专利名称：一种用于气冷堆的电缆的制作方法
技术领域：
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1E级K1类的电缆。
背景技术：
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CRDM棒位测量系统、步进电机及驱动器用的电缆，要 求极高，要求能在高温(250°C )、湿度高(相对湿度90%)、有一定辐射剂量的条件下正 常运行60年，即电缆需要达到核安全级1E级级K1的要求；且在该场合使用电缆的敷设 空间较小，要求电缆有较高的电导率和较小外径，以便于敷设安装。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。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，特别是涉及高于摄氏两百度以上的高温环境，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。因此，该技术方案无法达 到高温气冷堆CRDM用核1E级K1类的电缆要求。
发明内容本实用新型的目的是在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于气冷堆的电 缆，本实用新型具有较高的电导率和较小外径以及耐温等级高的特点。为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下一种用于气冷堆的电缆，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 层和外护层均采用聚醚醚酮，所述的绝缘层厚度为0.20 0.40mm，外护层厚度为0.30 0.50mm。本实用新型所述的镀银软铜导体的镀银厚度为6 20 y 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 Q mm2/m。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。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。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。本实用新型所述的分屏蔽层厚度为0.10 0.20mm、包带层厚度为0.04 0.10mm、总屏蔽层厚度为0.12 0.25mm。本实用新型所述的包带层采用聚四氟乙烯。所述的聚四氟乙烯的技术指标为抗 张强度大于24MPa，断裂伸长率大于200%。本实用新型的优点具体表现在以下几个方面一、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%。一、绝缘层和外护层均为聚醚醚酮，使电缆在环境温度-10°C 250°C范围内能 够正常运行，且由于聚醚醚酮有优异的机械物理性能，较高的体积电阻率，以及良好的 耐热应力开裂和耐辐射性能，绝缘层和外护层厚度可以减小，电缆外径相比其他同类电 缆小20 40%。延长了使用寿命。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。因此，本实用新型技术方案能够达到核安全级1E级K1类的要求，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1E级K1类的电缆。
图1为本实用新型的截面结构示意图图中标记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
实施例1一种用于气冷堆的电缆，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和外护层3均采用聚醚醚酮，所述的绝缘层5厚度为0.20mm，外护层3厚 度为 0.50mm。本实用新型所述的镀银软铜导体4的镀银厚度6 ym，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 Q mm2/m。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或多层同心绞合。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和总屏蔽层2，且均为 镀银软铜线编织。本实用新型所述的分屏蔽层6厚度为0.20mm、包带层7厚度为0.10mm、总屏蔽 层2厚度为0.25mm。本实用新型所述的包带层7采用聚四氟乙烯。所述的聚四氟乙烯的技术指标为 抗张强度大于24MPa，断裂伸长率大于200%。实施例2同实施例1本实用新型所述所述的绝缘层5厚度为0.40mm，外护层3厚度为0.30mm。本实用新型所述的镀银软铜导体4的镀银厚度为20 u m。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。本实用新型所述总屏蔽层2为镀银软铜线编织。总屏蔽层2厚度为0.12mm。实施例3如前所述实施例1和2本实用新型所述的核安全级1E级K1类要求的具体指标如下(1)使用环境温度-10°C 250°C，相对湿度90%。(2)热老化寿命评定试验，为60年。(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 8.5X106GY。(4)模拟LOCA-HELB试验，电缆放在容器内以规定的温度、蒸汽压力和时间进 行循环试验，同时喷射化学溶液，常采用含1.5%硼酸溶液，并在室温下用氢氧化钠调节 其pH值至10.5作为溶液。喷射流量对水平投影面为34.2i/min m2。(5)浸水耐电压试验，在Y辐照试验后，对缓和环境电缆，卷绕在20倍电缆外 径在金属圆柱体上，对严酷环境电缆则为40倍径，然后浸入室温水中，以S.lSkV/mm梯 度施加电压，5分钟不击穿为合格。(6)试样的电老化试验后做20°C时绝缘电阻常数最小为3670MQ km。实施例4如前所述实施例1、2和3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(1)绝缘老化前后抗张强度最小值80Mpa ；(2)绝缘老化前断裂伸长率最小值100% ；(3)20°C时最小绝缘电阻常数为3670MQ km，60°C时最小绝缘电阻常数为 36.7MQ km, 90°C时最小绝缘电阻常数为3.67M Q km；(4)成品电缆电压试验600V级为2.5kV、5min不击穿；(5)单根绝缘线芯垂直燃烧试验通过GB/T18380.1 (1EC60332-1)试验要求；[0050](6)成品电缆成束燃烧试验通过GB/T18380.3(1EC60332-3)A类试验要求；(7)燃烧气体 PH 值>4.3 ；(8)燃烧气体电导率《10 ii s/mm ；(9)成品电缆燃烧烟密度最小透光率功0%。(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。(11)电缆导体运行最高温度为250°C ；(12)电缆使用最低环境温度-10°C ；(13)敷设时电缆的弯曲半径不小于电缆外径的30倍；(14)电缆在高温气冷堆CRDM用核安全级1E级K1类环境下使用寿命为60年。
权利要求1.一种用于气冷堆的电缆，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)和外护层(3)均采用聚醚醚酮，所述的绝缘层(5)厚度为 0.20 0.40mm，外护层(3)厚度为 0.30 0.50mm。
2.根据权利要求1所述的一种用于气冷堆的电缆，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。
3.根据权利要求1所述的一种用于气冷堆的电缆，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。
4.根据权利要求1所述的一种用于气冷堆的电缆，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(2)，且均为镀银软铜线编织。
5.根据权利要求1所述的一种用于气冷堆的电缆，其特征在于所述的分屏蔽层(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(2)的厚度为 0.12 0.25mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于气冷堆的电缆，其特征在于所述的包带层(7) 采用聚四氟乙烯，且聚四氟乙烯的技术指标为抗张强度大于24MPa，断裂伸长率大于 200%。
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K1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，其特征在于所述导体是采用镀银软铜的导体、所述绝缘层和外护层均采用聚醚醚酮，本实用新型的电导率高，能在环境温度-10℃～250℃范围内正常运行，具有较高的体积电阻率以及良好的耐热应力开裂和耐辐射性能，使用寿命长，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，可靠性高，成本低，能够达到核安全级1E级K1类的要求，能特定用于CRDM棒位测量系统中的高温气冷堆CRDM用核1E级K1类的电缆。
文档编号H01B3/42GK201804596SQ201020288568
公开日2011年4月20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, 李勇军, 李广元, 沈卢东, 沈智飞, 盛业武 申请人:四川明星电缆股份有限公司