核級電纜的種類和性能分析

核級電纜，種類、數(shù)量繁多。據(jù)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(yīng)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(huán)境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國內(nèi)盡管有專門研發(fā)和生產(chǎn)核級電纜的電纜企業(yè)，但是真正能夠生產(chǎn)出yōu秀的核級電纜的企業(yè)還在少數(shù)。

核級電纜特殊性能的要求，使得核級電纜與一般工業(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(lián)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(fā)生火災(zāi)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(fā)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(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(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(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，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(nèi)繼續(xù)ān全運行，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：在對電纜撞擊條件下進行1000% ，5min燃燒試驗，火焰熄滅后繼續(xù)撞擊5min，同時用規(guī)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(xù)通電。

美國1974年制訂IEEE383電纜標準后，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(shù)要求，燃燒腐蝕性氣體達到IEC754-2規(guī)定的*值的要求，絕緣線芯通過IPCEAS-19-81規(guī)定的單根垂直燃燒試驗。STP-120歐姆特性阻抗為120歐姆

耐環(huán)境性

核級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，嚴酷環(huán)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(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(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)計壽期內(nèi)的使用壽命等需求。

另外，核級電纜的使用壽命，原來的設(shè)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(shè)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(chǎn)品，在應(yīng)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(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想法。這樣做，可以降低電纜材料的配方設(shè)計難度，可以使生產(chǎn)工藝較易實現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量會更可靠，在實際應(yīng)用上也會更ān全。

核級電纜是性能水平高、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。

討論PVC電線電纜的環(huán)保要求

發(fā)達國家嚴禁使用非環(huán)保電纜，我國也十分重視這個領(lǐng)域。我國相關(guān)法律法規(guī)明令要求重要建筑禁止使用聚lǜ乙烯電線電纜，必須采用無鹵低煙交聯(lián)PVC電線電纜，以避免火災(zāi)發(fā)生時大量濃煙、lǜ氣，造chéng人員傷亡。

　　環(huán)保電纜將有力帶動電纜行業(yè)發(fā)展，提升電纜生產(chǎn)企業(yè)競爭力，并在綠色實踐和創(chuàng)新中，使電纜產(chǎn)業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上越走越穩(wěn)。近年來，我國電纜企業(yè)逐步向環(huán)保電纜、低煙無鹵型電纜等方向努力，盡可能做到不含有鉛、鎘、汞等重金屬，不含有溴系阻燃劑，不產(chǎn)生有害的鹵素氣體，不產(chǎn)生腐蝕性氣體，燃燒時發(fā)熱量少，不污染土壤等等，環(huán)保電纜將會更加受到市場的青睞，在電網(wǎng)公司招標中更容易獲得高額訂單。

　　用戶對環(huán)保型電線電纜的要求，歸納起來有以下幾點：　　

　　1.要求鉛和重金屬的含量低

　　*，鉛和某些重金屬會對人體健康造成不利影響，而在PVC配方中，通常需要混入鉛、鎘、鋇等重金屬化合物的添加劑。但是，從上世紀90年代以來，一些發(fā)達國家及大電氣公司相繼制定法規(guī)，在所用的PVC電線電纜中，有八種重金屬含量不得大于規(guī)定。這些新規(guī)定既給電線電纜制造商帶來新的商機，又給PVC電纜制造商帶來嚴重的挑戰(zhàn)。

　　2.要求其低煙與低氧化氫

　　良好的阻燃性能是PVC電線電纜一個十分明顯的優(yōu)點，但是，普通阻燃PVC線纜在起火燃燒時，會釋放出濃濃的黑煙和大量的HCI氣體，從而造成起火后的"二次災(zāi)害"，嚴重影響人員撤離和消防救護工作的開展。所以，在對電線電纜提出阻燃要求的同時，在某些使用場合還會進一步提出"低煙"和"低HCI"的要求。

STP-120歐姆特性阻抗為120歐姆　　3.要求低毒或無毒

　　對于某些可能與食品、血液制品接觸的家用電器、醫(yī)療衛(wèi)生電器以及兒童電動玩具上使用的線纜，除要求無鉛無重金屬外，還要求無毒（或低毒）。這就是說，在PVC配方中使用的所有成分材料均應(yīng)是無毒的。電纜料中含有大量的增塑劑，但制造無毒料必須選用無毒的增塑劑。因此，這種PVC料的要求比無鉛無重金屬料的更高，售價也自然更貴。

　　4.其他禁物用

　　目前，歐盟正審理的法規(guī)，對下列物品進行了限制，以確保電線電纜能復(fù)合環(huán)保要求。例如：1）石棉；2）多由聯(lián)苯及其醚類，多溴*；3）多lǜ聯(lián)苯；4）短鏈（C10~C13）lǜ化石蠟。

　　隨著環(huán)境問題越來越受到重視，許多國家已經(jīng)紛紛制定了各種環(huán)保政策，因此人們更傾向于使用綠色環(huán)保電纜。低煙無鹵阻燃電纜材料就是目前較熱門的環(huán)保電纜之一。盡管我國市場對綠色環(huán)保電纜的需求日益增長，但與發(fā)達國家相比，我國在相關(guān)政策制定和強制性應(yīng)用方面還有很長的一段路要走，我國應(yīng)盡快完善環(huán)保電纜標準。