王巧云 戴永拓 吴春红 佘荣 汪盛昌 曹玉呈

摘  要：核電具有安全和清洁的特性，目前在很多国家备受关注，因此在国内和国外的发展也是非常迅速的，并且核电站建设也很快。文章通过对核级电缆的结构和性能要求的介绍，提出可改进核级电缆材料的详细措施，其目的是为了保证核电在整个运行过程中的安全性。

关键词：核级电缆材料;核电运行;安全性

在过去的核电使用中，确实发生过几起震撼世界的核电泄露的大事件，不仅对生命安全造成了威胁，还严重破坏了生态平衡。因此，世界各国都需要重视核电运行的安全性。而与核电安全性有直接关系的因素是核级电缆材料，在核电站的使用过程，以及发展进程中，一定要对其做出科学化的改进，在电缆性能提升的基础之上，最大限度的满足核电在整个运行当中的条件，尽量预防发生“核” 事故。

1核级电缆结构特点

核级电缆依据不同的使用方法分为：核级控制、核级仪表以及核级低压等电缆。核级电缆的组成成分与核级电缆使用的范畴有关，毎一种电缆由内到外的结构依次为导体、绝缘层、护套层，不仅控制电缆包含屏蔽层，仪表电缆也包含屏蔽层，根据实际核电运行的需求，核级控制电缆所采用的材质为铜导体。电缆线芯选用2〜37芯，并在屏蔽层的位置选用铝箔或铜箔来实现屏蔽作用。核级仪表电缆选用2〜4芯做为线芯，并在屏蔽层多添加了铜丝加以屏蔽，对核电仪表的使用起着一定帮助：核级低压电缆通常选用铜和铝作为导体，且电缆芯数1〜5，不再设置屏蔽层，与前两种相比较，核级电缆属于较为低的类型。

2核级电缆的性能要求

核级电缆与民用电缆的使用存在着一定的区别。要满足核电运行的安全性，必须要求其电缆具有更高标准的耐用性和稳定性。在对核级电缆的制造中，必须符合电缆绝缘层的要求和护套层材质的要求。按照核级电缆制造的倒标、部标. 为了打造出更高质量的核级电缆，需采用1EC的使用，并结合更高标准来设计核级电。而为了更好地达到1E的核级电缆的标准性能，需做层层把关。严格依据相关的要求，对核级电缆进行周密设计，严格控制选取材料和工艺制造的环节，从而对生产质量的稳定性也有所提高。另外，还需对质量合格的电缆进行鉴定，淘汰不合格的电缆，做到通过质检的核级电缆均能达符合国际核级电缆标准，进而能保证核级电缆在电力能源的运输中，起到更稳定的效果。在对核级电缆质检的过程中，质检的项点包括：绝缘，护套材料，耐热性，寿命周期、辐照实验等，对核级电缆性能的使用起着保护作用。

3对核级电缆材料安全性能的改进

3.1导体导电性能的改进

银的1.65×10 Ω·m略低于铜导体1.75×10 Ω·m 的电阻率值，但银在价格方面远高于铜，因此，从经济的角度来看，核级电缆更偏重于铜材质的选取，并在中大规模的工业生产中广泛得到应用。但是，在民用电缆的使用当中，通常铝导体占据很大的比例，尤其是核级电缆被选用的几率是很小的，主要是因为在导电的性能方面，铝导体与铜导体差距是很大的，从对电缆导电性需求来看，倘若要选择铝导体这种材质，就必须使导体的横截面积增大，而由于电缆外径的增大，最终就会导致核级电缆的机械性能降低，以及实际铺设的应用方面受到一定的影响。由于核级电缆使用周期增加，其导电性能就会逐渐下降 ，对电缆进行取样来做实验，不难发现在电缆使用的过程中，会在其表面有一层铜绿 （CU（OH）CO）的膜层逐渐形成，使得电缆导电性降低。我国核电站大多数都是在海边的位置建设的，由于海水的主要成分是盐，加上潮湿的环境所造成的影响，盐就会与铜导体产生化学反应，在电缆的表面形成一层铜绿。因此，要对核级电缆导体做进一步的改进，就必须解决铜绿对铜导体的导电性能产生的不良影响。经过技术人员的研究，不难发现，在核级电缆的表面层镀上锡，是可防止盐分和铜形成化学反应的。最终也提升了电缆的导电性能。锡能快速阻止铜导体产生氧化反应，这一点是选择镀锡的主要原因，不仅保证了电缆的安全性能和机械性能，还对电缆的散热性有所提高。而6kV 电缆会与锡层发生化学反应，对其安全性能有一定的阻碍，因此通常只要求选取50mm²的铜导体，然后对其表面进行镀锡，这已经得到了国家核电相关部门的认可，也是目前广泛推广的技术之一。

3.2 改进绝缘层各项性能

核级电缆中较为重要的环节是绝缘，只有核级电缆的绝缘得到有效的处理，才能降低核电泄露的问题，确保核电使用的安全性。在核级电缆性能改进的时候，必须依据标准对其特性，包括烟密度性、毒性以及腐蚀性等进行设计。核级电缆在烟密度方面要求很高，这是由于烟密度所含的关键物质为氯化物，因此在选择绝缘层材料的时候，要选用无氯材料，使得烟密度逐渐降低。电缆所产生的有害物质，是由于氯化物经过挥发以后所形成的，因此，对核级电缆设计需要考虑剔除氯化物，保证在电缆绝缘层的表面不出现氯化物。提高核级电缆的阻燃性，主要是为了在发生火灾的时候，不会造成核级电缆的火势蔓延，以及火势的不断扩散，在设计核级电缆的绝缘层的时候，一定要把阻燃性考虑到位，才能降低发生火灾的时候，导致核电运输的损失问题。在核电站里，核级电缆在不同的高温下使用的时候，一定要确保绝缘材料具有耐热的性能，尤其是设计人员需选用科学方法把绝缘材料和氧气产生的化学应的概率值降低，确保核电运行安全性更加稳定。通常，在选用添加抗氧剂的时候，一定要保证核级电缆的耐热性持久性更长。另外，还需合理改进电缆绝缘层的加工工艺要。由于核级电缆中的无氯聚烯烃，其填充量是非常大的，且加工粘度也很高，尤其是在加工的时候，所用到的剪切力度十分大，极易造成一部分物质被分解，因此在对绝缘层的整个加工中，在确保塑化的前提下尽量使加工温度得到降低。

3.3改进护套层防护

核级电缆的最外面一层是护套层，该层对电缆导体和绝缘体这两部分都起着一定的保护效果。而护套层在设计方面的要求远不如绝緣层高，有机械性和阻燃性的性能存在。目前，核级电缆的防护层受到一些影响，如核级电缆有发霉现象的存在。如秦山的某核电站.就发生过电缆发霉的问题，对其调查发现，该电缆铺设时间已经超过10年之久。对于整体的质量来说，是没有发霉问题存在的，但是通过抽样检查却发现，整个护套层有很多霉斑覆盖在表面，就是做了除掉霉斑的处理，也会在护套层上留下一些霉斑的痕迹，导致护套层的防护功能下降，从而使核级电缆寿命缩短。依据发霉的原理，可采取以下的方式进行处理：

（1）对引起电缆发毒的霉菌类别进行区分进行辨别，并采取除霉的措施对电缆进行处理，如使用杀毒剂，这只有在短时间起到防霉的效果，但不能防止霉菌的再次发生。

（2）核电电缆的环境需要进行定期清洁，如环境的通风和换气，对核电站内的空间含有的高湿度进行替换，还有对核电站四周有可能出现的一些腐烂物做清洁处理，从根本的源头阻止霉菌的产生，最终做到提高护套层的稳定性能。

（3）用低温和干燥的方法来预防电缆护套层的表面产生霉菌，以及对护套层的侵蚀，以确保核级电缆的质量更加稳定。

本文对核级电缆的材料使用情况、导体导电性能的改进、绝缘层各项性能的改进，以及护套层防护的改进方法等做了详细的阐述，从安全性的角度对核级电缆提出了宝贵的改进意见，为广大读者提供更多的参考。

参考文献

[1]冯昭奎.试论日本的核电技术发展——福岛核事故与日本核电发展路径缺陷[J].日本学刊，2014（4）.

[2]王亦楠.日本核电专家在福岛核事故前后的十大反思[J].中国经济周刊，2015（33）.

[3]李盛涛，王诗航，李建英.高压直流电缆料的研发进展与路径分析[J].高电压技术，2018（5）.

作者简介：

王巧云（1983-），工程师，江苏赛德电气有限公司总经理。