核电站用1E级电缆的特性及设计
核电站用1e级电缆的特性及设计
核电站用1E级电缆的特性及设计能源危机是世界性问题，核能源开发是解决能源危机的重要途径，世界各国都在大力发展核电建设。
目前，法国核电总量已占总发电量的70%，美国占20％；日本占34％；韩国占40％；俄罗斯占17％。
我国的核电容量仅占2％，积极推进核电建设并实现国产化，是我国国民经济建设的一项重要内容。
按照电力发展规划，2020年我国核电装机容量将占装机总发量的4%，这与目前国际平均核电装机水平（发电量16%）相距甚远，想要到2050年达到发达国家的平均核电装机水平，将有大量核电工程项目等待建设。
核电虽是一种经济清洁的能源，但过去的核电事故曾留给人们深刻的教训，核电站安全问题便尤为重要，世界各国都对核电站采取了严格的安全措施。
作为核电?quot;血管"和"神经"的电缆线路系统，也是安全的关键要素，电缆线路系统在核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用。
本文就目前核电站用电缆的分类、性能、试验和我公司核电站电缆特点作一阐述，以起抛砖引玉之效核电站电缆的分类核电站电缆主要应用于核反应堆厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房，电缆敷设方式一般采用管道或线槽，要求电缆具有可靠的使用寿命、热稳定性、防潮性、化学稳定性和抗辐射性。
为保证系统设计的高可靠性，避免设备损坏导致的严重经济后果，通常采用重复的多路独立线路系统和装置，通常动力电缆采用两套独立线路系统，控制电缆采用三套独立线路系统。
核电站电缆按用途来分主要是两大类，一是电力电缆，主要包含：用于13.8kV系统的15kV中压电缆；用于4.16kV系统的5kV电力电缆；用于480V、250V和208V 系统的0.6/1kV电力电缆。
二是控制与仪表电缆，对于直流200V以下的控制系统采用300V的控制电缆；直流200-400V的控制系统采用600V的控制电缆。
电力电缆主要用于电机、照明和其它用电设备（测控仪表、阀门、盘、空调等）；控制仪表电缆不仅用于仪表控制装置的供电、信号监控、联锁，还用于通信系统、安全监控、维护系统、报警系统等。
核电站用1E级K1类热缩管的研制
ＰＲＯＣＥ ＳＳＩ Ｇ Ｎ ＡＮＤ ＡＰＰ Ｉ Ｌ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
核 电站用１ 级Ｋ１ Ｅ 类热缩 管 的研制
赵成刚 尹沾松 曾志安 李江 源 （ 园集 团股份有限公司，深圳 ５ ８５ ） 长 １０ ７ 摘要 ：由三元 乙丙橡胶 、乙烯～ 醋酸 乙烯共聚物 、复合 抗氧剂 、硼化合物 、辐 射敏 化剂 以及 内压扩张技术 制备 的热缩 管 ，耐热老化 、耐辐射 以及耐高温高压水蒸气性能优异 ，满足核 电站对热缩管 的各项要求 ，为 国内首创 。热缩管的壁厚均 匀性大于８ ９，轴 向收缩率小于１ ０５ ％，技术水平国 内领先 。 关键词 ：热缩 ，热老化 ， 辐射 ，扩张 ，轴 向收缩率
乙 丙 橡 胶 和 乙 烯 一一 醋 酸 乙 烯 共 聚 物 聚 合 物 作 为 核 电站 用 １ 级 Ｋ１ Ｅ 类热 缩 管 的技 本 树脂 ，能 够 满足
核 电 站用 １ 级 Ｋ１ 热 缩 管 的ＤＢ 模 拟 （ ＯＣＡ） Ｅ 类 Ｅ Ｌ 试
验 要 求。
三 元 乙 丙 橡 胶 和 乙 烯 一一 酸 乙 烯 共 聚 物 等 聚 醋 合 物会 发 生 热 老 化 ，即 使 在 室 温 条 件 下 ，也 会 从 聚 合 物 中 释 放 出氢 而 生 成 自 由基 ，该 自 由基 与 氧
供 应 问题 ，而 是 能 调 整 能源 结 构 ，减 少 碳 排 放 。
据 国 家发展 和改 革委 员会２ ０ 年 １ 月通 过 的 《 ０７ ０ 核 电 中 长 期 发 展 规 划 （２ ０ ２ ２ Ｏ ５— ０ ０年 ）》… ，到 ２ ２ 年 ，我 国 核 电运 行 装 机 容 量 达 到４ Ｏ 万 千 ０ ０ ００ 瓦 ；然而 到 了２ １ 年 ，这一 目标 已经 不 能 满 足社 ０ Ｏ 会 经 济发 展 的 需 要 ，调 整 为核 电装 机 容量 达 ７ ０ ００
核电站用电缆分类及试验
核电站用1E级电缆按核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1、K2、K3。
安全类别K1、K2、K3类有如下定义：K1类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能。
K2类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。
K3类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以外，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。
三类电缆的运行环境差别很大，其中K1类的运行环境最恶劣，对电缆的性能要求也最为苛刻，必须通过模拟冷却剂跑失事故（LOCA）试验才可以投入运行。
根据电缆的实际运行环境，核电站发生LOCA时，安全壳（ContainmentVessel）内外的电缆都将会受到严峻考验。
有人认为，安装在核反应堆厂房内的电缆都应进行模拟LOCA试验；其次，只有能够生产1E级K1类电缆，才能够证明该电缆厂家完全具备了生产核级电缆的能力，电缆的结构设计和性能指标的制定最好根据反应堆厂房和核辅助厂房两个运行环境的具体条件进行确定。
1、试验内容（1）电缆基本性能的型式试验；（2）电缆应能通过IEEE383规定的成束电缆垂直燃烧试验；（3）烟浓度试验；（4）成品电缆护套材料燃烧时释放气体的试验；（5）电力电缆电老化试验；（6）绝缘和护套材料的长期耐热性评定试验；（7）等效50年运行的热老化模拟试验；（8）等效50年运行的放射线照射老化模拟试验；（9）模拟抗震试验；（10）等效50年运行LOCA时的放射线照射试验、模拟LOCA试验（高温、高压的水蒸汽）；（11）性能检查试验。
其中，(1)~(3)为型式试验，(7)~(10)为环境模拟试验，(8)和(10)两项试验都是经过第7项试验后进行的。
性能检查试验包括电压试验、燃烧试验、绝缘和护套的抗拉强度、断裂伸长率的测量等。
1E核级电缆的鉴定与试验
Ｐａｇｅ
一、前言
１、设备鉴定意义 设备鉴定的目的就是证实安全相关设备在正常以及事故 荷载下，能够执 行其预期安全功能。 维持核电厂安全且使其系统与设备具有必要的可靠性，在设计中对核安 全系统都采用了冗余与多样性设计。通过提供多通道（冗余），则在系 统内一通道中发生的设备随机故障就不会阻止其安全功能的实现，因为 其他独立通道可以完成相同的功能。核电厂的这种设计方法要求这样一 种保证，即：冗余系统不会被共因故障造成同时不可用。所谓共因故障 是指由同一原因造成的设备或系统故障，其可能产生于设备的设计、制 造、运行、环境或人为因素等。 防止环境因素（包括正常运行工况、ＬＯＣＡ工况与地震工况）诱导产生 共因故障的重要方法就是对核安全相关设备进行设备鉴定。
Ｐａｇｅ ２
4、1E级电缆的功能验证与试验过程（ CST 74C 06800（2004 ）为例介绍） 1、鉴定的三个连续的主要阶段： 阶段1：特性和性能的验证 · 标识文档的检查； · 构成成分的特性； · 成缆的机械、物理和化学性能； · 燃烧特性和烟特性； （燃烧特性应满足NF C 32-070 C1 类和· IEC60332（试验电缆的段数应满足B 类的规定） ，CPR1000还要求通过单根线芯垂直燃烧试验）） · 成缆的电气特性。 （介电强度 ，绝缘电阻 ，局部放电 （仅HTA ）） 阶段2：电缆时间行为的评价 · 热老化； · 辐照老化。 对于K3 类电缆，在热老化试验结束后，接着进行燃烧特性的验证； 对于K2 类电缆，在热老化和辐照老化后进行燃烧特性的验证。 阶段3：事故条件下的试验 · 事故辐照； · 短时热动力学事故和事故后试验。 K1 类电缆的鉴定要完成阶段3。
Ｐａｇｅ
NX KX RX MX
K3
K1 K3 K3
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆标准(2)
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆第2部分：额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）仪表电缆1范围本标准规定了额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）无卤低烟阻燃A级仪表电缆的型号规格、技术要求、试验项目和方法、验收规则、包装和贮运。
本标准适用于额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）无卤低烟阻燃A级仪表电缆。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版适用于本标准。
CST 74C 068 00 核电厂电缆技术规范GB/T 2951.1—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第1节：厚度和外形尺寸测量-机械性能试验GB/T 2951.2—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第2节：热老化试验方法GB/T 2951.3—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第3节：密度测定方法—吸水试验—收缩试验GB/T 2951.4—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第4节：低温试验GB/T 2951.5—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第2部分：弹性体混合料专用试验方法第1节：耐臭氧试验—热延伸试验—浸矿物油试验GB/T 3048.4-1994 电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验GB/T 3048.6-1994 电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验电压—电流法GB/T 3048.8-1994 电线电缆电性能试验方法交流电压试验GB/T 3956-1997 电缆的导体GB 5441.3—1985 通信电缆试验方法电容耦合及对地电容不平衡试验GB 5441.6—1985 通信电缆试验方法串音衰减试验比较法GB 6995.3-1986 电线电缆识别标志第3部分：电线电缆识别标志GB 6995.5-1986 电线电缆识别标志第5部分：电力电缆绝缘线缆识别标志GB/T 11026.1-2003 电气绝缘材料耐热性第一部分：老化程序和试验结果的评定GB/T 17650.2 取自电缆的材料燃烧时释放出气体的试验第2部分：用测量pH值和导电率来测量气体酸度的方法GB/T 17651-1998 电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定GB/T 18380.1 电缆在火焰条件下的燃烧试验第1部分：单根绝缘电线或电缆的垂直燃烧试验方法GB/T 18380.3 电缆在火焰条件下的燃烧试验第3部分：成束电线或电缆的燃烧试验方法JB/T 8137-1999 电缆交货盘IEC 60092-375 船舶电气设备船用通信电缆和射频电缆第375部分：一般仪表，仪表和通信电缆IEEE 383-2003 核电厂用1E级电缆、现场接头和连接件的型式试验标准NES 713 小样材料燃烧产物毒性指数的测定RCCE-E 核岛电气设计和建造规则3定义本标准采用下列术语和定义。
核电站用1E级电缆附件研制
核电站用1E级电缆附件研制摘要：核电设备国产化已经成为我国核电发展的重要途径，核级电缆附件作为核电设备的关键部件，国产化已经迫在眉睫。
本文主要论述了核电站用1E级K1/K2/K3类电力电缆、仪表和控制电缆附件的研制；为核级电缆附件的生产制造提供参考。
关键词：核电站用1E级；K1/K2/K3类电缆附件；研制1 前言核电作为安全、可靠、经济、清洁的能源，核电能量密度高、燃料消耗少、一次补足核能棒料可长时间运行，也是多个国家的支柱能源之一。
从上世纪70年代初至今，经过几代人的努力，中国核电逐渐发展壮大，并践行了引进、消化、吸收和创新的自主化过程。
眼下，伴随全球核电技术革新进程的加快，我国正抢抓时机，进行着从二代改进型技术到三代技术的优化升级，为实现核电的安全高效发展打下坚实基础。
全球目前有440座核电站，其中中国有14座（占3.2%）；而中国能源消费占全球20%，我国核能在整个能源比例1%，国际为5.5%。
目前中国已建和在建的核电机组共41个（14个已经建成，共1189万千瓦），正在建设的机组是27个（装机容量2800多万千瓦），已经审批完的项目就超过了4000万千瓦。
国家能源局要求，充分利用我国目前的核电装备制造业体系，支持关键设备、零部件和材料的国产化工作，压力容器、蒸汽发生器、主泵、数字化仪控系统、堆内构件、控制棒驱动机构以及常规岛等关键设备，泵、阀等零部件，690U型管、核级电缆、焊材等关键材料的国产化比例不能低于85%。
其中核电站用1E级电缆附件作为核级电缆与终端设备连接的关键部件，目前核电站建设中主要依赖进口美国Raychem核级电缆附件；由于价格高昂、供货周期长制约着核电建设成本和周期；国产化核级电缆附件的研制势在必行。
2 核电站用1E级电缆附件研制2.1 核电站用1E级电缆附件分类核电站用1E级电缆附件按安全等级分类：K1、K2、K3，其定义如下：K1类：安装在安全壳内的设备在地震荷载和正常、事故和/或事故后环境条件下仍能执行其规定的功能。
核电站专用电缆的分类和有关的试验要求
核电站专用电缆的分类和有关的试验要求一. 核电站电缆的分类核电站电缆主要应用于核反应堆厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房，电缆敷设方式一般采用管道或线槽，要求电缆具有可靠的使用寿命、热稳定性、防潮性、化学稳定性和抗辐射性。
为保证系统设计的高可靠性，避免设备损坏导致的严重经济后果，通常采用重复的多路独立线路系统和装置，通常动力电缆采用两套独立线路系统，控制电缆采用三套独立线路系统。
核电站用1E 级电缆按核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1 、K2 、K3 。
安全类别K1 、K2 、K3 类有如下定义：K1 类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能。
K2 类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。
K3 类电动执行机构。
安装在核反应堆安全壳以外，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。
三类电缆的运行环境差别很大，其中K1 类的运行环境最恶劣，对电缆的性能要求也最为苛刻，必须通过模拟冷却剂跑失事故（LOCA ）试验才可以投入运行。
根据电缆的实际运行环境，核电站发生LOCA 时，安全壳（Containment Vessel ）内外的电缆都将会受到严峻考验。
有人认为，安装在核反应堆厂房内的电缆都应进行模拟LOCA试验；其次，只有能够生产1E 级K1 类电缆，才能够证明该电缆厂家完全具备了生产核级电缆的能力，电缆的结构设计和性能指标的制定最好根据反应堆厂房和核辅助厂房两个运行环境的具体条件进行确定。
核电站电缆常用品种有：6/ 10 kV 和0. 6/ 1 kV 电力电缆，0. 6/ 1 kV 控制电缆，300/500 V 仪表电缆，300/ 500 V 补偿导线共5 种。
下表是国内某公司的规格表：表 1 1E 级核电站电缆的型号名称型 号 名 称YJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆YJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆 YJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆YJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆 KYJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆KYJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆二.电缆有关实验标准和要求.1 、试验内容（ 1 ）电缆基本性能的型式试验；（ 2 ）电缆应能通过IEEE383 规定的成束电缆垂直燃烧试验；（ 3 ）烟浓度试验；（ 4 ）成品电缆护套材料燃烧时释放气体的试验；（ 5 ）电力电缆电老化试验；（ 6 ）绝缘和护套材料的长期耐热性评定试验；（7 ）等效50 年运行的热老化模拟试验；（8 ）等效50 年运行的放射线照射老化模拟试验；（9 ）模拟抗震试验；（10 ）等效50 年运行LOCA 时的放射线照射试验、模拟LOCA 试验（高温、高压的水蒸汽）；（11 ）性能检查试验。
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆标准(2)
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆第2部分：额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）仪表电缆1范围本标准规定了额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）无卤低烟阻燃A级仪表电缆的型号规格、技术要求、试验项目和方法、验收规则、包装和贮运。
本标准适用于额定电压300/500V核电站用1E级（K3类）无卤低烟阻燃A级仪表电缆。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版适用于本标准。
CST 74C 068 00 核电厂电缆技术规范GB/T 2951.1—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第1节：厚度和外形尺寸测量-机械性能试验GB/T 2951.2—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第2节：热老化试验方法GB/T 2951.3—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第3节：密度测定方法—吸水试验—收缩试验GB/T 2951.4—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：通用试验方法第4节：低温试验GB/T 2951.5—1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第2部分：弹性体混合料专用试验方法第1节：耐臭氧试验—热延伸试验—浸矿物油试验GB/T 3048.4-1994 电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验GB/T 3048.6-1994 电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验电压—电流法GB/T 3048.8-1994 电线电缆电性能试验方法交流电压试验GB/T 3956-1997 电缆的导体GB 5441.3—1985 通信电缆试验方法电容耦合及对地电容不平衡试验GB 5441.6—1985 通信电缆试验方法串音衰减试验比较法GB 6995.3-1986 电线电缆识别标志第3部分：电线电缆识别标志GB 6995.5-1986 电线电缆识别标志第5部分：电力电缆绝缘线缆识别标志GB/T 11026.1-2003 电气绝缘材料耐热性第一部分：老化程序和试验结果的评定GB/T 17650.2 取自电缆的材料燃烧时释放出气体的试验第2部分：用测量pH值和导电率来测量气体酸度的方法GB/T 17651-1998 电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定GB/T 18380.1 电缆在火焰条件下的燃烧试验第1部分：单根绝缘电线或电缆的垂直燃烧试验方法GB/T 18380.3 电缆在火焰条件下的燃烧试验第3部分：成束电线或电缆的燃烧试验方法JB/T 8137-1999 电缆交货盘IEC 60092-375 船舶电气设备船用通信电缆和射频电缆第375部分：一般仪表，仪表和通信电缆IEEE 383-2003 核电厂用1E级电缆、现场接头和连接件的型式试验标准NES 713 小样材料燃烧产物毒性指数的测定RCCE-E 核岛电气设计和建造规则3定义本标准采用下列术语和定义。
核电站用1E级电缆 通用要求-最新国标
核电站用1E级电缆 通用要求1 范围本文件规定了用于核电站（厂）1E级电缆的类别、一般要求、设备鉴定规则、试验方法和需提交的文件。
本文件适用于核电站（厂）用1E级电缆，包括电力电缆、控制电缆、仪表（补偿）电缆、同轴电缆等种类。
要求时，其他电缆的鉴定要求可参考使用本文件。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2406 塑料燃烧性能试验方法氧指数法GB/T 2900.10—2013 电工术语 电缆GB/T 11026.1—2016 电气绝缘材料 耐热性 第1部分：老化程序和试验结果的评定GB/T 11026.2—2012 电气绝缘材料 耐热性 第2部分：试验判断标准的选择GB/T 11026.3—2017 电气绝缘材料 耐热性 第3部分：计算耐热特征参数的规程GB/T 11026.4—2012 电气绝缘材料 耐热性 第4部分：老化烘箱 单室烘箱GB/T 12706.1—2020 额定电压1kV（U m=1.2 kV）到35 kV（U m=40.5 kV）挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分：额定电压1kV（U m=1.2 kV）和3 kV（U m=3.6 kV）电缆GB/T 12727—2023 核电厂安全级电气设备鉴定GB/T 17650.2—2021 取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法 第2部分：酸度（用pH 值测量）和电导率的测定GB/T 18380.12—2022 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第12部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 1kW预混合型火焰试验方法.18380GB/T33第33部分：垂直安装的成束电线电电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验2022—缆火焰垂直蔓延试验 A类18380GB/T第34部分：垂直安装的成束电线电34.2022—电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验缆火焰垂直蔓延试验 B类.35GB/T18380—电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第35部分：垂直安装的成束电线电2022缆火焰垂直蔓延试验 C类.GB/T1838036第36部分：垂直安装的成束电线电电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验2022—缆火焰垂直蔓延试验 D类GB/T 19666 阻燃和耐火电线电缆或光缆通则GB/T 26168.2—2018 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第2部分：辐照和试验程序JB/T 8137—2013(所有部分) 电线电缆交货盘NB/T 20561-2019 核电厂非金属材料部件β辐照试验方法3 术语和定义GB/T 2900.10—2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
浅谈AP1000核电站1E级电缆采购管理经验
浅谈AP1000核电站1E级电缆采购管理经验作者：唐沸涛来源：《科技视界》2016年第12期【摘要】作为目前世界上在建核电机组规模最大的国家，中国在建核电站的规模占全球的近四成。
随着核电站的大规模铺开建设，核电站1E级电缆的需求也随之大大增加。
且由于核电技术的不断发展，核电站1E级电缆的规格种类、技术特性等均较之前有了较大的发展和更新，同时也给电缆的采购管理带来了新的课题和挑战。
本文阐述了浙江三门AP1000核电站1E级电缆的采购经验，探讨了核电1E级电缆采购的特殊性和管理的多样性，为后续核电项目采购管理提供借鉴。
【关键词】核电站；1E级电缆；采购管理；AP1000【Abstract】As the largest development country on nuclear power units under construction currently in the world，China’s nuclear power plant under construction scale accounted for nearly forty percent of the world. As a surge of construction on nuclear power plant， the demand of 1E cable is greatly increased. Due to the continuous development of nuclear technology， the specs and the technical characteristics of 1E cable has larger development and renewal than before， and the procurement management has also been brought new issues and challenge. This article expounds the 1E cable purchasing experience in Zhejiang Sanmen AP1000 nuclear power plant， discuss the purchasing particularity and management diversity of 1E cable， which serve as a reference for subsequent procurement management on nuclear power project.【Key words】NPP； 1E cable； Procurement Management； AP10001 AP1000核电站1E级（核安全级）电缆的特点2015年我国有8台机组投入运行，6台机组开工建设。
核电站用电缆技术性能及其开发进展
3. 1E级K2、 K3类核电站用电缆的技术要求
常规性能要求
★结构尺寸（绝缘厚度、护套厚度、电缆外径） ★电气性能-- 导体电阻 符合GB/T3956
-- 耐电压 符合GB/T12706 -- 绝缘电阻常数 20℃时 ≥3000MΩ· km 60℃时 ≥300 MΩ· km 90℃时 ≥3 MΩ· km
Байду номын сангаас
★成品电缆等效40年（60年）老化模拟试验 1)成品电缆热老化模拟试验 试验条件：温度150℃、时间1728h（取决于绝缘材料的寿命曲线） 2)成品电缆辐射老化模拟试验 试验条件：辐射源Co60 辐射剂量率0.73kGy/h 辐射累积剂量251kGy 3）弯曲试验（20倍电缆直径为弯曲直径，弯曲成圈后） —弯曲后成品电缆浸水电压试验（AC 2835V，5min） 4）老化后成品电缆垂直托架燃烧试验 试验条件：试样根数5根 试样供火时间20min —烧焦或失效部分的长度（不大于1.5米）
LOCA/HELB试验要求
★ 核岛内用电线电缆的环境试验条件： 1）相当于正常运行40年（60年）的热老化试验；（依据绝缘材 料的寿命曲线） 2）相当于正常使用40年（60年）的射线累积辐照试验以及事故 条件下的大剂量射线辐照试验；（不同堆型有不同的要求） 3）模拟事故条件下的LOCA/HELB试验。（不同堆型或不同国家要 求也不同，要根据所谓的试验形态图进行试验） 在LOCA/HELB试验过程中,样品在试验容器中在一定时间内要经 过高温高压试验,典型的蒸汽温度压力与时间的关系形态(即所谓的 试验形态图)如下:
特殊性能要求
★绝缘材料的热寿命评定
依据IEC60216的方法评定第一代和第二代核电站用电缆的寿命要 求是40年，第三代核电站寿命要求是60年。
核电站用1E级(K3类)电缆相关标准的讨论
核电站用1E级(K3类)电缆相关标准的讨论王岩【摘要】目前我国核电建设已进入了快速发展的时期,核电站用电缆的需求也随之增加.由于我国还没有该类产品的国家标准,国内各企业在开发核电站用电缆过程中大多参照IEEE或RCC-E标准.本文按照GB22577-2008<核电站用1E级电缆通用要求>标准中关于1E级电绲的分类规定,介绍了国外标准及规范对于1E级(K3类)电统的试验要求,供有关人员参考.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】3页(P33-35)【关键词】核电站用1E级(K3类)电缆;标准;试验;讨论【作者】王岩【作者单位】江苏新远程电缆有限公司,江苏,宜兴,214251【正文语种】中文【中图分类】TM246.91 我国核电站与核电站用电缆的简介目前，我国核电站建设已进入了快速发展的时期。
据有关文献报道，预计到2020年底，中国运行和在建的核电机组将会有100套左右。
核电站用电缆用量的大量增加使之成为电缆制造业争相开发的一个品种，国内许多企业对开发核电站用电缆表现出浓厚的兴趣。
本文所述的核电站用电缆实际上是指核电站用1E级电缆。
根据目前使用工况，我国又将其分为:K1、K2、K3等三类。
核电站使用的电缆有普通电站用的常规电缆和能满足核电站特殊运行工况要求的所谓核电站用1E级电缆。
1E级电缆的生产在我国实施许可证管理，获证单位必须具有该类产品的设计能力。
目前国际上民用核电站的主要类型有两种，即:压水堆(PWR)型核电站和沸水堆(BWR)型核电站。
两者的最大区别在于:在PWR型核电站中，推动汽轮机组叶轮转动的蒸汽是通过将堆芯产生的热量经换热器加热而得到，电站的汽轮机设备作为正常区域对待;而在BWR型核电站中，是直接使用堆芯产生的蒸汽来推动汽轮机组叶轮的转动，电站的汽轮机设备则是作为放射性管理区域来对待。
我国运行和在建的商用核电站几乎全部采用PWR型。
PWR型核电站的核岛由反应堆厂房和反应堆辅助厂房组成，在此完成蒸汽的产生和输送。
核电站用电缆料的性能特点
核电站用电缆料的性能特点内容摘要：摘要：本文阐述了核电站用电缆料的性能特点，简要介绍了常用的无卤电缆材料。
1前言核电站用电缆，种类、数量繁多。
据估算，一座百万千瓦级的核电机组，所需各类电缆，型号有100余种，总长近200万米，价值约1亿元左右。
如果按用途划分，有电力电缆，控制电缆，测量电缆，通信电缆，防火电缆(硅绝缘电缆)等五大类。
它们不仅应具有普通电缆的一般特性，还要具有低烟、无卤、阻燃等特性，并要具有特定的耐环境性(如耐辐射性、耐LOCA性)。
这些特殊的性能要求，使得核级电缆与一般工业用电缆相比，最大的不同在于电缆所用的绝缘及护套材料不同。
核电站用电缆材料的性能要求低烟无卤阻燃性普通的低压阻燃电缆一般以PVC等含氯聚合物作绝缘和护套。
PVC电缆在发生火灾事故时会产生大量烟雾，析出氯化氢等有毒气体，除对人的生命构成直接威胁外，还会溶解形成稀盐酸附着在各种电器设备及建筑物的钢结构上，严重降低设备的安全性及建筑物的使用寿命，特别是当烟气进入通讯技术设备和数据技术设备后，将会使它们丧失正常功能，甚至引发“二次灾害”。
核电站用电缆的绝缘和护套材料，必须采用低烟、无毒、无腐蚀性的的无卤阻燃电缆料，如热塑阻燃无卤素或交联阻燃无卤素材料，才能满足特殊的核安全要求。
无卤电缆在发生火灾时，燃烧释放的烟雾量很低，不带毒性及腐蚀性，其阻燃成分可有效发挥阻燃作用，不会使电缆成为火焰蔓延的通道。
无卤阻燃电缆料的主要技术特性有：.烟密度它是材料燃烧产生烟雾的一种量度，是在一定试验条件下，借助于光学方法，来测量由于烟雾积聚而产生的光束衰减，用给定时刻的比光密度Ds和最大比光密度Dm来评定，Dm表示烟的总累积。
Dm越大，燃烧时的发烟量越大。
一般低烟低卤电缆料的Dm<300，核电站用电缆要求Dm<150。
有关实验表明，一根1米长约含0.85千克的电缆，从燃烧着火起所产生的烟气可在不到5分钟的时间内完全笼罩容积为100m，的房间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核电站用1E级电缆的特性及设计
能源危机是世界性问题，核能源开发是解决能源危机的重要途径，世界各国都在大力发展核电建设。
目前，法国核电总量已占总发电量的70%，美国占20％；日本占34％；韩国占40％；俄罗斯占17％。
我国的核电容量仅占2％，积极推进核电建设并实现国产化，是我国国民经济建设的一项重要内容。
按照电力发展规划，2020年我国核电装机容量将占装机总发量的4%，这与目前国际平均核电装机水平（发电量16%）相距甚远，想要到2050年达到发达国家的平均核电装机水平，将有大量核电工程项目等待建设。
核电虽是一种经济清洁的能源，但过去的核电事故曾留给人们深刻的教训，核电站安全问题便尤为重要，世界各国都对核电站采取了严格的安全措施。
作为核电?quot;血管"和"神经"的电缆线路系统，也是安全的关键要素，电缆线路系统在核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用。
本文就目前核电站用电缆的分类、性能、试验和我公司核电站电缆特点作一阐述，以起抛砖引玉之效核电站电缆的分类
核电站电缆主要应用于核反应堆厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房，电缆敷设方式一般采用管道或线槽，要求电缆具有可靠的使用寿命、热稳定性、防潮性、化学稳定性和抗辐射性。
为保证系统设计的高可靠性，避免设备损坏导致的严重经济后果，通常采用重复的多路独立线路系统和装置，通常动力电缆采用两套独立线路系统，控制电缆采用三套独立线路系统。
核电站电缆按用途来分主要是两大类，一是电力电缆，主要包含：用于13.8kV系统的15kV中压电缆；用于4.16kV系统的5kV电力电缆；用于480V、250V和208V 系统的0.6/1kV电力电缆。
二是控制与仪表电缆，对于直流200V以下的控制系统采用300V的控制电缆；直流200-400V的控制系统采用600V的控制电缆。
电力电缆主要用于电机、照明和其它用电设备（测控仪表、阀门、盘、空调等）；控制仪表电缆不仅用于仪表控制装置的供电、信号监控、联锁，还用于通信系统、安全监控、维护系统、报警系统等。
另一种是根据国际标准ANSI/IEEE383《核电站用1E电缆、现场接头和连接型式试验》和RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》来分类的。
其中1E级是指完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安全壳的热导出、防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的安全级。
1E级核电站电缆按照使用环境及质量鉴定要求可分为K1、K2、K3三类。
1E级K3类电缆敷设于安全壳外在正常情况及地震荷载下能执行其功能的电气系统设备；而1E级K1类电缆敷设于安全壳内在正常情况及地震荷载下能执行其功能的电气系统设备，性能要求较高。
据中国核工业集团公司统计，K1类电缆的建设成本占到1E级全部电缆的50%以上，目前全部依赖进口，这些进口电缆产品的附加值高、进口成本大。
我国建造第一座核电站时，电缆几乎全部进口，目前1E级
K3类电缆已经完全国产化，而自主研发生产1E级K1类电缆便成是核电建设国产化的首要任务。
核电站电缆的性能要求
核电站对电缆的使用环境、安全等级和工作条件有非常苛刻的要求，因而对电缆的性能要求也较高，除了常规的电气机械性能外，还有如下技术指标要求。
1、燃烧性能
按照IEC61034规定的烟密度试验方法，电缆燃烧时的透光率应不小于60%；按照IEC754-2规定的测定燃烧气体水溶液的PH值和电导率的试验方法，电缆燃烧后溶液的pH值不小于4.3；电导率不大于
10μS/mm。
另外，K3类电缆需通过GB/T18380.3规定的B类阻燃试验；K1类电缆应通过GB/T18380.3规定的A类阻燃试验。
并且，电缆绝缘线芯需通过GB/T18380.1规定的单根垂直燃烧试验。
2、使用寿命
重水堆核电站的设计寿命一般为40年，电缆的使用寿命至少应为40年，电缆通常采用IEC60216和IEEE383标准规定的热寿命评定试验；在Q/TNGT02上海市企业标准符录E中，还规定了加速电老化寿命评定试验。
3、耐环境性
1）耐热性。
要求处于最高环境温度和自身发热的情况下保持正常运行的要求，核电站电缆要求的导体最低工作温度都是90℃，因此电缆需具有长期耐热使用特性。
2）耐辐射性。
核电站运行期间，电缆会受到持续的10rad/h的辐射剂量，40年内累积剂量约4×106rad，在事故状态下，辐射剂量可达70×106rad。
而K1类电缆还应通过IEEE383标准规定的LOCA试验。
3）耐湿性。
在事故状态下发生消防喷淋，而且万一发生冷却剂流失事故，电缆将在高温高压中工作，这就要求电缆能在100％的相对湿度和蒸汽中正常工作。
4）化学稳定性。
电缆能耐受油、酸碱、臭氧等化学环境；其中相容性试验符合Q/TNGT02上海市企业标准附录F的规定。
4、低毒性
毒性指数值是指100g材料在1m3体积中充分燃烧时产生的各种气体浓度、与暴露在相应该气体中3min 致人死命浓度的比值的总和。
根据英国军用标准NES713的毒性指数测量方法，要求测得的值不大于2.5。
核电站电缆的设计
根据核电站电缆的性能要求和相关标准，亚龙工业集团对1E级核电站岛内用电缆进行科技查新，并申报了两项专利，制定了企业标准、并评审备案。
产品结构设计、材料选型和制造工艺均与传统核电站电缆相比有较好的改进。
核电站电缆的型号名称见表1。
表1 1E级核电站电缆的型号名称
1、结构设计
1E级核电站用电缆的结构设计根据产品类别的不同而异。
其中，中压电力都有总屏蔽，以便安装时对屏蔽或铠装接地，控制信号电缆则采用双绞、屏蔽和引流线来防止电磁干扰。
电力电缆可以是单芯电缆、二芯电缆、三芯电缆、四芯电缆或五芯电缆，图1和图
2是三芯低压电力电缆的结构示意图。
1-导体 2-内绝缘层 3-外绝缘层 4-填充 5-包带 6-外护套
图1 圆形三芯低压力缆结构示意图图2扇形三芯低压力缆结构示意图
2、材料选型
相应地，各制造工序对原材料的选型要求分别如下。
1）导体采用无氧铜丝，符合GB/T3956标准中规定的第2类导体结构要求；
2）内绝缘层采用高电气性能和机械物理性能的无卤低烟交联绝缘料；
3）外绝缘层采用无卤低烟阻燃耐辐射聚烯烃绝缘料，保证绝缘线芯的阻燃性和耐辐射性；
4）填充采用无碱玻璃丝绳填充料，保证产品的高阻燃性和圆整性；
5）包带采用高阻燃包带，起到扎紧和阻燃性能；
6）外护套采用无卤低烟阻燃耐辐射辐照交联热固性聚烯烃护套料。
3、主要技术指标
1）一般特性指标符合企业标准Q/TNGT02规定；
2）电缆使用寿命60年（试验方法符合IEEE101标准要求，高于该标准40年的要求）；辐照剂量、模拟LOCA-HELB性能、电性能符合IEEE 383标准要求；
3）阻燃性能指标分别符合GB/T18380.1及GB/T18380.3规定的单根垂直燃烧试验和成束燃烧试验要求。
经过本设计制造的核电站电缆具有如下产品优点。
1) 电缆具有较好的耐辐射性能，能承受整个使用期应受到的辐照加上LOCA时的辐照量，能承受规定的耐压试验，完全满足核电站核岛内K1类电缆要求。
2) 电缆使用寿命长，不低于60 年，高于国际上通用的40年标准要求。
3) 所有电缆尤其是中压电力电缆均符合成束燃烧试验阻燃A类的要求，绝缘线芯符合单根阻燃试验要求。
4) 电缆具有较好的抗震性能和弯曲性能。
目前国内电缆行业已经或正在开发的1E级电缆，其性能设计是模拟核电站正常运行和假想事故时的环境要求进行设计的，其在核电站里各种使用情况，尤其是它的安全性和可靠性，有待进一步验证。
电缆制造商严格的材料选型、苛刻的试验方法、高端的加工工艺将进一步提高产品的安全等级与性能。