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关于电气装备用电线电缆发展趋势的探讨
关于电气装备用电线电缆发展趋势的探讨
核电站建设的审批权，我国高度集中，预计到2020年以前，将新建27座到32座百万千瓦级的核电机组。也就是说，从2004年算起，在16年中，新增核发电装机容量将达3000万千瓦左右，每年有二到三个核电机组开工建设。到2020年核电在总发电容量中的比重将从目前1.8%上升到4%。
由于目前核电站的运转要大量水源，所以规划核电站主要布局是考虑东南沿海省份。关于核电建设的投资问题，国外经济专家认为要完成这样大规模的核 电工 程建设，按保守的估计，投资也在400亿美元以上。中国核工业集团公司，希望新建核电站的平均国产化率能够达到60%，估计有240亿美元（约2000亿人民币）的货物可能国产化。
从我国电线电缆行业分析，在目前电缆制造技术水平上再进一步改进设备和产品开发，电线电缆的国产化率可达到95%以上。我国目前建设的核电站主要是压水堆系统。
2.K3类电缆四十年使用寿命的确认
验证寿命有一定的抽象含义，阿累尼乌斯公式是常用的手段。新材料寿命评定试验是一项研究工作，不应是标准考核指标，40年时间很长，用相对较短时间加速老化试验，推算结果，也不会刚好等于40年，可能为20～60年之间，这不能轻易判定新材料是否符合使用要求。
加速老化试验方案设计的温度范围、温度级差、试样形状、试样与空气接触表面积、试样厚度、试样制作工艺、批量试样材质均匀性、试样寿命终止参数以及烘箱换气量等等，均对推算结果有影响。设计一个比较完美的方案，需要经过多次的前期验证工作，才能得到比较满意的结论。
我国生产的1E级K3类电缆已有多年，通过鉴定的产品，都进行过40年寿命评定。出于各种利益，有的认为有效；有的认为基本可信；有的认为基本不可信；更有的认为要全盘推翻，从新开始洗牌。其实只要*终用户认可，才是*实在的。我厂生产的电缆符合国家鉴定标准。可在物理寿命试验的结论中得到证实。
该结论内容如下：《在电缆设计寿命期间，电缆工作中所出现情况，在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法，只得应用阿累尼乌斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对热寿命数据，进一步看，由丁基橡胶绝缘电缆推测的结果说明，采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据，外推法所导出的寿命时间，比实际寿命低。虽然这样的数据，作为许可的概括性原则是不充分的。
然而看来似乎可以说明这样一点：一种新型绝缘加速热寿命情况，与这种新绝缘已经得到充分确认具有优越的长期服务记录，二者的对比是这种新绝缘能够长期使用的有利的证明》。从这个结论得到启发，用于低压电缆的正常质量的非阻燃交联聚乙烯绝缘，自发明至今*长的辐照交联已超过50年，化学交联和硅烷交联也超过40年，从长期90℃热寿命来看，达到40年的运行寿命上已没有怀疑。但是用于低压电缆的正常质量的高填充物无卤阻燃交联聚乙烯绝缘，自发明至今*长的材料未超过30年，实际使用中未发生热老化而失效，当然要证明达到40年运行寿命的理由还不够充分。
但是应用相对温度指数对比试验，仍可以说明它的本质问题。
3.无卤低烟阻燃热塑型聚烯烃护套的开裂
无卤低烟电缆料的三角形概念，至今仍有效。电气、机械、阻燃性能三足鼎立，一只角度大了。另二只角度就减小了。无卤低烟护套的开裂是比较严重的缺陷，进口电缆也有发生开裂。为此材料和电缆厂都费尽心机，也不都有把握。护套开裂问题，并不只发生在核电站，其他产品也出现这类事故。以下提出了一些注意的问题，有助于降低护套开裂的几率：
（1）选择断裂伸长率较高热塑护套料，如200%，但成本增加，氧指数也降低。
（2）采用较大的挤塑机，控制较小的挤出量。
（3）采用低压缩比螺杆，用目数小的滤网，选择适配护套料。
（4）加强控制各段螺杆温度、机头和模口温度。
（5）采用交联型无卤低烟护套，成本增加，设备需改造。
（6）还有其他途径，假设采用EVM橡胶，VA含量40-80%，情况又如何？
4.无卤低烟护套电缆的抗开裂性检验的尝试
现行标准的抗开裂试验方法，不能有效的检验护套的抗开裂性，至还今没有标准的检验法。在试样上造成预应力，是能促使开裂的主要因素。
（1）取4或8段成品电缆作为试样，分别在四个方向弯曲试样，试样二端绑在一起固定，圆圈的内径取电缆外径的4～8倍。使电缆在四个方位有拉伸预应力。
（2）将试样进行冷热循环处理，高温点不高于电缆工作温度，低温点不低于零下10℃，高温持续2h，室温2h，低温2h，室温2h,这样作为一个冷热循环，循环次数自定，不同材料的循环次数不一定相同。
（3）所有样品的护套应无开裂。
（4）也可剥下护套，沿圆周四个部位切取4或8个条形试片，取直径为3～6倍试片厚度的铜棒，条形试片缠绕在铜棒上，并加以固定，进行上述冷、热循环试验。循环次数自定，试片无裂纹。
要完全解决无卤低烟护套的开裂，确实有一定难度，假如换一种思路，走低烟低卤橡胶型技术路线，问题就能迎刃而解。*近美国介绍核电站用电缆，并不强调无卤低烟，建议采用低烟氯磺化聚乙烯护套。如果我国从美国引进核电站技术，也许会改变认可无卤低烟技术路线。
5.关于K1类电缆
K1类电缆的用量比K3类电缆少得多，而开发成本高出数倍，因此研发K1类电缆厂也相对少得多。目前少数电缆厂的一部分K1类品种电缆通过了技术鉴定。
根据经验，K1类电缆采用乙丙橡胶绝缘和乙丙橡胶护套结构，比较有把握通过泄漏事故试验。交联聚烯烃绝缘和交联聚烯烃护套结构，相对不易通过泄漏事故试验。当然不是排斥采用交联聚烯烃。
目前国内的泄漏事故试验，在原则上参考IEEE383－1974进行，该标准本身也说明试验条件允许变动，前几年国内试验设备不完善，试验方法未规范化。
据说现在的试验条件比较好，并与核工业设计院结合。目前还不能完整地进行泄漏事故试验。关于泄漏事故试验的具体程序，国外、国内都不完全相同。就是同一个国家，现在和过去的程序也不完全相同。总的来说，由于试验经验不够，目前要肯定哪一种程序，*为正统，*有权威性，还需要进一步研讨。
国内通过K1类电缆鉴定的企业，尚为数很少，但全面完成国产化为期不远。
天津橡塑电缆小猫电缆厂 2012.05.02
原创作者：天津橡塑电缆小猫电缆厂
