核电站专用电缆的分类和有关的试验要求
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。
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。
我国核电站电缆研究与分析
工 业 技 术
我 国核 电站 电缆研 电工程有限公 司, 广东 广州 5 1 0 0 0 0 )
摘 要: 我 国核 电站 的 电缆 系统 主要 分布 于 电 气厂 房 电缆 夹 层 、 核反应堆厂房、 核辅助厂房 、 汽轮机厂房 、 机械廊道 、 电 气廊 道 等 ,大 多数 电缆 都 集 中在核 辅 助 厂 房主 控 制 室 内的控 制 配 线 架和 电气厂 房 的 电 气配 电盘 和 D C S 盘 柜 的 配 线 架上 ,用 于 电力 传 输、 控制、 计 算机 、 仪表、 测 量等 。 文 章主 要 研 究 与 分析 我 国核 电站 电 缆 的分 类 、 标 准及 生 产 面 临的 问题 , 并根 据 实 际情 况提 出核 电站 电缆 的 建设 性 意 见 。 关键词: 核 电站 ; 电缆 ; 分类; 标准 ; 试 验 求, 而是 采取 不 同型号 产 品来 规 定 适用 场 合 。 面 对 我 国进 入 大 规 模 的核 电 站 建设 和 核 电 站 用 电 缆 国 产 化 进 随 着 我 国 国 民经 济 的快 速 发 展 ,国 家 核 电 发展 的方 针 已 经 由 程 的要 求 , 加强 电缆 生产 制 造 厂 、 建设 单 位 、 核 电设 计 院 和研 究 所 的 “ 适 度发 展 核 电 ” 调整为“ 积 极发 展 核 电” 。 根据 我 国 近期 官方 发 布 信 广 泛 协作 , 联 合 制 订定 核 电站 电缆 标 准 要 求 , 已成 为 迫 在 眉 睫 和 尤 息 ,中国核 电 中长 期发 展 规 划 到 2 0 2 0年 核 电装 机 在运 总容 量 将 达 为重 要 的课 题 。核 电站 电 缆标 准 的制定 和统 一 , 将 有 利 于对 电缆 材 到5 8 0 0万 千瓦 , 在 建 总容 量 约 3 0 0 0万千 瓦 。 到2 0 3 0 年 装机 总容 量 料 、 结 构 、 工艺 和试 验 深 入 探 讨 、 验 证 以及 开 展更 多 的研 究 工 作 , 甚 将会 达 到 1 - 3 亿 千 瓦 左右 。这 意 味 着每 年 将有 更 多 的核 电机 组 会 投 入建设 , 而一 座 百 万 千 瓦 级 核 电机 组 ( 两 台机 组 ) 的核 电 站 通 常 有 至有 利 于 完善 我 国 自主 的核 电站 电 缆标 准 的制 订 。 3 我 国核 电站 电缆 生 产面 临 的 问题 3 0 0 0多公 里 的 电缆 产 量 , 价 值 一 亿 多元 , 这说明 , 未来很长时间 , 电 缆 行业 是 一个 飞 速 发展 的好 契机 。 ( 1 ) 核 电站 电缆 使 用 的 时效 性 。核 级 电缆 运行 寿命 一 般要 求 为 1我 国核 电 站 电缆 分类 4 0年及 以上 ,现 在 又倾 向提 高到 6 0年及 以上 。对 于 一种 新 材料 在 按 照 我 国 电缆 在核 电站 中使 用 对 核 电站 安 全 级 别 来分 , 可分 为 未取得实际 4 0或 6 0 年运行经验前 , 可 以使用加速老化试验数据推 非 核级 和 核 级 。非 核级 电缆 一 般指 常 规 性 电缆 或 无 级 类 ( N C类 ) 电 算 出 材料 运 行 寿命 。我 国对所 有 核 级 K 3 类 电缆 要求 通 过 热 寿命 评 缆 。核 级 电缆 是 指 1 E级 电缆 , 即 是指 完 成安 全 壳 隔 离 、 堆 芯 应急 冷 定 试 验 , 其评 定 值 在 4 0年 至 6 O 年 之 间 。( 2 ) 核 电 站 电缆 的技 术 要求 却、 反应堆余热导 出, 可 以防止放射性物质向周 围环境排放等功能 需通过 B类成束燃烧试验 、 绝缘和护套燃烧 时酸性气体逸 出量及其 的 电缆 。 水溶液 D H值 和 电导 率 符合 无 卤低烟 的规定 等 。( 3 ) 护 套 开 裂 问题 , 根 据 反 应堆 厂 房 和核 辅 助 厂房 两 个 运 行环 境 的具 体条 件 , 确 定 至今 也没 有 可 靠 的检 验 方法 。 从 以往 的电缆 护 套 开裂 的调研 和 取样 电缆 的结 构 设计 和 制 定性 能 指标 。按 电缆 运 行 及使 用 环 境 分类 , 1 E 试验分析 , 开裂 原 因其 一 是 原 材 料 检 验合 格 但 性 能 水 平 不 高 ; 其 二 其 材 料 不 能满 足 挤 出 丁 级 回路用 电缆 细分 为 : 可以安 装 存 安全 壳 以内 的 K 1 类 电缆 。 即在核 是护 套 经过 冷 热 温度 周 期 变化 后 出 现开 裂 , 电站 正 常运 行 、 事故 工 况 或事 故 后 工 况 的 相应 环 境 条件 下 以及 在地 艺要 求 。 以下 三种 方法 可 以 防止 护 套 开 裂 : 使用交联型护套 , 但 会 增 加 震 载荷 下均 能 执行 其 功 能 的 电缆 ;可 以安 装 在 安全 壳 以 内 的 K 2 类 电缆 。 即 在正 常运 行 工 况 的相 应 条件 下 以及 在 地 震 载荷 下均 能 执 行 原材 料 成本 和 加 工成 本 。对 护 套 有 三种 交 联 方法 , 其 一为 只适 用 于 其 功 能 的 电缆 。 可 以安装 在 安 全壳 以外 的 K 3 类 电缆 。 即在正 常 运行 小直 径 电缆 的辐 照交 联 ; 其 二 为 工艺 设 备 复 杂 , 在通 过 蒸 汽 管 道 时 , 工 况 的相 应 环 境 条 件 下 以 及在 地 震 载 荷 下 能 保 证 执行 其 功 能 的 电 有 可 能会 造 成 绝 缘 变 形 的 化 学交 联 ; 其 为不 会 产 生 缺 陷 , 但 工 艺 缆。 加T 时间 较长 的硅 烷交 联 。使 用高 性 能热 塑 型 护套 材 料 。材料 需 满 按 核 电站 1 E级 电缆 用途 分 类 ,包 括 1 0 k V及 以下低 压 电缆 、 电 足 阻燃 要 求 , 且其原始断裂伸长率 E ≥2 5 0 %, 并 能 在低 温 条 件 下 保 力 电缆 ; 额 定 电压 0 . 6至 l k V 的控 制 电缆 ; 额 定电压 0 - 3 至O . 5 V 及 持一 定 的 断 裂伸 长 率 。 使 用 优 质 阻燃 无 卤热 塑 型护 套 材料 。目前 国 以下 的 电线 、 计 算 机 电缆 、 通 信 电缆 、 仪表 电缆 、 补偿 电缆等 。 内外 这 种 材料 已有 较好 的产 品 ,不 含 有 任何 对 环 境有 害 的物 质 , 挤 在 实 际工 程 应用 中 , 核 电站 电缆 各 类 及 数 量繁 多 , 电缆 选 择 、 使 出 护 套表 面平 整 , 无 焦 粒子 。 用 时 可 以 以高 代 低 , 但 不 可 以 以低 代 高 , 必 须 遵 循 核 电站 系 统 安 全 此外 , 采 用 合 适 的挤 出 工艺 , 同样 也 能避 免 护 套 开裂 。核 级 K 1 功 能要 求 。 类 电缆 , 需 要 做 耐辐 射 试验 。 参 照 美 国 的热 老化 试 验时 间 , 大 约 需满 2 核 电站 电 缆标 准 足 1 3 8  ̄ C 3 0 0小 时 ,相 当 于 可 满足 使 用 4 0年 时 间 ;完成 老化 试 验 国 际上 核 电 站 用 电缆 相 关 标 准 及 规 范 有 : 法 国的《 核 岛 电气 设 后 , 使 用 钴 源 进 行 射 线 辐 照 试 验 , 参 考 美 国对 缓 和环 境 电缆 的吸 备设计和建造规则 ( R C C — E规 范 ) 》 和 美 国 的《 核电站用 1 E级 电 缆 收 剂量 要 求 , 要达到 7 x 1 0 5 G y , 严酷 环 境 须达 到 1 5 x 1 0 5 G y 。 和 现场 连 接 的质 量 鉴定 ( I E E E 3 8 3 — 2 0 0 3 ) 》 , 《 核 电站 一 安 全 系 统 的 电 4 结 束语 气设 备 一 质量 鉴 定 ( I E C 6 0 7 8 0 ) 》 等。 但是 目前 我 国核 电 站 电缆 尚未 制 目前 , 随着 我 国经 济 水 平 及 科 技 水 平 的 提 高 , 电缆 材 料 水 平 及 定 统 一 的行 业 和 国家 标 准 , 基 本 上 是 由各 生 产 企 业 、 行 业 按 各 自制 工 艺 技术 水 平 的均 有所 提 高 。 我 国 即将进 入 核 电站 建 设 高速 发 展 时
核电电缆简介
核电电缆简介
国内1E级核电电缆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。
K3 类核电电缆是指在安全壳外处,在正常情况和地震荷载下能执行其规定功能的电缆。
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。
1E 级 K1 类电缆,需要经受辐射试验,大概情况如下:
(1)热老化试验,美国为 138℃ 300小时,相当于使用 40 年。
(2)辐照试验,老化试验后用钴源进行γ射线辐照试验,美国对缓和环境电缆的吸收剂量规定为 7×105 Gy ,对严酷环境为15×105 Gy 。
(3)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34.2 i/min m2。
(4)浸水耐电压试验,在γ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 3.15 MV/m 梯度施加电压,5分钟不击穿为合格。
以上仅是核电站用电缆试验的概略说明,实际试验还有许多具体细则。
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。
核电缆
核电站用补偿电缆一、适用范围本产品主要适用于核电站反应堆厂房外的热电偶、记录仪、计算机以及数据处理系统的连接用一般精密级电缆。
二、产品特点采用辐照交联阻燃聚烯烃绝缘,满足耐辐射性和电绝缘性双重要求。
产品具有无卤低烟、阻燃和耐辐射特性,能够适应核电站特殊环境要求。
三、使用特性电缆用于热电偶与记录仪,计算机等数据处理系统的连接。
电缆导体的长期允许工作温度为:90℃。
电缆安装时的环境温度不宜低于0℃;低于0℃时,敷设前应对电缆进行预热。
电缆安装时的最小弯曲半径:应不小8D。
(注:D为电缆直径)反应堆厂房正常工况r射线辐照累剂量为250kGY。
LOCA工况r射线辐照累积剂量为600kGY。
四、执行标准核电站用1E级K3类低烟无卤阻燃电缆,执行企业标准。
企业标准采用了CST 74C 06800《EDF核电站电缆技术规格书》、RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》、核电站设计提出的《电缆技术规格书》及IEC60502等标准。
五、型号及名称核电站用1E级K3类补偿电缆的型号、名称核电站用测量电缆一、适用范围本产品适用于额定电压300/500V核电站反应堆安全壳外传感器和电气机柜测量连接系统。
产品特点采用辐照交联聚乙烯或辐照交联阻燃聚烯烃绝缘,满足耐辐射性和电绝缘性双重要求。
产品具有无卤低烟、阻燃和耐辐射特性,能够适应核电站特殊环境要求。
二、使用特性/U为:300/500V。
额定电压U电缆导体的长期允许工作温度为:90℃。
电缆安装时的环境温度不宜低于0℃;低于0℃时,敷设前应对电缆进行预热。
电缆安装时的最小弯曲半径:应不小8D。
(注:D为电缆直径)短路(最长持续5s)时,电缆导体的最高温度应不超过250℃。
反应堆厂房正常工况r射线辐照累剂量为250kGY。
LOCA工况r射线辐照累积剂量为600kGY。
三、执行标准核电站用1E级K3类低烟无卤阻燃电缆,执行企业标准。
企业标准采用了CST 74C 06800《EDF核电站电缆技术规格书》、RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》、核电站设计提出的《电缆技术规格书》及IEC60502等标准。
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆标准(1)
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆第1部分:额定电压0.6/1kV及以下核电站用1E级(K3类)控制电缆1范围本标准规定了额定电压0.6/1kV及以下核电站用1E级K3类无卤低烟阻燃A级控制电缆的型号规格、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0.6/1kV及以下核电站用1E级K3类无卤低烟阻燃A级控制电缆。
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 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1部分:老化程序和试验结果的评定GB/T 12706.1-2002 额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第2部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆GB/T 17650.2-1998 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 18380.1-2001 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 18380.3-2001 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,控制和通信电缆JB/T 8137-1999 电缆交货盘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定义。
核级电缆试验大纲
K3类核级电缆样品
试验大纲
核级电缆是核电站的重要配套电气产品之一,其使用条件苛刻,安全性能要求严格可靠。
为更好的考核和评定电缆的设计,制造及性能指标,试制出8个型号K3类核级电缆样品,并对其性能进行全项试验,特制定样品试验大纲。
1试验依据
1.1 企业标准:
1.2 K3类电缆技术规格书:
YHKH041—G001~5
2 试验规程
对8个样品严格按企业标准的验收规则(R,S,T)进行全项试验。
由于样品数量有限,故不做抽样(S)试验,待批量订货后考虑。
3 试验内容
3.1 0.6/1.0kVK3类电力电缆标准:Q/DBX071-2 型号:HLEY-C-K3,
标准:Q/DBX071-7 型号:HLYJY-C-K3
试验内容见表1。
表1 电力电缆验收规则和试验方法
3.20.6/1.0kVK3类控制电缆标准 Q/DBX071-3 型号:HKEPY-C-K3,
标准 Q/DBX071-8 型号:HKYJPY-C-K3试验内容见表2。
表2 控制电缆验收规则和试验方法
3
标准 Q/DBX071-9 型号:HYYJP3P Y-C-K3试验内容见表3。
表3 仪表电缆验收规则和试验方法
标准 Q/DBX071-10 型号:HPKXYJP Y-C-K3试验内容见表4。
表4 补偿电缆验收规则和试验方法
.。
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。
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。
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。
核电缆
核电站用补偿电缆一、适用范围本产品主要适用于核电站反应堆厂房外的热电偶、记录仪、计算机以及数据处理系统的连接用一般精密级电缆。
二、产品特点采用辐照交联阻燃聚烯烃绝缘,满足耐辐射性和电绝缘性双重要求。
产品具有无卤低烟、阻燃和耐辐射特性,能够适应核电站特殊环境要求。
三、使用特性电缆用于热电偶与记录仪,计算机等数据处理系统的连接。
电缆导体的长期允许工作温度为:90℃。
电缆安装时的环境温度不宜低于0℃;低于0℃时,敷设前应对电缆进行预热。
电缆安装时的最小弯曲半径:应不小8D。
(注:D为电缆直径)反应堆厂房正常工况r射线辐照累剂量为250kGY。
LOCA工况r射线辐照累积剂量为600kGY。
四、执行标准核电站用1E级K3类低烟无卤阻燃电缆,执行企业标准。
企业标准采用了CST 74C 06800《EDF核电站电缆技术规格书》、RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》、核电站设计提出的《电缆技术规格书》及IEC60502等标准。
五、型号及名称核电站用1E级K3类补偿电缆的型号、名称核电站用测量电缆一、适用范围本产品适用于额定电压300/500V核电站反应堆安全壳外传感器和电气机柜测量连接系统。
产品特点采用辐照交联聚乙烯或辐照交联阻燃聚烯烃绝缘,满足耐辐射性和电绝缘性双重要求。
产品具有无卤低烟、阻燃和耐辐射特性,能够适应核电站特殊环境要求。
二、使用特性/U为:300/500V。
额定电压U电缆导体的长期允许工作温度为:90℃。
电缆安装时的环境温度不宜低于0℃;低于0℃时,敷设前应对电缆进行预热。
电缆安装时的最小弯曲半径:应不小8D。
(注:D为电缆直径)短路(最长持续5s)时,电缆导体的最高温度应不超过250℃。
反应堆厂房正常工况r射线辐照累剂量为250kGY。
LOCA工况r射线辐照累积剂量为600kGY。
三、执行标准核电站用1E级K3类低烟无卤阻燃电缆,执行企业标准。
企业标准采用了CST 74C 06800《EDF核电站电缆技术规格书》、RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》、核电站设计提出的《电缆技术规格书》及IEC60502等标准。
核级电缆标准
核级电缆标准核级电缆是一种用于核设施中的特殊电缆,其设计和制造标准必须符合特定的安全和性能要求。
以下是核级电缆标准的详细描述:一、概述核级电缆主要用于核电站、核研究设施和其他涉及核应用的场所。
这些电缆必须能够承受极端的环境条件,包括辐射、高温、高压和腐蚀。
因此,核级电缆的设计和制造标准必须严格,以确保其安全性和可靠性。
二、电缆设计和制造标准1.电缆材料:核级电缆应使用具有抗辐射、耐高温、耐腐蚀和良好导电性能的材料。
例如,导线应采用高纯度的铜或铝,绝缘层应采用耐高温、耐辐照的聚合物材料。
2.电缆结构:核级电缆的结构应设计成能够承受恶劣的环境条件。
例如,绝缘层应足够厚,以抵抗机械损伤和化学腐蚀。
护套也应足够厚,以提供额外的保护,并应设计成能够防止外部物理损伤。
3.制造工艺:核级电缆的制造工艺必须严格控制,以确保其质量和一致性。
制造过程中应采用特殊的加工设备和工艺,如挤塑、辐照交联等,以确保电缆的尺寸精度和结构完整性。
4.质量控制:制造核级电缆的厂家应建立严格的质量控制系统,包括原材料检验、过程控制和成品检验等环节。
质量控制还应包括对电缆的性能测试,如耐温、耐压、耐腐蚀等性能的测试。
5.认证要求:核级电缆需要经过特定的认证程序,以确保其符合相关的安全和性能标准。
通常,核级电缆需要获得国际原子能机构(IAEA)或其他相关机构的认证。
三、安全和性能标准1.电性能要求:核级电缆应具有稳定的电性能,包括低电阻、低电感、低电容等特性,以确保信号传输的稳定性和准确性。
此外,核级电缆还应具备较高的耐电压和耐电流能力,以满足核设施的特殊要求。
2.机械性能要求:核级电缆应具有较高的机械强度和耐磨性,以承受核设施中的恶劣环境条件。
例如,电缆应能够在振动、冲击、弯曲等机械应力作用下保持结构和性能的稳定。
3.环境适应性要求:核级电缆应能够在高温、低温、辐射、潮湿、腐蚀等极端环境下正常工作。
因此,电缆的材料和结构设计应充分考虑环境适应性要求。
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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。
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。
对运行环境的具体条件进行确定。
2 、试验方法
a. 电力电缆5000 h 电老化试验电力电缆应通过5000 h 的电老化试验,试验按lEC 60502 规
定进行测试。
试验条件为:
( 1 )电缆试样的长度:不小于30m ;
( 2 )施加电压:相与相之间施加电压 2 (μ 为电缆导体间的额定工频电压);
( 3 )施加电流:电流通过电缆,要使导体温度达到95~ 100℃;
( 4 )一个循环的持续时间:8h 加热,然后16h 冷却;
( 5 )试验持续时间不少于5000h (即209 个温度循环) 。
试验结果:试验期间电缆应不击穿。
试验电压和试验时间是依据电缆绝缘的寿命指数n 来确定的,并留有一定的安全裕度,电老化寿命方程式为:Unt=C[(1) 式中,U 为电缆上施加的电压;n 为寿命指数;t 为电击穿时间; C 为常数( 与结构等有关)] 。
若采用的交联聚乙烯的寿命指数n≥9 ,核电站要求电缆使用寿命为50 年,可利用式(1) 来推算电压与时间的关系。
例如:工作电压U= 10 kV ,则要求工作时间t = 348000 h ( 50 年) ;试验电压=20 kV ,则要求试验时间= 5000 h 。
将上述参数代入式( 1 )可得:
求解可得n = 6. 45 ,小于9 ,说明该试验方法有安全裕度。