摘 要 这篇文章论述了核电站用电缆料的功用特色，扼要介绍了常用的无卤电缆资料。1 前语核电站用电缆，种类、数量繁复。据预算，一座百万千瓦级的核电机组，所需各类电缆，类型有100余种，总长近200万米，价值约1亿元摆布。假如按用处区分，有电力电缆，操控电缆，丈量电缆，通讯电缆，防火电缆(硅绝缘电缆)等五大类。它们不仅应具有一般电缆的一般特性，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)。

           这些特别的功用需求，使得核级电缆与一般工业用电缆比较，最大的不一样在于电缆所用的绝缘及护套资料不一样。核电站用电缆资料的功用需求低烟无卤阻燃性一般的低压阻燃电缆一般以PVC等含氯聚合物作绝缘和护套。PVC电缆在发作火灾事端时会发作很多烟雾，分出氯化氢等有毒气体，除对人的生命构成直接要挟外，还会溶解形成稀盐酸附着在各种电器设备及建筑物的钢构造上，严峻下降设备的安全性及建筑物的运用寿数，特别是当烟气进入通讯技能设备和数据技能设备后，将会使它们损失正常功用，甚至引发"二次灾祸"。

               核电站用电缆的绝缘和护套资料，有必要选用低烟、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资料，才能满意特别的核安全需求。无卤电缆在发作火灾时，焚烧开释的烟雾量很低，不带毒性及腐蚀性，其阻燃成分可有用表现阻燃作用，不会使电缆成为火焰延伸的通道。无卤阻燃电缆料的首要技能特性有： .烟密度它是资料焚烧发作烟雾的一种量度，是在必定试验条件下，借助于光学办法，来丈量由于烟雾积聚而发作的光束衰减，用给定时间的比光密度Ds和最大比光密度Dm来鉴定，Dm标明烟的总累积。Dm越大，焚烧时的发烟量越大。一般低烟低卤电缆料的Dm<300，核电站用电缆需求Dm<150。有关试验标明，一根1米长约含0.85千克的电缆，从焚烧着火起所发作的烟气可在不到5分钟的时间内彻底笼罩容积

为100m，的房间。此刻烟的浓度将造成呼吸困难，严峻阻碍人员分散和救活救援。无卤电缆不存在这一疑问。

        .毒性及腐蚀性一般PVC电缆在焚烧时，发作的氯和氢会联系开释出氯化氢气体，一起其增加剂还发作一些其它的有毒及腐蚀性气体。而无卤电缆选用不含卤素的聚合物作为基料，在焚烧时不会发作酸性气体，因而其毒性及腐蚀性大大低于一般PVC电缆。毒性的大小一般用毒性指数来衡量。依据英国水兵工程标准(NES713)，毒性指数即是100g资料在1m 体

积中充沛焚烧所发作的各种气体的浓度与露出在相应当气体中致人死命的浓度比值的总和。PvC电缆焚烧时所开释出的大量的有毒气体有HC1、等，测验标明：HC1的浓度到达1300-时，能使生灵迅速致死，CO浓度到达并作用3O分钟或到达2000ppm并作用5分钟。也会伤及人脑危及生命，并且CO无HC1刺激感，不易为人察觉，故更具有危害性。电缆的无卤化，使焚烧分出的气体中不存HC1，又下降了CO的含量。

          .阻燃性无卤阻燃电缆的阻燃机理是，在不含卤素的聚合物中加人很多的氢氧化铝或氢氧化镁等填充剂，它们在电缆焚烧时开释结晶水，吸收很多热量，然后抑制聚合物温度上升，延缓热分化，下降焚烧速度。别的，脱水分化发作的水蒸汽，能稀释可燃性气体，发作阻燃作用。聚合物的阻燃性，一般用氧指数法来鉴定，它标明试样在氧气和氮气的混合物中焚烧时所需求的最低含氧量，指数越大，标明可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指数(OI)最少为28才具有不燃特性。.耐火特性当大家需求电缆线路在发作火灾时能持续表现作用，并且当电缆由于运用上的需求架设在高危区域的线路上时，电缆有必要具有耐火功用。一旦遇上火灾，此种耐火电缆仍能在必定时间内持续安全运转，为人员及设备的抢救提供电能。核电缆的耐火功用按运用需求不一样，分一般耐火功用需求和特别耐火功用需求。特别耐火功用需求为：在对电缆撞击条件下进行1000% ，5min焚烧试验，火焰熄灭后持续碰击5min，一起用规则压力的高压水冲电缆，需求在全部试验过

程中电缆能坚持持续通电。

         美国1974年制定IEEE383电缆标准后，年发作核电厂电缆着火延燃事端，促进大家注重难燃性试验标准的严厉性疑问。关于核岛用电缆制品，到达无卤/低烟/阻燃，即需求电缆制品能通过IEC332-3成束焚烧试验，焚烧烟浓度到达IEC1034-2的技能需求，焚烧腐蚀性气体到达IEC754-2规则的推荐值的需求，绝缘线芯通过IPCEAS-19-81规则的单根垂直焚烧试验。

         耐环境性核电站电缆用资料有必要具有核电站固有工作环境所需求的耐环境性，即耐热性、耐辐照性、耐LOCA性。.耐热性由于核电站电缆常在高温环境下工作，因而需求它们具有长时间耐热运用功用，要选用耐热性满意需求的聚合物，并可让电缆具有四十年以上的运用寿数。 .耐辐照性(平缓环境，严格环境核电站用电缆遭到很多 射线时，会使绝缘和护套资料变脆，机械功用变差。因而，作为核电站电缆用的绝缘和护套资料，有必要具有优秀的耐辐照性。各种不一样的高聚物，其耐辐照功用不一样。大家一般在高聚物里增加抗辐照剂，改善其耐辐照功用。大家一般用Co-60作辐射源，对电缆资料进行辐照试验。辐照剂量依平缓环境(正常运转)和严格环境(发作事端n,l-)而不一样。不一样国家有关吸收剂量的规则和辐射程序也有区别。见表l。

          .耐LOCA性在核电站里，一般将冷却剂损失事端，缩写为LOCA)和高能管破裂事端(High Energy line Break， 缩写为总称LOCA。在发作LOCA/HELB时，电缆会遭到高温高压蒸汽的冲击和腐蚀性化学药剂的作用，并且要遭到比正常运转情况下更高射线剂量的辐射。因而，核电站电缆应具有耐性。交联聚乙烯、乙丙橡胶、EVA弹性体醋酸乙烯一醋酸乙烯共聚物)等无卤交联资料都具有较好的耐LOCA性。较多的非交联型无卤资料，通过LOCA作用后，会变脆。有关电缆的耐L0CA性，不一样核电站的需求也不相同。

          综上所述，核电站的电缆除要具有一般电缆所具有的功用之外，还要具有无卤、低烟、阻燃的特性，并满意依据其在敷设区域的正常和事端环境下完成安全功用所必需的功用需求，也即是须满意以下需求：

        耐地震;耐正常和事端工况的 一射线照耀;耐LOCA/HELB事端工况的环境;。C工作温度下具有电站规划寿期内的运用寿数。

       无卤阻燃电缆资料种类无卤阻燃电缆的绝缘和护套，一般运用橡胶或塑料，首要有乙丙橡胶(EPR)、EVA弹性体醋酸乙烯一醋酸乙烯共聚物)、交联聚乙烯塑料(XLPE)、聚烯烃类(PO)等。这些资料均具有杰出的抗辐照功用，但其自身并不具有阻燃性。

      须参加很多阻燃剂进行阻燃化，方可满意核电站用电缆资料的阻燃功用需求。下面分别对这些资料作扼要介绍：

      乙丙橡胶乙丙橡胶(ethylene propylene rubber)是主链具有饱满构造的橡胶。它有各种优秀的特性：极高的化学稳定性，优秀的耐热老化性、耐臭氧性、抗辐照性、耐高压水蒸汽性，非常好的电绝缘性，适合作绝缘材料。它不具有阻燃性，因而，须参加很多的水合金属氧化物作为阻燃剂，制成阻燃乙丙橡胶。但这些阻燃剂的很多参加，会使乙丙橡胶的机械功用、电气功用、抗辐照功用下降。因而，须一起增加其它特别的阻燃剂和有用的抗辐照剂，使本来功用不下降，满意运用需求。

      弹性体乙烯一乙酸乙烯酯(ethylene-，简称EVA)是乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。它具有优秀的抗辐照、耐化学品等功用，用作电缆的护套，同样须参加较多的阻燃剂使具有阻燃性。

交联聚乙烯交联聚乙烯(cross-linked polyethylene)是将线型构造聚乙烯经恰当办法处理后，生成网状或体型结构的高聚物。它具有优秀的耐热性软化点为200%)，优秀的电绝缘性、耐低温性和耐化学性，杰出的耐辐射性，用作电缆的绝缘资料。

      聚烯烃类在聚烯烃类共聚物中参加阻燃资料。可制成无卤阻燃聚烯烃，用作电缆的护套。一般，核级电缆用乙丙橡胶作绝缘(也有选用双层绝缘的，如内层EPR外层EVA)，用交联橡胶作护套。这是由于，橡胶类资料在事端环境的高温高压蒸气试验里，不易发作持久变形，可保证电缆的正常构造，比塑料类资料更为安全。而不用于安全壳内的核级电缆的绝缘和护套首要运用热塑阻燃无卤素或交联阻燃无卤素资料，如绝缘用XLPE，外护套用低烟无卤阻燃聚烯烃，也有用EPR作绝缘并且交联橡胶作护套的。应注重的疑问非交联型热塑性资料如聚烯烃类，出产工艺相对简略，但实践运用标明，此类资料存在着环境应力开裂表象。比如20世纪8O时代末，中国核电站进LI的一大批电缆，还未运用就有一部分发作了外护套开裂表象，明显不能满足运用需求。从一些进口电缆的运用现状来看，也有一些在运用几年后，发作了严峻的外护套开裂表象，绝缘也有开裂的。这是应当非常注重的疑问。从核电站的安全需求动身，最好选用交联型资料，并严厉操控出产工艺。

      其次，要注重资料的耐光功用。现有的标准没有充沛思考到电缆的这种敷设运用需求。当电缆敷设于室内(外)不行防止的有光照时，有必要思考这种需求。交联聚乙烯的耐光性差，最好选用通过耐紫外线处理的乙丙阻燃橡胶作线芯绝缘。当然，也可在敷设时采纳一些必要的办法，如不让线芯绝缘露出。这一点很容易被用户所忽略。别的，核电缆的运用寿数，本来的规划目标是40年以上，下一代核电站需求到达60年，因而，本来的规划是不是能满足运用需求，尚有待于进一步的试验验证。怎么延伸电缆的运用寿数，已成为重要的研讨课题。低烟无卤阻燃核电缆，是一种功用水平高、制作难度大的特种电缆，即使是进口商品，在运用过程中也露出出了不少疑问，有的甚至是很严峻的疑问。怎么处理处理好这些疑问是不能回避的。过火着重电缆料的低烟无卤阻燃功用是致使电缆商品出现上述疑问的首要症结。是不是能够思考选用低烟低卤阻燃资料来出产核电站的特种电缆，这是电缆职业工作者能够讨论的一个主意。这样做，能够下降电缆资料的配方规划难度，能够使出产工艺较易完成，商品质量会更牢靠，在实践运用上也会更安全。 结束语核电站用电缆资料有必要具有低烟无卤阻燃的功用，并具有核电站固有的工作环境所需求的耐环境性。

核级电缆是功用水平高、制作技能难度大的电缆种类，目前出产技能上并未彻底老练，有待于更深化的讨论研讨。