核級(jí)電纜的種類和性能分析

核級(jí)電纜，種類、數(shù)量繁多。據(jù)估算，一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電機(jī)組，所需各類電纜，型號(hào)有100余種，總長(zhǎng)近200萬(wàn)米，價(jià)值約1億元左右。如果按用途劃分，有電力電纜，控制電纜，測(cè)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(yīng)具有普通電纜的一般特性，還要具有低煙、無(wú)鹵、阻燃等特性，并要具有特定的耐環(huán)境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國(guó)內(nèi)盡管有專門研發(fā)和生產(chǎn)核級(jí)電纜的電纜企業(yè)，但是真正能夠生產(chǎn)出yōu秀的核級(jí)電纜的企業(yè)還在少數(shù)。

核級(jí)電纜特殊性能的要求，使得核級(jí)電纜與一般工業(yè)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(wú)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(hù)套。

核級(jí)電纜的絕緣和護(hù)套材料，必須采用低煙、無(wú)dú、無(wú)腐蝕性的的無(wú)鹵阻燃電纜料，如熱塑阻燃無(wú)鹵素或交聯(lián)阻燃無(wú)鹵素材料，才能滿足特殊的核ān全要求。無(wú)鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，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(fā)揮阻燃作用，不會(huì)使電纜成為火焰蔓延的通道。

無(wú)鹵電纜采用不含鹵素的聚合物作為基料，在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)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(wú)鹵阻燃電纜的阻燃機(jī)理

在不含鹵素的聚合物中加人大量的*或*等填充劑，它們?cè)陔娎|燃燒時(shí)釋放結(jié)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(chǎn)生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚合物的阻燃性，通常用氧指數(shù)法來(lái)評(píng)定，它表示試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌衔镏腥紵龝r(shí)所需要的zuì低含氧量，指數(shù)越大，表示可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(OI)至少為28才具有不燃特性。

耐火特性

當(dāng)人們要求電纜線路在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能繼續(xù)發(fā)揮作用，并且當(dāng)電纜由于使用上的需要架設(shè)在高危區(qū)域的線路上時(shí)，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(shí)間內(nèi)繼續(xù)ān全運(yùn)行，為人員及設(shè)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(duì)電纜撞擊條件下進(jìn)行1000% ，5min燃燒試驗(yàn)，火焰熄滅后繼續(xù)撞擊5min，同時(shí)用規(guī)定壓力的高壓水沖電纜，要求在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中電纜能保持繼續(xù)通電。

美國(guó)1974年制訂IEEE383電纜標(biāo)準(zhǔn)后，年發(fā)生核電廠電纜著火延燃事故，促使人們重視難燃性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性問(wèn)題。對(duì)于核島用電纜成品，達(dá)到無(wú)鹵/低煙/阻燃，即要求電纜成品能通過(guò)IEC332-3成束燃燒試驗(yàn)，燃燒煙濃度達(dá)到IEC1034-2的技術(shù)要求，燃燒腐蝕性氣體達(dá)到IEC754-2規(guī)定的*值的要求，絕緣線芯通過(guò)IPCEAS-19-81規(guī)定的單根垂直燃燒試驗(yàn)。HYAT-30*2*0.6銅芯電纜

耐環(huán)境性

核級(jí)電纜用材料必須具有核電站固有工作環(huán)境所要求的耐環(huán)境性，即耐熱性、耐輻照性、耐LOCA性。

耐熱性

由于核級(jí)電纜常在高溫環(huán)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(huán)境，嚴(yán)酷環(huán)境核級(jí)電纜受到大量射線時(shí)，會(huì)使絕緣和護(hù)套材料變脆，機(jī)械性能變差。因此，作為核電站電纜用的絕緣和護(hù)套材料，必須具有優(yōu)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(jìn)其耐輻照性能。有關(guān)電纜的耐L0CA性，不同核電站的要求也不相同。

綜上所述，核級(jí)電纜除要具有普通電纜所具有的性能之外，還要具有無(wú)鹵、低煙、阻燃的特性，并滿足根據(jù)其在敷設(shè)區(qū)域的正常和事故環(huán)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(huán)境、工作溫度下具有電站設(shè)計(jì)壽期內(nèi)的使用壽命等需求。

另外，核級(jí)電纜的使用壽命，原來(lái)的設(shè)計(jì)指標(biāo)是40年以上，下一代核電站要求達(dá)到60年，因此，原來(lái)的設(shè)計(jì)是否能滿足使用要求，尚有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。如何延長(zhǎng)電纜的使用壽命，已成為重要的研究課題。

低煙無(wú)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(jìn)口產(chǎn)品，在應(yīng)用過(guò)程中也暴露出了不少問(wèn)題，有的甚至是很嚴(yán)重的問(wèn)題。如何處理解決好這些問(wèn)題是不能回避的。是否可以考慮采用低煙低鹵阻燃材料來(lái)生產(chǎn)核電站的特種電纜，這是電纜行業(yè)工作者可以探討的一個(gè)想法。這樣做，可以降低電纜材料的配方設(shè)計(jì)難度，可以使生產(chǎn)工藝較易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)更可靠，在實(shí)際應(yīng)用上也會(huì)更ān全。

核級(jí)電纜是性能水平高、制造技術(shù)難度大的電纜品種，目前生產(chǎn)技術(shù)上并未*成熟，有待于更深入的探討研究。

淺析海底電力電纜需求增長(zhǎng)的三大因素

根據(jù)Technavio發(fā)布的海底電力電纜市場(chǎng)研究報(bào)告稱，2016-2020年，海底電力電纜市場(chǎng)需求年復(fù)合增率約為5.89%。其中，原材料價(jià)格波動(dòng)、高壓直流電纜需求增加以及研發(fā)投入加大是促進(jìn)海底電力電纜需求穩(wěn)定增加的三大新興趨勢(shì)。

　　到2020年，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是海底電力電纜zuì主要的終端應(yīng)用市場(chǎng)。能源企業(yè)加大對(duì)海底電力電纜的投入與建設(shè)是為了進(jìn)一步提高輸電有效性，zuì終保障陸地電力供應(yīng)。

　　與此同時(shí)，對(duì)可再生能源電力投資加大，包括潮汐能、波浪能、海上風(fēng)電將持續(xù)促進(jìn)該市場(chǎng)需求增長(zhǎng)。

　　原材料價(jià)格波動(dòng)

　　用于生產(chǎn)電力電纜的主要原材料是鋁材和銅材。電纜本身就是料重工輕的行業(yè)，所以原材料價(jià)格波動(dòng)對(duì)電纜制造商的影響非常直接。截止2015年12月，原材料價(jià)格成本占海底電力電纜生產(chǎn)成本的近85%。

　　其中，銅材和鋁材的成本則占生產(chǎn)總成本的50%左右。因此，銅鋁和其他必要原材料價(jià)格波動(dòng)，再加之燃料和能源成本價(jià)格波動(dòng)對(duì)電纜制造商銷售成本和收入都產(chǎn)生了非常大的影響。為此，電纜制造商試圖通過(guò)成品協(xié)商價(jià)格變化來(lái)減少金屬價(jià)格波動(dòng)帶來(lái)的影響。

　　報(bào)告中認(rèn)為，通過(guò)提高成品售價(jià)可以實(shí)現(xiàn)毛利潤(rùn)率增加的目的，以減少原材料價(jià)格成本波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，但前提是成品市場(chǎng)供不應(yīng)求。

　　高壓直流電纜銷售增加

HYAT-30*2*0.6銅芯電纜 　　高壓直流地下電纜是長(zhǎng)距離高壓電力輸送的一個(gè)可行選擇。歐洲委員會(huì)已經(jīng)篩選出43個(gè)主要能源項(xiàng)目來(lái)打造跨境基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)單一能源市場(chǎng)，提高區(qū)域能源ān全。在這些項(xiàng)目中都需要大量的電力從歐洲一個(gè)國(guó)家輸送至另一個(gè)國(guó)家。因此，到2020年，歐洲市場(chǎng)將成為高壓直流電纜的主要需求市場(chǎng)。

　　此外，質(zhì)量輕、低損耗等特點(diǎn)也使得高壓直流電纜成為比交流電纜更具優(yōu)勢(shì)的選擇，尤其是在海底輸電市場(chǎng)。

　　研發(fā)投入加大

　　報(bào)告中認(rèn)為，研發(fā)投入增加是促進(jìn)未來(lái)海底電力電纜市場(chǎng)需求穩(wěn)定增長(zhǎng)一大原因。海上風(fēng)電市場(chǎng)的迅猛增長(zhǎng)為研發(fā)創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)。不同替代性能源資源需要不同類型的電力電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定輸送。

　　因此，電纜制造商們將不斷加大對(duì)新電纜技術(shù)的投入，實(shí)現(xiàn)耿長(zhǎng)距離、更低損耗的高壓電力輸送。

　　不僅如此，由于產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，電纜制造商不斷加大新產(chǎn)品研發(fā)，以使企業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)力。

　　報(bào)告中還指出，未來(lái)海底電力電纜的發(fā)展趨勢(shì)(包括高壓/特高壓電纜)：

　　·　濕式設(shè)計(jì)向干式絕緣轉(zhuǎn)變，有利于電纜外圍環(huán)境條件;

　　·　低電應(yīng)力向高應(yīng)力轉(zhuǎn)變;

　　·　大直徑尺寸向小直徑轉(zhuǎn)變;

　　·　電纜質(zhì)量更輕;

　　·　短程向長(zhǎng)距離目的地配送。