詳細介紹
耐熱型電線電纜幾種類別
(一) 耐熱材料的電線電纜
耐熱材料的電線電纜是絕緣和護套材料本體樹脂具有耐熱性能,主要品種有:聚氨脂(可達155℃級)、聚脂(可達135℃)、聚偏氟乙烯(150℃)和尼龍(可達115℃)的絕緣或護套材料。常用于通信、汽車、電機、建筑等行業。
(二)普通電纜材料通過各種方式的改性而達到耐熱性:
1、橡膠材料的耐熱改性
橡膠材料因其耐熱性差,因而提高工作溫度的余度較小,普通橡膠填加較多熱穩定劑和經交聯處理才能達到90℃,因而不能稱為耐熱電纜,如丁苯橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等。主要應用于橡膠絕緣移動用軟電線、橡膠絕緣軟電力電纜和控制電纜等。
但三元乙丙橡膠可經改性,使耐溫等級提高到135℃,加上具有較好的絕緣性能,因而在橡膠方面具有較好的發展前景。
2、聚氯乙烯電纜的改性
普通聚氯乙烯電纜的工作溫度為70℃,聚氯乙烯電纜料的高可混性,使其改性成為可能,多量的熱穩定劑的使用,可便PVC的耐熱從70℃上升到90℃或105℃,因而大大擴大了PVC這種老式材料的適用性,也許這就是PVC電纜長盛不衰的原因之一吧?
90℃PVC電纜料常用于交聯聚乙烯電纜護套,主要用于電力、控制和電氣裝備線纜,由于PVC的改性,使本可淘汰的PVC電纜料在護套的使用上將會延續相當長的時間。
聚氯乙烯丁jīng復合物的主要成分是PVC,因而與聚氯乙烯丁jīng復合物電纜與PVC絕緣電纜具有相同的改性性能。
屏蔽型耐火控制電纜NH-KVVP 3、聚乙烯電纜的改性
聚乙烯材料的塑性較好,但可填充性較差,因而不能填加熱穩定劑方法提高耐熱溫度。聚乙烯電纜可通過DCP干法化學交聯和硅烷溫水交聯將工作溫度提高到90℃,前者用于中高壓電力電纜,后者用于低壓電纜。
但另一種交聯方式--輻照交聯改性,則可將聚烯烴(主要是聚乙烯)的工作溫度大幅度提高,經輻照的絕緣料可按條件不同,耐溫可達到105℃、125℃、135℃、150℃,國外則有能提高到180℃。主要是通過高能電子轉化成穩定的鍵能,使其分子結構對熱穩定性加強,同時配以適當的熱穩定劑,根據能級大小和熱穩定劑的效能,分為不同耐熱等級。
輻照交聯工業常用加工設備為電子加速器,是將電子束高壓增加能量,達到交聯聚烯烴材料的目的,電費加工常用加速器能級為1.0 ~ 3MeV。輻照交聯還可對橡膠、PVC和氟塑料等材料進行交聯。
輻照交聯聚烯烴電線電纜主要用于耐熱建筑線、汽車線、航空導線、機車線電線和電機電器引接線等。
耐熱電纜是中等溫度的電纜,具有一定耐熱性,能適應一定溫度環境。而應用zuì多的是,在電力傳輸電纜中,在能夠保證絕緣性能的同時,增加電纜載流能力,減少電纜重量和截面,意義重大。
核級電纜的種類和性能分析
核級電纜,種類、數量繁多。據估算,一座百萬千瓦級的核電機組,所需各類電纜,型號有100余種,總長近200萬米,價值約1億元左右。如果按用途劃分,有電力電纜,控制電纜,測量電纜,通信電纜,防火電纜(硅絕緣電纜)等五大類。它們不僅應具有普通電纜的一般特性,還要具有低煙、無鹵、阻燃等特性,并要具有特定的耐環境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國內盡管有專門研發和生產核級電纜的電纜企業,但是真正能夠生產出yōu秀的核級電纜的企業還在少數。
核級電纜特殊性能的要求,使得核級電纜與一般工業用電纜相比,zuì大的不同在于核電站用電纜材料的性能要求低煙無鹵阻燃性普通的低壓阻燃電纜一般以PVC等含氯聚合物作絕緣和護套。
核級電纜的絕緣和護套材料,必須采用低煙、無dú、無腐蝕性的的無鹵阻燃電纜料,如熱塑阻燃無鹵素或交聯阻燃無鹵素材料,才能滿足特殊的核ān全要求。無鹵電纜在發生火災時,燃燒釋放的煙霧量很低,不帶毒性及腐蝕性,其阻燃成分可有效發揮阻燃作用,不會使電纜成為火焰蔓延的通道。
無鹵電纜采用不含鹵素的聚合物作為基料,在燃燒時不會產生酸性氣體,因而其毒性及腐蝕性大大低于普通PVC電纜。
阻燃性無鹵阻燃電纜的阻燃機理
在不含鹵素的聚合物中加人大量的*或*等填充劑,它們在電纜燃燒時釋放結晶水,吸收大量熱量,從而抑制聚合物溫度上升,延緩熱分解,降低燃燒速度。另外,脫水分解產生的水蒸汽,能稀釋可燃性氣體,產生阻燃效果。聚合物的阻燃性,通常用氧指數法來評定,它表示試樣在氧氣和氮氣的混合物中燃燒時所需要的zuì低含氧量,指數越大,表示可燃性越小,阻燃性越好。一般氧指數(OI)至少為28才具有不燃特性。
耐火特性
當人們要求電纜線路在發生火災時能繼續發揮作用,并且當電纜由于使用上的需要架設在高危區域的線路上時,電纜必須具備耐火性能。一旦遇上火警,此種耐火電纜仍能在一定時間內繼續ān全運行,為人員及設備的搶救提供電能。核電纜的耐火性能按使用要求不同,分一般耐火性能要求和特殊耐火性能要求。特殊耐火性能要求為:在對電纜撞擊條件下進行1000% ,5min燃燒試驗,火焰熄滅后繼續撞擊5min,同時用規定壓力的高壓水沖電纜,要求在整個試驗過程中電纜能保持繼續通電。
美國1974年制訂IEEE383電纜標準后,年發生核電廠電纜著火延燃事故,促使人們重視難燃性試驗標準的嚴格性問題。對于核島用電纜成品,達到無鹵/低煙/阻燃,即要求電纜成品能通過IEC332-3成束燃燒試驗,燃燒煙濃度達到IEC1034-2的技術要求,燃燒腐蝕性氣體達到IEC754-2規定的*值的要求,絕緣線芯通過IPCEAS-19-81規定的單根垂直燃燒試驗。屏蔽型耐火控制電纜NH-KVVP
耐環境性
核級電纜用材料必須具有核電站固有工作環境所要求的耐環境性,即耐熱性、耐輻照性、耐LOCA性。
耐熱性
由于核級電纜常在高溫環境下工作,因此需要它們具有*耐熱使用性能,要選用耐熱性滿足要求的聚合物,并可讓電纜具有四十年以上的使用壽命。
耐輻照性
緩和環境,嚴酷環境核級電纜受到大量射線時,會使絕緣和護套材料變脆,機械性能變差。因此,作為核電站電纜用的絕緣和護套材料,必須具有優良的耐輻照性。
各種不同的高聚物,其耐輻照性能不同。人們通常在高聚物里添加抗輻照劑,改進其耐輻照性能。有關電纜的耐L0CA性,不同核電站的要求也不相同。
綜上所述,核級電纜除要具有普通電纜所具有的性能之外,還要具有無鹵、低煙、阻燃的特性,并滿足根據其在敷設區域的正常和事故環境下完成ān全功能所必需的性能要求,也就是須滿足耐地震、耐正常和事故工況的--射線照射、耐LOCA/HELB事故工況的環境、工作溫度下具有電站設計壽期內的使用壽命等需求。
另外,核級電纜的使用壽命,原來的設計指標是40年以上,下一代核電站要求達到60年,因此,原來的設計是否能滿足使用要求,尚有待于進一步的實驗驗證。如何延長電纜的使用壽命,已成為重要的研究課題。
低煙無鹵阻燃核電纜,是一種性能水平高、制造難度大的特種電纜,即使是進口產品,在應用過程中也暴露出了不少問題,有的甚至是很嚴重的問題。如何處理解決好這些問題是不能回避的。是否可以考慮采用低煙低鹵阻燃材料來生產核電站的特種電纜,這是電纜行業工作者可以探討的一個想法。這樣做,可以降低電纜材料的配方設計難度,可以使生產工藝較易實現,產品質量會更可靠,在實際應用上也會更ān全。
核級電纜是性能水平高、制造技術難度大的電纜品種,目前生產技術上并未*成熟,有待于更深入的探討研究。