阅读说明：本技术 海上核动力平台通信用核电缆 (Nuclear cable for offshore nuclear power platform communication ) 是由 高骏 隋明辉 苑国梁 秦宏涛 任帅 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种海上核动力平台通信用核电缆,其结构特点是：包括通信线芯、隔氧层、绕包层和外护套。通信线芯有3根,3根通信线芯的结构相同,均包括2根主线芯和主线芯绕包层。2根主线芯采用对绞成缆,主线芯绕包层采用聚酯带绕包在2根对绞成缆的主线芯外。3根通信线芯绞合成缆。隔氧层采用低烟无卤高阻燃材料挤包在3根绞合成缆的通信线芯外。绕包层包括第一绕包层和第二绕包层,第一绕包层采用无卤带绕包在隔氧层外,绕包搭盖率不小于30％,第二绕包层采用无卤带绕包在第一绕包层外,绕包搭盖率不小于30％。外护套采用交联聚烯烃材料挤包在绕包层外,外护套挤包后进行辐照。(The invention discloses a nuclear cable for offshore nuclear power platform communication, which is structurally characterized in that: including communication sinle silk, separate oxygen layer, around covering and oversheath. The communication sinle silk has 3, and 3 communication sinle silks' structure is the same, all includes 2 main sinle silks and main sinle silk around the covering. The 2 main wire cores are twisted in pairs to form cables, and the main wire cores are wrapped outside the 2 main wire cores of the twisted in pairs cables in a wrapping layer by adopting polyester tapes. 3 communication cable cores are stranded into a cable. The oxygen isolation layer is wrapped outside the 3 communication wire cores twisted into a cable in an extruding mode by adopting a low-smoke halogen-free high-flame-retardant material. The wrapping layer comprises a first wrapping layer and a second wrapping layer, the first wrapping layer is wrapped outside the oxygen separation layer by adopting a halogen-free tape, the wrapping covering rate is not less than 30%, the second wrapping layer is wrapped outside the first wrapping layer by adopting a halogen-free tape, and the wrapping covering rate is not less than 30%. The outer sheath is extruded outside the wrapping layer by adopting a cross-linked polyolefin material, and the outer sheath is irradiated after being extruded.)

海上核动力平台通信用核电缆

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，具体是一种海上核动力平台通信用核电缆。

背景技术

海上核动力平台是海上移动式小型核电站，是小型核反应堆与船舶工程的有机结合，可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给，也可用于大功率船舶和海水淡化领域。海上核动力平台是中国首创技术。该技术填补了中国在民用核动力船舶领域的技术空白，形成具有自主知识产权的核心技术，对中国开发利用新能源和全球能源的发展具有重大意义和深远影响。小型核电站设于船坞或定锚于海岸附近，以方便接上电缆传输电力。在民用领域，可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供可靠、稳定的电力，也可为破冰船提供推进动力，在军事领域也有很多用途，可推动船舶核动力军民融合发展，同时海上核动力平台还是海上强国的有力支撑。

目前我国的石油开采平台主要采用燃气轮机供电，平均每度电费大约5块钱，若采用海上核动力平台为其供电，平均每度电费低于2块钱，可大大降低成本，同时没有噪声及废气的排放，可大大减少对环境的污染。

核电缆是核电站的重要电器部件，其主要应用于核反应堆舱内外，用于电力、控制及通信系统。由于核电缆工作环境十分严酷，对于核电缆的标准要求很高，在整个寿命期内，核电缆必须经受核环境条件下电场、温度、氧气、核辐射、蒸汽湿气、臭氧、各种化学物质，以及机械应力、热变形、震动磨损疲劳、蠕变等物理原因交集于一起的综合作用。因此针对船舶及海上核动力平台，迫切需要研发相应的通信用核电缆。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，安全性较好，使用可靠的海上核动力平台通信用核电缆。

实现本发明目的的基本技术方案是：一种海上核动力平台通信用核电缆，其结构特点是：包括通信线芯、隔氧层、绕包层和外护套。通信线芯有3根，3根通信线芯的结构相同，均包括2根主线芯和主线芯绕包层。2根主线芯采用对绞成缆，主线芯绕包层采用聚酯带绕包在2根对绞成缆的主线芯外。3根通信线芯绞合成缆。隔氧层采用低烟无卤高阻燃材料挤包在3根绞合成缆的通信线芯外。绕包层包括第一绕包层和第二绕包层，第一绕包层采用无卤带绕包在隔氧层外，绕包搭盖率不小于30％，第二绕包层采用无卤带绕包在第一绕包层外，绕包搭盖率不小于30％。外护套采用交联聚烯烃材料挤包在绕包层外，外护套挤包后进行辐照。

以上述基本技术方案为基础的技术方案是：通信线芯的2根主线芯的结构相同，均包括线芯导体、线芯绝缘层和线芯绕包层。线芯导体采用若干镀锡铜丝正规绞合。线芯绝缘层采用乙丙橡胶或交联聚烯烃挤包在线芯导体外。线芯绕包层采用聚酰亚胺薄膜绕包在线芯绝缘层外，绕包搭盖率不小于30％。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：线芯绝缘层包括第一线芯绝缘层和第二线芯绝缘层。线芯绝缘层的厚度为0.6毫米至0.7毫米。其中第一线芯绝缘层的厚度为0.12毫米至0.15毫米，其余为第二线芯绝缘层的厚度。第一线芯绝缘层采用乙丙橡胶材料制成，所述乙丙橡胶的绝缘电阻常数大于或等于5000MΩ.km。第二线芯绝缘层采用乙丙橡胶材料制成，所述乙丙橡胶的氧指数大于或等于35。第一线芯绝缘层和第二线芯绝缘层采用双层共挤挤包在线芯导体外，挤包后辐照交联。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：线芯绝缘层包括第一线芯绝缘层和第二线芯绝缘层。线芯绝缘层的厚度为0.6毫米至0.7毫米。其中第一线芯绝缘层的厚度为0.12毫米至0.15毫米，其余为第二线芯绝缘层的厚度。第一线芯绝缘层采用交联聚烯烃材料制成，所述交联聚烯烃的绝缘电阻常数大于或等于5000MΩ.km。第二线芯绝缘层采用交联聚烯烃材料制成，所述交联聚烯烃的氧指数大于或等于35。第一线芯绝缘层和第二线芯绝缘层采用双层共挤挤包在线芯导体外。交联聚烯烃的交联方式为辐照。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：3根通信线芯绞合成缆，成缆中心采用低烟无卤高阻燃材料进行填充形成填充芯。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：通信线芯的2根主线芯对绞节距不大于120毫米，2根主线芯的节距不同。主线芯绕包层的绕包搭盖率不小于30％。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：还设有铠装层。铠装层采用镀锡铜丝编织在隔氧层外，编织密度不小于88％，第一绕包层采用无卤带绕包在铠装层外，绕包搭盖率不小于30％。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：通信线芯的主线芯还设有屏蔽层。屏蔽层采用镀锡铜丝编织在2根对绞成缆的主线芯外，编织密度不小于88％，绕包搭盖率不小于30％。主线芯绕包层采用聚酯带绕包在屏蔽层外，绕包搭盖率不小于25％。

本发明具有以下的有益效果：(1)由于海上核动力平台是中国首创技术，而本发明的海上核动力平台通信用核电缆既要满足船舶及平台要求又能满足核级电缆要求，因此也填补了相应的空白，属于开拓性的发明。本发明的海上核动力平台通信用核电缆结构简单，安全性较好，使用可靠。承受50年寿命老化试验，试验结束后，电缆结构保持完整，无明显的变形、开裂等异常现象，绝缘、护套物理机械性能：抗张强度及断裂伸长率保留率≥50％，20倍弯曲成圈浸水1h后，按3150V/mm进行5min耐压试验，试样不击穿。本发明的海上核动力平台通信用核电缆的主线芯设有屏蔽层，具备抗电磁干扰能力，电缆本身的电磁信号不影响其他精密仪器设备，同时防止其他电器设备对电缆本身传输信号造成干扰，使用可靠性好。

(2)本发明的海上核动力平台通信用核电缆能满足陆用核级电缆的要求，绝缘层采用双层共挤技术，两层绝缘层用同类材质的不同性能的材料，保证同时满足电气性能、机械性能与成束燃烧B类的要求，提高绝缘的阻燃性能。

(3)本发明的海上核动力平台通信用核电缆首次使用隔氧层结构，取消传统电缆填充无机纤维或PP等材料成缆填充形式，采用挤塑机挤包隔氧层作为填充结构，提高电缆整体氧指数要求，减少可燃材料，大大加强了电缆整体的阻燃性能，且低烟无卤无毒。

(4)本发明的海上核动力平台通信用核电缆受常规辐照老化能经受γ源(如60Co源)的辐照，累计计量1100kGY，剂量率不大于10kGY/h，电缆结构保持完整，无明显的变形、开裂等异常现象。20倍弯曲成圈浸水1h后，按3150V/mm进行5min耐压试验，试样不击穿。

(5)本发明的海上核动力平台通信用核电缆DBE模拟试验经受γ源(如60Co源)的辐照，累计计量750kGY，剂量率不大于10kGY/h及随后的化学喷淋试验，电缆结构保持完整，无明显的变形、开裂等异常现象，40倍弯曲成圈浸水1h后，按3150V/mm进行5min耐压试验，试样不击穿。

(6)本发明的海上核动力平台通信用核电缆经受DBE模拟试验后，进行浸没试验，试验结束后满足电缆结构保持完整，无明显的变形、开裂等异常现象，40倍弯曲成圈浸水1h后，按3150V/mm进行5min耐压试验，试样不击穿。

(7)本发明的海上核动力平台通信用核电缆进行低温-20℃弯曲实验：在弯曲试验或解剖检查中，任何组成原件未出现变形或开裂，或其他明显削弱电缆使用性能的损伤。

(8)本发明的海上核动力平台通信用核电缆进行空气箱老化试验(125℃，400h)随后进行耐压及绝缘电阻试验和表观检查，仍然符合GJB 1916中的相关规定，护套层空气箱老化后抗张强度≥60％，伸长率保留率≥60％。

(9)本发明的海上核动力平台通信用核电缆导体直流电阻、绝缘电阻、耐电压试验均符合GJB 1916中的相应规定。

(10)本发明的海上核动力平台通信用核电缆护套层在121℃温度下，时间1h，进行护套热变形试验(参照GJB 1916进行)，热变形≤30％。

(11)本发明的海上核动力平台通信用核电缆增设铠装层后，能提高电缆安装敷设过程中的拉伸强度。

(12)本发明的海上核动力平台通信用核电缆2根主线芯的节距不同，能有效避免相互之间的窜音干扰，使用可靠性好。

附图说明

图1为本发明的海上核动力平台通信用核电缆的结构示意图。

图2为本发明的海上核动力平台通信用核电缆的另一种结构示意图。

图3为本发明的海上核动力平台通信用核电缆的第三种结构示意图。

图4为本发明的海上核动力平台通信用核电缆的第四种结构示意图。

图5为图1中的通信线芯的放大示意图。

图6为图3中的通信线芯的放大示意图。

附图中的标号为：

通信线芯1，

主线芯1a，线芯导体1a-1，线芯绝缘层1a-2，第一线芯绝缘层1a-21，第二线芯绝缘层1a-22，

线芯绕包层1a-3，

主线芯绕包层12，屏蔽层13，

填充芯2，

隔氧层3，

铠装层4，

绕包层5，

外护套6。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。本发明的方位的描述按照图1所示的方位进行，也即图1所示的上下左右方向即为描述的上下左右方向，图1所朝的一方为前方，背离图1的一方为后方。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系是基于附图所述的位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示必须具有的特定的方位。

当给出数值或数值范围、优选范围或一系列下限优选值和上限优选值时，应理解其具体公开了由任何较小的范围限值或优选值和任何较大的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的所有范围，而无论范围是否分别被公开。除非另有说明，在本文描述数值范围之处，所述范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。

当术语“约”或“左右”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应理解为包括该具体数值或所涉及的端值。

(实施例1)

见图1，本发明的海上核动力平台通信用核电缆包括通信线芯1、填充芯2、隔氧层3、绕包层5和外护套6。

通信线芯1有3根，3根通信线芯1的结构相同，均包括2根主线芯1a和主线芯绕包层12。通信线芯1的2根主线芯1a的结构相同，均包括线芯导体1a-1、线芯绝缘层1a-2和线芯绕包层1a-3。

线芯导体1a-1采用若干镀锡铜丝正规绞合，导体1a-1的线芯截面0.35至2.5平方毫米，结构符合Q/320402、ACH033-2019及GJB 1916-1994标准。

线芯绝缘层1a-2包括第一线芯绝缘层1a-21和第二线芯绝缘层1a-22。线芯绝缘层1a-2的厚度为0.6毫米至0.7毫米。其中第一线芯绝缘层1a-21的厚度为0.12毫米至0.15毫米，其余为第二线芯绝缘层1a-22的厚度。

第一线芯绝缘层1a-21采用乙丙橡胶(EPR)材料制成，所述乙丙橡胶的绝缘电阻常数大于或等于5000MΩ.km。本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FEW170-1的乙丙橡胶。

第二线芯绝缘层1a-22采用乙丙橡胶(EPR)材料制成，所述乙丙橡胶的氧指数大于或等于35。本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FEW170-2的乙丙橡胶。

第一线芯绝缘层1a-21和第二线芯绝缘层1a-22采用双层共挤挤包在线芯导体1a-1外，挤包后辐照交联。

线芯绕包层1a-3采用聚酰亚胺薄膜绕包在线芯绝缘层1a-2外，绕包平整无褶皱，绕包搭盖率不小于30％。

2根主线芯1a采用对绞成缆，对绞节距不大于120毫米，2根主线芯1a的节距不同。主线芯绕包层12采用聚酯带绕包在2根对绞成缆的主线芯1a外，绕包搭盖率不小于30％。

3根通信线芯1绞合成缆，成缆中心采用低烟无卤高阻燃材料进行填充形成填充芯2，本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FEW160-5的交联聚烯烃(XLPO)，成缆时首部绕包至少5米聚酯带进行绑扎，中间不绕包，成缆尾部绕包至少5米聚酯带进行绑扎，防止松散。

隔氧层3采用低烟无卤高阻燃材料挤包在3根绞合成缆的通信线芯1外，本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FEW160-5的交联聚烯烃(XLPO)。

绕包层5包括第一绕包层和第二绕包层，第一绕包层采用无卤带绕包在隔氧层3外，绕包搭盖率不小于30％，第二绕包层采用无卤带绕包在第一绕包层外，绕包搭盖率不小于30％。

外护套6采用核级辐照交联聚烯烃材料挤包在绕包层5外，颜色为黑色，外护套6挤包后进行辐照，辐照后热延伸≤15％。本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FHW160-03的交联聚烯烃(XLPO)。

本实施例的电缆基本电性能检验结果见表1：

表1：线芯绝缘层采用乙丙橡胶的电缆基本电性能参数：

(实施例2)

本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：

第一线芯绝缘层1a-21采用交联聚烯烃(XLPO)材料制成，所述交联聚烯烃的绝缘电阻常数大于或等于5000MΩ.km。本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FPW160-01的交联聚烯烃(XLPO)。

第二线芯绝缘层1a-22采用交联聚烯烃(XLPO)材料制成，所述交联聚烯烃的氧指数大于或等于35。本实施例采用临海市亚东特种电缆料厂的牌号FPW160-02的交联聚烯烃(XLPO)。

第一线芯绝缘层1a-21和第二线芯绝缘层1a-22采用双层共挤挤包在线芯导体1a-1外。交联聚烯烃(XLPO)的交联方式为辐照，辐照后热延伸为30％至50％。

本实施例的电缆基本电性能检验结果见表2：

表2：线芯绝缘层采用交联聚烯烃(XLPO)的电缆基本电性能参数：

(实施例3)

见图2，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：还设有铠装层4。

铠装层4采用镀锡铜丝编织在隔氧层3外，编织密度不小于88％，第一绕包层采用无卤带绕包在铠装层4外，绕包搭盖率不小于30％。

(实施例4)

本实施例其余部分与实施例2相同，其不同之处在于：还设有铠装层4。

铠装层4采用镀锡铜丝编织在隔氧层3外，编织密度不小于88％，第一绕包层采用无卤带绕包在铠装层4外，绕包搭盖率不小于30％。

(实施例5)

见图3，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：主线芯1a还设有屏蔽层13。屏蔽层13采用镀锡铜丝编织在2根对绞成缆的主线芯1a外，编织密度不小于88％，绕包搭盖率不小于30％。主线芯绕包层12采用聚酯带绕包在屏蔽层13外，绕包搭盖率不小于25％。

(实施例6)

见图4，本实施例其余部分与实施例3相同，其不同之处在于：主线芯1a还设有屏蔽层13。

屏蔽层13采用镀锡铜丝编织在2根对绞成缆的主线芯1a外，编织密度不小于88％，绕包搭盖率不小于30％。主线芯绕包层12采用聚酯带绕包在屏蔽层13外，绕包搭盖率不小于25％。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。