
您的位置:首頁 > 技術(shù)文獻 > 產(chǎn)品說明 > 關(guān)于電氣裝備用電線電纜發(fā)展趨勢的探討
核電站建設(shè)的審批權(quán),我國高度集中,預(yù)計到2020年以前,將新建27座到32座百萬千瓦級的核電機組。也就是說,從2004年算起,在16年中,新增核發(fā)電裝機容量將達3000萬千瓦左右,每年有二到三個核電機組開工建設(shè)。到2020年核電在總發(fā)電容量中的比重將從目前1.8%上升到4%。
由于目前核電站的運轉(zhuǎn)要大量水源,所以規(guī)劃核電站主要布局是考慮東南沿海省份。關(guān)于核電建設(shè)的投資問題,國外經(jīng)濟專家認(rèn)為要完成這樣大規(guī)模的核 電工 程建設(shè),按保守的估計,投資也在400億美元以上。中國核工業(yè)集團公司,希望新建核電站的平均國產(chǎn)化率能夠達到60%,估計有240億美元(約2000億人民幣)的貨物可能國產(chǎn)化。
從我國電線電纜行業(yè)分析,在目前電纜制造技術(shù)水平上再進一步改進設(shè)備和產(chǎn)品開發(fā),電線電纜的國產(chǎn)化率可達到95%以上。我國目前建設(shè)的核電站主要是壓水堆系統(tǒng)。
2.K3類電纜四十年使用壽命的確認(rèn)
驗證壽命有一定的抽象含義,阿累尼烏斯公式是常用的手段。新材料壽命評定試驗是一項研究工作,不應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)考核指標(biāo),40年時間很長,用相對較短時間加速老化試驗,推算結(jié)果,也不會剛好等于40年,可能為20~60年之間,這不能輕易判定新材料是否符合使用要求。
加速老化試驗方案設(shè)計的溫度范圍、溫度級差、試樣形狀、試樣與空氣接觸表面積、試樣厚度、試樣制作工藝、批量試樣材質(zhì)均勻性、試樣壽命終止參數(shù)以及烘箱換氣量等等,均對推算結(jié)果有影響。設(shè)計一個比較完美的方案,需要經(jīng)過多次的前期驗證工作,才能得到比較滿意的結(jié)論。
我國生產(chǎn)的1E級K3類電纜已有多年,通過鑒定的產(chǎn)品,都進行過40年壽命評定。出于各種利益,有的認(rèn)為有效;有的認(rèn)為基本可信;有的認(rèn)為基本不可信;更有的認(rèn)為要全盤推翻,從新開始洗牌。其實只要最終用戶認(rèn)可,才是最實在的。我廠生產(chǎn)的電纜符合國家鑒定標(biāo)準(zhǔn)。可在物理壽命試驗的結(jié)論中得到證實。
該結(jié)論內(nèi)容如下:《在電纜設(shè)計壽命期間,電纜工作中所出現(xiàn)情況,在實驗室內(nèi)找不到完全等效施加物理條件的加速試驗方法,只得應(yīng)用阿累尼烏斯技術(shù)或其他實驗室技術(shù)。加速熱壽命試驗只能提供材料的相對熱壽命數(shù)據(jù),進一步看,由丁基橡膠絕緣電纜推測的結(jié)果說明,采用阿累尼烏斯技術(shù)的加速壽命試驗數(shù)據(jù),外推法所導(dǎo)出的壽命時間,比實際壽命低。雖然這樣的數(shù)據(jù),作為許可的概括性原則是不充分的。
然而看來似乎可以說明這樣一點:一種新型絕緣加速熱壽命情況,與這種新絕緣已經(jīng)得到充分確認(rèn)具有優(yōu)越的長期服務(wù)記錄,二者的對比是這種新絕緣能夠長期使用的有利的證明》。從這個結(jié)論得到啟發(fā),用于低壓電纜的正常質(zhì)量的非阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣,自發(fā)明至今最長的輻照交聯(lián)已超過50年,化學(xué)交聯(lián)和硅烷交聯(lián)也超過40年,從長期90℃熱壽命來看,達到40年的運行壽命國際上已沒有懷疑。但是用于低壓電纜的正常質(zhì)量的高填充物無鹵阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣,自發(fā)明至今最長的材料未超過30年,實際使用中未發(fā)生熱老化而失效,當(dāng)然要證明達到40年運行壽命的理由還不夠充分。
但是應(yīng)用相對溫度指數(shù)對比試驗,仍可以說明它的本質(zhì)問題。
3.無鹵低煙阻燃熱塑型聚烯烴護套的開裂
無鹵低煙電纜料的三角形概念,至今仍有效。電氣、機械、阻燃性能三足鼎立,一只角度大了。另二只角度就減小了。無鹵低煙護套的開裂是比較嚴(yán)重的缺陷,進口電纜也有發(fā)生開裂。為此材料和電纜廠都費盡心機,也不都有把握。護套開裂問題,并不只發(fā)生在核電站,其他產(chǎn)品也出現(xiàn)這類事故。以下提出了一些注意的問題,有助于降低護套開裂的幾率:
(1)選擇斷裂伸長率較高熱塑護套料,如200%,但成本增加,氧指數(shù)也降低。
(2)采用較大的擠塑機,控制較小的擠出量。
(3)采用低壓縮比螺桿,用目數(shù)小的濾網(wǎng),選擇適配護套料。
(4)加強控制各段螺桿溫度、機頭和?跍囟。
(5)采用交聯(lián)型無鹵低煙護套,成本增加,設(shè)備需改造。
(6)還有其他途徑,假設(shè)采用EVM橡膠,VA含量40-80%,情況又如何?
4.無鹵低煙護套電纜的抗開裂性檢驗的嘗試
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的抗開裂試驗方法,不能有效的檢驗護套的抗開裂性,至還今沒有標(biāo)準(zhǔn)的檢驗法。在試樣上造成預(yù)應(yīng)力,是能促使開裂的主要因素。
(1)取4或8段成品電纜作為試樣,分別在四個方向彎曲試樣,試樣二端綁在一起固定,圓圈的內(nèi)徑取電纜外徑的4~8倍。使電纜在四個方位有拉伸預(yù)應(yīng)力。
(2)將試樣進行冷熱循環(huán)處理,高溫點不高于電纜工作溫度,低溫點不低于零下10℃,高溫持續(xù)2h,室溫2h,低溫2h,室溫2h,這樣作為一個冷熱循環(huán),循環(huán)次數(shù)自定,不同材料的循環(huán)次數(shù)不一定相同。
(3)所有樣品的護套應(yīng)無開裂。
(4)也可剝下護套,沿圓周四個部位切取4或8個條形試片,取直徑為3~6倍試片厚度的銅棒,條形試片纏繞在銅棒上,并加以固定,進行上述冷、熱循環(huán)試驗。循環(huán)次數(shù)自定,試片無裂紋。
要完全解決無鹵低煙護套的開裂,確實有一定難度,假如換一種思路,走低煙低鹵橡膠型技術(shù)路線,問題就能迎刃而解。最近美國介紹核電站用電纜,并不強調(diào)無鹵低煙,建議采用低煙氯磺化聚乙烯護套。如果我國從美國引進核電站技術(shù),也許會改變唯一認(rèn)可無鹵低煙技術(shù)路線。
5.關(guān)于K1類電纜
K1類電纜的用量比K3類電纜少得多,而開發(fā)成本高出數(shù)倍,因此研發(fā)K1類電纜廠也相對少得多。目前少數(shù)電纜廠的一部分K1類品種電纜通過了技術(shù)鑒定。
根據(jù)經(jīng)驗,K1類電纜采用乙丙橡膠絕緣和乙丙橡膠護套結(jié)構(gòu),比較有把握通過泄漏事故試驗。交聯(lián)聚烯烴絕緣和交聯(lián)聚烯烴護套結(jié)構(gòu),相對不易通過泄漏事故試驗。當(dāng)然不是排斥采用交聯(lián)聚烯烴。
目前國內(nèi)的泄漏事故試驗,在原則上參考IEEE383-1974進行,該標(biāo)準(zhǔn)本身也說明試驗條件允許變動,前幾年國內(nèi)試驗設(shè)備不完善,試驗方法未規(guī)范化。
據(jù)說現(xiàn)在的試驗條件比較好,并與核工業(yè)設(shè)計院結(jié)合。目前還不能完整地進行泄漏事故試驗。關(guān)于泄漏事故試驗的具體程序,國外、國內(nèi)都不完全相同。就是同一個國家,現(xiàn)在和過去的程序也不完全相同?偟膩碚f,由于試驗經(jīng)驗不夠,目前要肯定哪一種程序,最為正統(tǒng),最有權(quán)威性,還需要進一步研討。
國內(nèi)通過K1類電纜鑒定的企業(yè),尚為數(shù)很少,但全面完成國產(chǎn)化為期不遠。
天津橡塑電纜小貓電纜廠 2012.05.02
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