非能动核电站额定电压补偿电缆的制作方法

本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种非能动核电站额定电压补偿电缆。

背景技术：

在核能发电中，在核岛或核岛附近使用的电缆，必须满足阻燃、低烟、无卤和无腐蚀气体的要求。在核岛内使用的电缆必须通过loca试验(耐辐射试验)，根据我国新制定的《核电站1e级电缆通用要求》标准要求，k1类电缆应通过设计基准事件试验，累积辐照剂量应至少达到850kgy；k2类电缆应通过设计基准事件试验，累积辐照剂量应至少达到250kgy。在要求严格的核电环境中，产品的设计开发更为重要。

ap1000(大于压水堆核电站)第三代核电技术中，核电站使用的电缆分为安全壳内用电缆和安全壳外用电缆，安全壳内用电缆除了要满足k1类电缆所有性能要求外，还要满足2370kgy的辐照剂量要求，以及60年的使用寿命。但随着核电站各种安全级别的提高，对电缆的安全要求也随之提高，特别是耐辐照剂量具有更高的要求，因此，对于电缆的结构、材料以及制备工艺提出了更高的要求。

cap1400大型压水堆核电机组是在第三代先进核电ap1000非能动技术的基础上，通过再创新开发出的功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。对于cap1400核电站用电缆的要求也随之更高，特别是严酷环境中1e级电缆，需在60年核电站设计寿命下指定的正常工况、异常工况，以及设计基准事故(dba)工况所要求的时间内，始终能够满足所要求的信号传输功能及相关结构完整性要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无卤低烟阻燃、低毒、耐腐蚀、电气性能优异、耐辐射性能强、使用寿命长的非能动核电站额定电压补偿电缆，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型提供一种非能动核电站额定电压补偿电缆，包括：

由多个内芯结构绞合多个第一填充体构成的缆芯，所述缆芯的的外部绕包有第一包带层；

所述第一包带层的外部设有隔氧层，所述隔氧层的外部设有屏蔽层，所述屏蔽层的外部设有耐辐射层，所述耐辐射层的外部设有外护套。

优选的，所述内芯结构由多个绝缘线芯和多个第二填充体绞合后绕包第二包带层形成。

优选的，所述绝缘线芯包括：由多个导体单丝绞合而成的导体，所述导体的外部设有第一绝缘层，所述第一绝缘层的外部设有第二绝缘层，所述第二绝缘层的外部绕包有第三包带层。

优选的，所述第一绝缘层由辐照交联后的聚乙烯材料制成；所述第二绝缘层由辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。

优选的，所述隔氧层采用无卤阻燃弹性填充料填充于所述第一包带层和屏蔽层之间形成。

优选的，所述屏蔽层由铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织形成。

优选的，所述耐辐射层由聚酰亚胺薄膜包带绕包形成。

优选的，所述第一填充体、所述第二填充体均由无卤阻燃弹性填充料制成。

优选的，所述导体单丝由镀锡铜制成。

优选的，所述外护套采用辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。

本实用新型有益效果：结构紧凑、稳定性好，护套层保证了耐辐照性能及优良的机械性能；导体外壁采用内外双层绝缘，避免了护套层和绝缘层间起层、起皱、脱胶和线芯与绝缘结合不紧的缺陷，提高了电缆绝缘性，保证了可靠的电性能以及使用过程的稳定性；导体为绞合而成，导体导电性能好，采用无卤阻燃弹性填充料，提高了阻燃性能；包带绕包和热固性材料护套的使用延长了电缆的使用寿命，提高了耐辐射性能。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的非能动核电站额定电压补偿电缆的横向剖视结构图。

其中：1-内芯结构；2-第一填充体；3-第一包带层；4-隔氧层；5-屏蔽层；6-耐辐射层；7-外护套；8-绝缘线芯；9-第二包带层；10-导体；11-第一绝缘层；12-第二绝缘层；13-第三包带层；14-第二填充体。

具体实施方式

下面详细叙述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

为便于理解本实用新型，下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。

实施例1

本实用新型实施例1提供了一种非能动核电站额定电压补偿电缆，该电缆作为三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v的补偿电缆，具有无卤低烟阻燃、低毒、耐腐蚀、优异的电气性能、较强的耐辐射性能及使用寿命长等特点，能有效满足三代非能动核电站cap1400严酷环境用1e级电缆的使用环境。

如图1所示，本实施例1所述的补偿电缆包括：由多个内芯结构1和多个第一填充体2绞合构成的缆芯，所述缆芯的的外部绕包有第一包带层3；所述第一包带层3的外部设有隔氧层4，所述隔氧层4的外部设有屏蔽层5，所述屏蔽层5的外部设有耐辐射层6，所述耐辐射层6的外部设有外护套7。

在本实施例1中，所述内芯结构1由多个绝缘线芯8和多个第二填充体14绞合后绕包第二包带层9形成。

所述绝缘线芯8包括：由多个导体单丝绞合而成的导体10，所述导体单丝由镀锡铜制成。所述导体10的外部设有第一绝缘层11，所述第一绝缘层11的外部设有第二绝缘层12，所述第二绝缘层12的外部绕包有第三包带层13。

在本实施例1中，所述第一绝缘层11由辐照交联后的聚乙烯材料制成；所述第二绝缘层12由辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。

所述隔氧层4采用无卤阻燃弹性填充料填充于所述第一包带层3和所述屏蔽层5之间形成。在本实施例1中，无卤阻燃弹性填充料的氧指数不小于40％。

所述屏蔽层5由铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织形成。所述耐辐射层6由聚酰亚胺薄膜包带绕包形成。

所述第一填充体2、所述第二填充体14均由无卤阻燃弹性填充料制成。所述外护套7采用辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。

在本实施例1中，作为三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v补偿电缆，该电缆包括缆芯，所述缆芯包括至少一个内芯结构1。多个绝缘线芯8和多个第二填充体14对绞后绕包包带形成内芯结构1，多个内芯结构1和第一填充体2构成缆芯，外包裹隔氧4，屏蔽层5(由铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织的复合屏蔽层)，耐辐射层6和外护套7。第一绝缘层11和第二绝缘层12构成异质双层共挤绝缘层，两层材质不同，且第一绝缘层和第二绝缘层厚度比为1：3。

在本实施例1中，上述三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v补偿电缆在生产制造过程中，在导体外进行内绝缘层(第一绝缘层11)和外绝缘层(第二绝缘层12)挤包，导体为绞合镀锡铜材料，绞合节距为13～20倍导体外径，最外层绞向为左向，相邻层绞向相反。内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理，外部绕包包带，形成绝缘线芯；多个绕包绝缘线芯和多个第二填充体14对绞后绕包包带形成内芯结构，多个内芯结构填充第一填充体2形成缆芯，缆芯绕包后进行隔氧层4挤出，利用铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织的复合屏蔽设置在隔氧层外侧，再进行聚酰亚胺薄膜绕包，并进行外护套层挤包和外护套层辐照交联处理。

内绝缘层挤出采用双螺纹螺杆，外绝缘层挤出采用低压缩比螺杆，绝缘层挤出前，导体应预热到90～100℃，绝缘材料应在60±10℃烘1～2个小时，线芯采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃±10℃，第二段冷却水温度为常温；外护套层采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤压式模具挤出，材料挤出前应60±10℃预热1～2小时，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60±10℃，第二段冷却水温度为常温。第一填充体2采用与隔氧层材料相同的无卤阻燃弹性填充料挤条形成。

实施例2

本实施例2提供一种三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v补偿电缆。该补偿电缆包括缆芯，所述缆芯包括至少一个对内芯结构1；所述内芯结构1包括多个绝缘线芯8，多个绝缘线芯8和多个第二填充体14对绞后绕包包带形成内芯结构。多个内芯结构1构成缆芯且置于填充体(第一填充体2)后，依次包裹隔氧层4、复合屏蔽层(屏蔽层5)、耐辐射层6和外护套7。所述绝缘线芯结构包括多根合金丝绞合成的导体，导体外壁挤包异质双层共挤绝缘层(第一绝缘层11和第二绝缘层12)并绕包有包带(第三包带层13)构成。

复合屏蔽层由由铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织而成。

双层共挤异质绝缘层由辐照交联聚乙烯内绝缘层(第一绝缘层11)和辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃外绝缘层(第二绝缘层12)而成。

隔氧层采用无卤阻燃弹性填充料。

耐辐射层由聚酰亚胺薄膜包带绕包而成。

护套套采用辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。

电缆绝缘及护套采用辐照交联技术。

本实施例2所述的三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v补偿电缆的生产方法包括：导体选料-内绝缘层和外绝缘层挤包-内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理-绕包-对绞-填充-对绞绕包-成缆-填充-成缆绕包-隔氧层挤出-铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织总屏蔽-绕包-外护套层挤包-外护套层辐照交联处理。

其中内绝缘层(第一绝缘层11)和外绝缘层(第二绝缘层12)厚度比为1：3，内绝缘挤出采用普通双螺纹螺杆，外绝缘挤出采用低压缩比螺杆，绝缘层挤出前，导体应预热到90～100℃，绝缘材料应在60±10℃烘1～2个小时，线芯采用分段式冷却，第一段冷却水温度60℃±10℃，第二段冷却水温度为常温；外护套层采用低压缩比螺杆在挤出机组上用半挤压式模具挤出，材料挤出前应60±10℃预热1～2小时，挤出后采用分段式冷却，第一段冷却水温度60±10℃，第二段冷却水温度为常温。

具体的，如图1所示，在本实施例2中，三代非能动核电站cap1400严酷环境1e级额定电压300/500v补偿电缆，共包括3对6根导体10，每根导体10外壁挤包异质双层共挤绝缘层，异质双层共挤绝缘层外有包带(第三包带层13)构成绝缘线芯8。每对绝缘线芯8之间添加第二填充体14绕包包带(第二包带)组成内芯结构，三对绝缘线芯8形成三个内芯结构。三个内芯结构填充第一填充体2，外包第一包带层3，然后依次包设隔氧层4、复合屏蔽层、耐辐射层6、外护套7。

每根导体外包设异质双层共挤绝缘层，异质双层共挤绝缘层包括内绝缘层(第一绝缘层11)和外绝缘层(第二绝缘层12)，且内绝缘层和外绝缘层材质不同，内绝缘层材料为交联聚乙烯材料，外绝缘层材料为交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料，第一包带层、第二包带层以及第三包带层均为聚酯带绕包形成，第一填充体2和第二填充体14为无卤阻燃弹性填充料，复合屏蔽层采用铜塑复合带绕包和镀锡铜丝编织而成，耐辐射层6为聚酰亚胺薄膜绕包形成，外护套7材料为低烟无卤阻燃聚烯烃。

综上所述，本实用新型实施例所述的非能动核电站额定电压补偿电缆，结构紧凑、稳定性好，护套层采用无卤低烟、耐辐照性交联聚烯烃，耐辐照性能及机械性能优良；导体外壁采用内外双层绝缘，提高了电缆绝缘性，保证了可靠的电性能，使用过程更稳定；导体为绞合而成，导体导电性能好；辐照交联聚乙烯内绝缘层耐高温和老化，无卤低烟环保，保护线芯不受损伤、延长控制电缆使用寿命，辐照交联无卤低烟聚烯烃外绝缘层具有优异的机械性能，耐辐照性能；采用无卤阻燃弹性填充料，提高了电缆的阻燃性能；采用辐照交联无卤低烟聚烯烃护套料，材料经过辐照交联后形成热固性材料，保证控制电缆的使用寿命和耐γ射线的辐射性能；采用聚酰亚胺薄膜包带绕包，进一步提高了电缆的耐辐射性能；内外绝缘层经过双层共挤工艺加工，效率高、能耗低，避免了护套层和绝缘层间起层、起皱、脱胶和线芯与绝缘结合不紧的缺陷。

生产步骤中内绝缘层和外绝缘层及护套层采用辐照交联无卤低烟，辐照交联过程中绝缘不与水分接触，进而减少了电缆因水分的掺入造成电性能问题的机率；辐照交联特别适用于生产特种电缆的生产，通过高能电子束对绝缘材料进行改性，高能射线破坏了使原来的线性c-h键，然后分子结构再进行重新组合，形成无规则的网状分子结构，提高了材料的机械物理性能和耐温性能，电性能也得到一定提高；同时，由于该材料是采用以高能电子射线对有机热塑性材料进行辐照而使其由线性高分子转变成三维立体网状交联结构；即以热塑性转化为不溶熔的热固态物质，改善和提高了物理机械性能，并且辐照交联方式可避免被化学交联破坏低烟无卤特性。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。