核电站1E级K3类电缆的改进

　　我国未来十五年内，将建设40座100万千瓦级核电机组，有关核电站设计部门，对前一时期1E级K3类电缆的性能指标并不满意，要求提高性能指标，以满足核电站更长时间的可靠运行，这就是所谓“提高门槛”。表1是以前各电缆厂1E级K3类企业标准部分性能指标与当前设计部门提出新要求的对比，必须指出目前尚未对新要求作为最终法定指标，但今后在修订核电规范时，可能被部分采纳，因此过去生产核电站用电缆的企业，或是跟踪信息改进产品，或是放弃核电站用电缆的生产。产品的改进决定于材料和工艺，这二点国内已有条件做到。以下信息不一定正确，仅提供参考。

表1 阻燃无卤交联绝缘和护套的原指标与新要求对比
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序号	性  能	原指标	新要求	可能调整值
1	热寿命评定	≥40年	≥60年	――
2	绝缘老化前断裂伸长率	≥120％	≥200％	≥150％
3	护套老化前断裂伸长率	≥120％	≥300％	≥200％
4	护套老化后断裂伸长率	最大变化率±25％	≥250％	――
5	耐磨试验	――	≥50次	――

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　　此外设计部门还提出电缆耐辐射剂量、一次传输参数以及耐油等性能等要求，这些方面也有待电缆制造厂所考虑的问题，当然不能理解为一个型号的产品具有万能的适应要求，而是采取不同型号产品来规定适用场合。目前有些电缆厂的产品已经能基本符合表1的新要求指标。

　　采用阻燃无卤交联型护套消除了成品电缆护套的开裂问题，但采用辐照交联型护套在工艺上并没有特别的优势，尤其电缆直径稍大时，生产线速度较慢，耗电量大，而且护套的交联度均匀性较难掌握，严重的不均匀性，反而会促使护套开裂。优质阻燃无卤热塑型护套料，并采用合适的挤出工艺，同样也能避免护套开裂。目前国内外材料已有较好的产品，如Dow化学公司DFDA-1643 NT阻燃无卤热塑型护套料，不含有任何对环境有害的物质，挤出工艺不需要使用特殊设计的螺杆，挤出护套表面平整，无焦粒子。材料性能典型值见表2～表4。

表2 物理和电气性能
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序号	试验项目	试验条件	试验结果	试验方法
1	低温冲击	－25℃16 h	无损坏	IEC60811-1-4
2	高温冲击	130℃  1h	无开裂	IEC60811-3-1
3	断裂伸长率	－25℃16 h	180％	IEC60811-1-4
4	环境应力	10％Igepl F20 500 h	无损坏	IEC60811-4-1/B
5	耐磨性	600周	0.4％	Dow method
6	体积电阻率	室温	1.39×1015 Ω-cm	ASTM D 257
7	介电常数	室温 60Hz	3.35	ASTM D 150
8	耗散因素	室温 60Hz	0.014	ASTM D 150

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表3 空气热老化性能
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序号	试验条件	试验结果（按ASTM D 638）
		抗张强度保留率	断裂伸长率保留率
1	100℃ 168h	100	85
2	100℃ 240h	99	86
3	110℃ 168h	101	87
4	110℃ 240h	98	94
5	121℃ 48h	95	88
6	121℃ 96h	92	90
7	121℃ 168h	90	94

表4 性能汇总

序号	试验项目	试验结果	试验方法
1	卤素含量	0	--
2	外观	白色	--
3	密度（g/cc）	1.49	--
4	氧指数	37	ASTM D 2863
5	垂直燃烧(V-0)	通过	UL-94(3.2 mm)
6	烟密度（DS Max）无焰法	108	ASTM E 662
7	抗张强度（MPa）	12.6	ASTM D 638
8	断裂伸长率(%)	230	ASTM D 638
9	抗撕强度（N/mm）	7.8	ASTM D 470
10	低温脆化（－40℃）	通过	ASTM D 746
11	热变形90℃ （％）	1	Dow method
12	弯曲模量（MPa）	271	ASTM D 790
13	硬度（肖氏D）	45	ASTM D 2240
14	耗散因素	0.014	ASTM D 150
15	介电常数	3.35	ASTM D 150

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来源：中国电线电缆网