用阻燃性和高抗撕特性的硅橡胶。[0007]本实用新型所述的镀银软铜导体的镀银厚度为6 20 μ m，所述的软铜为电工用 一级无氧铜杆拉制并韧炼而成，20°C时的电阻率不大于0.017241 Ω · mm2/m。[0008]本实用新型所述的聚醚醚酮又称PEEK，是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等 物理化学性能，是一类结晶高分子材料，熔点334°C，软化点168°C，拉伸强度132 148MPa,可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材 料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。[0009]本实用新型所述外护层采用硅橡胶的主要性能指标是抗张强度大于7.0MRI， 断裂伸长率大于300%，撕裂强度大于7.0N/mm，材料适用温度范围-60 180°C。[0010]本实用新型所述由导体、绝缘层、分屏蔽层构成的主线芯为单根芯或者多根 芯，其多根芯的排列方式为单层或多层同心绞合。[0011]本实用新型所述包带层的外层和内层分别有分屏蔽层和总屏蔽层，且均为镀银 软铜线编织。[0012]本实用新型所述的绝缘层的厚度为0.20 0.40mm，分屏蔽层的厚度为0.10 0.20mm、包带层的厚度为0.04 0.10mm、总屏蔽层的厚度为0.12 0.25mm、外护层的 厚度为1.20 2.00mm。[0013]本实用新型的优点具体表现在以下几个方面[0014]一、导体采用镀银软铜的导体，其电导率比镀锡软铜导体提高3 5%。[0015]二、绝缘层采用聚醚醚酮，外护层采用阻燃高抗撕硅橡胶，使得电缆能在环境 温度-60°C 180°C，累计辐照剂量3.5 X 106GY的使用场合安全使用，延长了使用寿命。[0016]三、电缆设置有镀银铜线编织分屏蔽层和镀银铜线编织总屏蔽层，具有更好的 电磁相容性，对抑制电磁干扰起到良好的作用，有效的控制了外界以及线芯之间的干 扰，提高了对设备控制、测量的精确度，可靠性高，且运行控制的成本低。[0017]因此，本实用新型技术方案能够达到核安全级IE级K3的要求，特别是能够与 高温气冷堆中步进电机及驱动器进行匹配，特定用于CRDM棒位测量系统中的高温气冷 堆CRDM用核IE级K3类的电缆。
[0018]图1为本实用新型的截面结构示意图[0019]图中标记1、主线芯，2、总屏蔽层，3、外护层，4、导体，5、绝缘层，6、分屏蔽层，7、包带层。
具体实施方式
[0020]实施例1[0021]一种用于高温气冷堆的电缆，从里到外以包裹方式包括导体4、绝缘层5、分屏 蔽层6、包带层7、总屏蔽层2、外护层3，其特征在于所述导体4是采用镀银软铜的导 体、所述绝缘层5采用聚醚醚酮，所述外护层3采用阻燃性和高抗撕特性的硅橡胶。[0022]本实用新型所述的镀银软铜导体4的镀银厚度为6 μ m，所述的软铜为电工用一 级无氧铜杆拉制并韧炼而成，温度为20°C时的电阻率不大于0.017241 Ω · mm2/m。[0023]本实用新型所述外护层3采用硅橡胶的主要性能指标是抗张强度大于 7.0MPa,断裂伸长率大于300%，撕裂强度大于7.0N/mm，材料适用温度范围_60°C。[0024]本实用新型所述由导体4、绝缘层5、分屏蔽层6构成的主线芯1为多根芯，其多根芯的排列方式为单层。[0025]本实用新型所述包带层7的外层和内层分别有分屏蔽层6和2总屏蔽层，且均为 镀银软铜线编织。[0026]本实用新型所述的绝缘层5的厚度为0.20mm、分屏蔽层6的厚度为0.20mm、包 带层 的厚度为0.10mm、总屏蔽层2的厚度为0.25mm、外护层3的厚度为1.20mm。[0027]实施例2[0028]同样实施例1，本实用新型所述的镀银软铜导体4的镀银厚度为20 μ m，所述的 软铜为电工用一级无氧铜杆拉制并韧炼而成，20°C时的电阻率不大于0.017241 · mm2/ m。[0029]本实用新型所述外护层3采用硅橡胶的主要性能指标是抗张强度大于 7.0MPa,断裂伸长率大于300%，撕裂强度大于7.0N/mm，材料适用温度范围_60 180 "C。[0030]本实用新型所述由导体4、绝缘层5、分屏蔽层6构成的主线芯1为单根芯。[0031]本实用新型所述总屏蔽层2为镀银软铜线编织。[0032]本实用新型所述的绝缘层5的厚度为0.40mm、分屏蔽层6的厚度为0.10mm、包 带层 的厚度为0.04mm、总屏蔽层2的厚度为0.12mm、外护层3的厚度为2.00mm。[0033]实施例3[0034]如前所述实施例1和2[0035]本实用新型所述的核安全级IE级K3要求的具体指标如下[0036](1)使用环境温度_60°C 180°C，相对湿度90% ；[0037](2)热老化寿命评定试验，为60年；[0038](3)辐照试验，老化试验后用钴源进行、射线辐照试验，电缆的吸收剂量累计 为 3.5X106GY ；[0039](4)20°C时最小绝缘电阻常数为3670ΜΩ .km。[0040]实施例4[0041]如前所述实施例1、2和3[0042]本实用新型用于CRDM棒位测量系统中，与步进电机及驱动器相匹配，主要技 术参数如下[0043](1)绝缘老化前后抗张强度最小值SOMpa ；[0044](2)绝缘老化前断裂伸长率最小值100% ；[0045](3)20°C时最小绝缘电阻常数为3670ΜΩ · km，60°C时最小绝缘电阻常数为 36.7ΜΩ · km, 90°C时最小绝缘电阻常数为3.67M Ω · km；[0046](4)成品电缆电压试验600V级为2.5kV、5min不击穿；[0047](5)单根绝缘线芯垂直燃烧试验通过GB/T18380.1 (1EC60332-1)试验要求；[0048](6)成品电缆成束燃烧试验通过GB/T18380.3(1EC60332-3)A类试验要求；[0049](7)燃烧气体 PH 值>4.3 ；[0050](8)燃烧气体电导率《10 μ s/mm ；[0051](9)成品电缆燃烧烟密度最小透光率功0%。[0052](10)屏蔽电缆屏蔽线芯的屏蔽系数，在测试频率为50Hz时，不大于0.01。[0053](11)电缆导体运行最高温度为180°C ；[0054](12)电缆使用最低环境温度-60°C ；[0055](13)敷设时电缆的弯曲半径不小于电缆外径的30倍；[0056](14)电缆在高温气冷堆CRDM用核安全级IE级K3类环境下使用寿命为60年。
权利要求1.一种用于高温气冷堆的电缆，从里到外以包裹方式包括导体G)、绝缘层(5)、分 屏蔽层(6)、包带层(7)、总屏蔽层(2)、外护层(3)，其特征在于所述导体(4)是采用 镀银软铜的导体、所述绝缘层( 采用聚醚醚酮，所述外护层C3)采用阻燃性和高抗撕特 性的硅橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆的电缆，其特征在于所述的镀银软 铜导体(4)的镀银厚度为6 20μιη，所述软铜为电工用一级无氧铜杆拉制并韧炼而成， 20°C时的电阻率不大于0.017241 Ω · mm2/m。
3.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆的电缆，其特征在于所述外护层(3) 采用硅橡胶的主要性能指标是抗张强度大于7.0MPa，断裂伸长率大于300%，撕裂强 度大于7.0N/mm，材料适用温度范围为-60 180°C。
4.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆的电缆，其特征在于所述由导体(4),绝缘层(5)、分屏蔽层(6)构成的主线芯(1)为单根芯或者多根芯，其多根芯的排列 方式为单层或多层同心绞合。
5.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆的电缆，其特征在于所述包带层(7) 的外层和内层分别有分屏蔽层(6)和总屏蔽层0)，且均为镀银软铜线编织。
6.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆的电缆，其特征在于所述的绝缘层(5)的厚度为0.20 0.40mm、分屏蔽层(6)的厚度为0.10 0.20mm、包带层(7)的厚度 为0.04 0.10mm、总屏蔽层⑵的厚度为0.12 0.25mm、外护层(3)的厚度为1.20 2.OOmm ο
专利摘要本实用新型公开了一种用于CRDM棒位测量系统、步进电机及驱动器用高温气冷堆CRDM用核1E级K3类的电缆，从里到外以包裹方式包括导体、绝缘层、分屏蔽层、包带层、总屏蔽层、外护层，导体是采用镀银软铜的导体、绝缘层采用聚醚醚酮，外护层采用阻燃性和高抗撕特性的硅橡胶，本实用新型导体的电导率高，能在环境温度-60℃～180，累计辐照剂量3.5×106GY的环境使用，具有更好的电磁相容性。能达到核安全级1E级K3的要求，特定用于CRDM棒位测量系统中的高温气冷堆CRDM用核1E级K3类的电缆。
文档编号H01B7/29GK201812531SQ201020288559
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者吴清振, 宋强, 李广元, 沈卢东, 沈智飞, 王娟, 盛业武 申请人:四川明星电缆股份有限公司