Atominių elektrinių kabeliai daugiausia naudojami branduolinių reaktorių pastatuose, pagalbiniuose branduoliniuose pastatuose ir garo turbinų pastatuose. Paprastai kabeliams tiesti naudojami vamzdynai arba kabelių ortakiai, kurie turi turėti patikimą tarnavimo laiką, šiluminį stabilumą, atsparumą drėgmei, cheminį stabilumą ir atsparumą spinduliuotei.
Siekiant užtikrinti aukštą sistemos konstrukcijos patikimumą ir išvengti rimtų ekonominių pasekmių, kurias sukelia įrangos pažeidimai, paprastai priimamos pakartotinės daugiakanalyės nepriklausomos linijos sistemos ir prietaisai. Paprastai maitinimo kabeliams naudojami du nepriklausomų linijų sistemų rinkiniai, o valdymo kabeliams – trys nepriklausomų linijų sistemų rinkiniai.
Įprasti atominių elektrinių kabelių tipai: 6/10kV ir 0.6/1kV galios kabeliai, 0,6/1kV valdymo kabeliai, 300/500V prietaisų kabeliai ir 300/500V kompensaciniai kabeliai.
Toliau pateikta lentelė yra vietinės įmonės specifikacijų lentelė:
11E lentelė Klasės atominės elektrinės kabelio modelio pavadinimas
Modelio pavadinimas
1E klasės K3 maitinimo kabelis YJYK3 vario šerdies kryžminiu ryšiu polietileno izoliuotas halogenų neturintis mažai dūmų poliolefino apšmeižtas atominės elektrinės
YJY23K3 vario laidininkas kryžminiu ryšiu polietileno izoliuotas plieno juosta šarvuotos halogenų be mažai dūmų poliolefino apšiaustos atominės elektrinės klasės 1E K3 galios kabeliai
Vario šerdis kryžminiu ryšiu polietileno izoliuotas halogenas be mažai dūmų antipirenas termosetinis apkabų atominės elektrinės 1E klasės K1 maitinimo kabeliai
YJYJ23K1 Vario šerdies kryžminio ryšio polietileno izoliuota plieno juosta šarvuotos halogenų neturintys mažai dūmų antipireniniai termostatiniai apkabas atominės elektrinės klasė 1E K1 galios kabeliai
KYJYK3 vario šerdis kryžminiu ryšiu polietileno izoliuotas halogenas be mažai dūmų poliolefino apšiausta atominė elektrinė 1E K3 klasės valdymo signalo kabeliai
KYJY23K3 vario laidininkas kryžminiu ryšiu polietileno izoliuotas plieno juosta šarvuotos halogenų be mažai dūmų poliolefino apšiaustos atominės elektrinės klasės 1E K3 valdymo signalo kabeliai
Vario šerdis, kryžminiu ryšiu izoliuota polietileno izoliacija, be halogenų, mažai dūmų, antipirenas, termostatinė apsodinama atominė elektrinė, 1E klasės K1 valdymo signalo kabeliai
Vario šerdis kryžminiu ryšiu polietileno izoliuota plieno juosta šarvuotos halogenų neturi, mažai dūmų, antipirenas termostatinis apkabų atominės elektrinės klasė 1E K1 valdymo signalo kabelis
Atominėse elektrinėse naudojami 1E klasės kabeliai skirstomi į tris kategorijas pagal atominės elektrinės elektros sistemos įrangos saugos kategorijas: K1, K2 ir K3.
K1, K2 ir K3 saugos kategorijos apibrėžiamos taip:
K1 klasės elektros pavara.
Įrengtas branduoliniame reaktoriuje ir galintis atlikti jam nustatytas funkcijas įprastomis aplinkos sąlygomis ir esant SL2 (saugaus išjungimo žemės drebėjimo) apkrovoms ir avarijos metu arba po jos.
K2 klasės elektrinis pavara.
Įrengta branduoliniame reaktoriuje ir galinti atlikti nustatytas funkcijas įprastomis aplinkos sąlygomis ir esant SL2 (saugaus išjungimo žemės drebėjimo) apkrovoms.
K3 klasės elektriniai pavaros.
Įrengtas ne branduolinio reaktoriaus izoliavimo, jis atlieka savo nustatytas funkcijas įprastomis aplinkos sąlygomis ir pagal SL2 (saugaus išjungimo žemės drebėjimo) apkrovas.
Trijų tipų kabelių eksploatavimo aplinka yra labai skirtinga, tarp kurių K1 klasė turi sunkiausią darbo aplinką ir griežčiausius kabelių veikimo reikalavimus. Tik imituojant aušinimo skysčio praradimo avarijos (LOCA) bandymą kabeliai gali būti pradėti eksploatuoti.
Atsižvelgiant į faktinę kabelio eksploatavimo aplinką, tiek "ContainmentVessel" vidus, tiek išorė bus griežtai išbandytas, kai LOCA atsiras atominėje elektrinėje.
Kai kurie žmonės mano, kad branduolinio reaktoriaus pastate įrengtas kabelis turėtų būti imituojamas LOCA bandymu;
Antra, tik sugebėdama gaminti 1E K1 klasės kabelius galima įrodyti, kad kabelių gamintojas yra visiškai pajėgus gaminti branduolinės klasės kabelius. Kabelių konstrukcinius projektavimo ir eksploatacinius rodiklius geriausia nustatyti pagal konkrečias dviejų reaktoriaus pastato eksploatavimo aplinkų ir pagalbinio branduolinio pastato sąlygas.
1. Bandymo turinys
(1) Kabelio pagrindinių eksploatacinių savybių tipo bandymas;
(2) Kabeliai turi išlaikyti EEE383 nurodytų ryšulių susiformuojančių kabelių vertikalaus degimo bandymą;
(3) Dūmų koncentracijos bandymas;
(4) Gatavos kabelio šydo medžiagos dujų išsiskyrimo degimo metu bandymas;
(5) Elektros senėjimo bandymas elektros kabeliai;
(6) Ilgalaikio atsparumo karščiui vertinimo bandymas izoliacijai ir ščios medžiagoms;
(7) terminio senėjimo modeliavimo bandymas, lygus 50 eksploatavimo metų;
(8) Lygiavertis spinduliuotės senėjimo modeliavimo bandymas, atliekamas 50 metų;
(9) Imituojamas seisminis bandymas;
(10) Lygiavertis 50 metų LOCA spinduliuotės poveikio bandymas, LOCA modeliavimo bandymas (aukšta temperatūra, aukšto slėgio vandens garai);
(11) Eksploatacinių savybių tikrinimo bandymas.
Tarp jų (1)~(3) yra tipo bandymai, (7)~(10) – aplinkos modeliavimo bandymai, o (8) ir (10) – po 7-ojo bandymo.
Eksploatacinių savybių tikrinimo bandymai apima įtampos bandymą, degimo bandymą, izoliacijos ir šnypos tempimo stiprumo matavimą, pailgėjimą pertraukos metu ir t. t.
Nustatomos konkrečios darbo aplinkos sąlygos.
2. Bandymo metodas
A. Elektrinis senėjimo bandymas maitinimo kabeliams esant 5000h
Elektros kabeliai turi išlaikyti 5000h elektros senėjimo bandymą, kuris atliekamas pagal lEC60502.
Bandymo sąlygos yra tokios:
(1) Kabelio pavyzdžio ilgis: ne mažiau kaip 30 m;
(2) Taikoma įtampa: įtampa, taikoma tarp fazių (vardinė galios dažnio įtampa tarp kabelių laidininkų);
(3) Užtepkite srovę: srovė turi praeiti per kabelį, kad laidininko temperatūra pasiektų 95 ~ 100 ° C;
(4) Ciklo trukmė: kaitinimas 8 h, po to vėsinimas 16h;
(5) Bandymo trukmė turi būti ne trumpesnė kaip 5000 h (t. y. 209 temperatūros ciklai).
Bandymo rezultatai: bandymo metu kabelis neturi būti pažeistas.
Bandymo įtampa ir bandymo trukmė nustatomos remiantis kabelio izoliacijos ciklo indeksu (N) su tam tikra saugos atsarga. Elektrinio senėjimo trukmė lygtis yra: Unt=C[(1), U – įtampa, naudojama kabeliui; n – gyvybės indeksas; T – elektros gedimo laikas; C yra konstanta (susijusi su struktūra ir t. t.)].
Jei naudojamo kryžminio polietileno gyvavimo indeksas yra N ≥9, atominės elektrinės kabelio tarnavimo laikas turi būti 50 metų. 1 lygtis gali būti naudojama įtampos ir laiko santykiui apskaičiuoti.
Pavyzdžiui, jei darbinė įtampa U =10kV, reikalingas darbo laikas t=348000h(50 metų);
Kai bandymo įtampa yra 20kV, bandymo laikas turi būti 5000h.
Pirmiau minėtus parametrus pakeičiant lygtimi (1), galima gauti, kad:
Tirpalas gali būti gaunamas kaip n=6,45, mažesnis nei 9, nurodantis, kad bandymo metodas turi saugumo ribą.
B. Izoliacijos ir š asto medžiagų ilgalaikio atsparumo karščiui vertinimo bandymas
Pagal IEC60216 standartą ir IEEE383-74 standartą rekomenduojamas matematinis modelis nemetalinių medžiagų senėjimui pagreitinti yra Arrhenius empirinė formulė :In =ab/T (2) reiškia produkto darbingą tarnavimo laiką temperatūroje T (h);
T yra darbinė temperatūra (K);
A ir B yra neapibrėžti koeficientai.
2 formulė buvo taikoma dešimtmečius, ir daugeliu atvejų ji yra veiksminga.
Neapibrėžtus koeficientus A ir B galima apskaičiuoti pagal nustatytą darbinę temperatūrą, o tada naudoti 2 formulę gyvenimo trukmei apskaičiuoti. Jei vertė yra didesnė už numatomą vertę, projektinės tarnavimo laikas turi būti įvykdytas.
(1) Bandymo temperatūros ir laiko nustatymas.
Įprastas senėjimo bandymas yra 135 °C ir 168 h, todėl 135 °C galima nustatyti kaip mažiausią bandymo temperatūrą.
Bandymų protokolai nurodo IEC60216" terminio senėjimo bandymo procedūroms nustatyti ir!
Bendroji bandymų rezultatų vertinimo procedūra "ir IEEE383 standartas.
Kiekvieno lygio gyvavimo vertinimo bandymo temperatūros skirtumas yra 15 °C, yra keturi bandymo temperatūros taškai, didžiausia bandymo temperatūra yra 180 °C.
Eksperimentas truko apie 5000h.
(2) Gyvybės nutraukimo parametrų parinkimas.
Izoliacinių medžiagų šiluminio senėjimo procese yra du būdingi parametrai, būtent tempimo stiprumas ir pailgėjimas pertraukos metu. Šiame bandyme pailgėjimo greitis pertraukos metu yra greitesnis nei tempimo stiprumo, todėl pailgėjimas pertraukos metu laikomas gyvybės vertinimo parametru.
Apskaičiuojant kabelių klojimo lenkimo spindulį, faktinis izoliacijos pailgėjimas neturi viršyti 10%.
Pradinis pailgėjimas sulūžus matuojamam mėginiui buvo 160%. Darant prielaidą, kad pailgėjimo sulaikymo greitis pertraukos metu buvo 50%, nes gyvavimo ciklo pabaigos taškas, pailgėjimas pertraukos metu vis dar buvo 80%, o tai suteikė pakankamą saugos koeficientą eksploatuojamam kabeliui.
(3) Duomenų apdorojimas ir gyvavimo ciklo apskaičiavimas.
Pagal IEC60216-1 ir susijusius matematinius principus Arhenius kreivė pirmą kartą buvo nubrėžta piešimo metodu pagal numanomą gyvavimo ciklo pabaigos tašką.
Tuo pačiu metu, siekiant nustatyti bandomosios medžiagos temperatūros ir tarnavimo laiko santykį, apskaičiuojami nenustatyti koeficientai A ir B. Kai apskaičiuota gyvenimo vertė yra ne mažesnė kaip 50 metų 90 °C temperatūroje, laikoma, kad medžiagos kvalifikuotas tarnavimo laikas yra 50 metų.
C. Terminio senėjimo modeliavimo bandymas, lygus 50 eksploatavimo metų
Pagal IEEE383-74 standartą gatavų kabelių pavyzdžių terminio senėjimo modeliavimo bandymas buvo atliktas įdėjus kabelį į oro cirkuliacinę krosnį tam tikroje temperatūroje ir tam tikru laiku, naudojant "Arrhenius" technologijos sukurtus duomenis.
Izoliacijos ir atosodinimo medžiagų šiluminės charakteristikos grindžiamos šiluminio tarnavimo laiką lemiaais rezultatais.
Nustatant gatavų produktų kabelių senėjimo modeliavimo bandymo duomenis, buvo naudojama Arrhenius kreivė ir nustatytų medžiagų, kurių tarnavimo laikas yra 50 metų, temperatūros ir tarnavimo laiko santykis.
Buvo nustatyta Arhenius kreivė ir temperatūros bei gyvenimo santykis, kuris laikomas tašku iki gyvenimo pabaigos, kai medžiagos pailgėjimas esant pertraukos sulaikymo greičiui yra 50%. Galutinių kabelių pavyzdžių, atitinkančių 50 metų, šiluminio senėjimo modeliavimo bandymas turėtų būti atliekamas 90 ° C temperatūroje.
Arhenius kreivėje nauja kreivė ir temperatūros bei laiko santykis nustatomi pagal 2 lygtį ir žinomą nuolydį modeliavimo bandymo temperatūrai ir laikui pasirinkti.
D. Lygiavertis spinduliuotės senėjimo modeliavimo bandymas, atliekamas 50 metų
Su baigtais kabelių mėginiais radiacijos bandymams turėtų būti atliekami terminio senėjimo modeliavimo bandymai, atitinkantys 50 metų veikimo metus.
Lygiavertis spinduliuotės senėjimo modeliavimo bandymas, atliekamas 50 metų, yra C60 kaip radioaktyvus šaltinis, o spinduliuotės greitis yra ne didesnis kaip 1×0104Gy/h, o spinduliuotės dozė yra 2,5×105Gy, kuri atitinka kabelio atsparumo spinduliuotei reikalavimus įprastomis spinduliuotės dozėmis aplinkos sąlygomis atominėje pagalbinėje jėgainėje ir reaktoriaus gamykloje.
E. Imituojami seisminiai bandymai
Kabelio ėminys suvyniotas aplink bandymo cilindrą, kurio skersmuo yra 20D (D yra išorinis kabelio skersmuo) bent vienam posūkiui, o tada procesas kartojamas priešinga kryptimi vienam ciklui, iš viso dviem ciklams.
Po apvijos ciklo mėginio žaizda ant cilindro buvo dedama į orkaitę, įkaitintą iki vardinės kabelio darbinės temperatūros 24h. Atvėsinus buvo atliktas nurodytas eksploatacinių savybių patikrinimo bandymas.
F. lygiavertis
Spinduliuotės poveikio bandymai LOCA veikimo 50 metų, imituojami LOCA bandymai (poveikis esant aukštai temperatūrai ir aukšto slėgio vandens garai)
LOCA (Lossofcoolantaccident) taip pat žinomas kaip vandens nuostolių avarija lengvo vandens reaktoriuose.
Aušinimo skysčio nuostolių avarijos kartais įvyksta verdančio vandens reaktoriaus (BWR) arba suslėgto vandens reaktoriaus (PWR) sistemose dėl vamzdžių nuotėkio ar kitų priežasčių.
Šiuo atveju kabeliai, tiek izoliavimo indo viduje, tiek išorėje, patiria įvairaus laipsnio šilumą ir slėgį, cheminius purškalus ir istoriškai dideles gama spinduliuotės dozes.
Atominėse elektrinėse galima saugiai naudoti tik kabelius, išbandytus per šią imituojamą LOCA būklę.
Todėl CABling reaktoriaus pastate, tiek izoliavimo viduje, tiek išorėje, turėtų būti išbandytas LOCA.
G. Eksploatacinių savybių tikrinimo bandymas
Eksploatacinių savybių tikrinimo bandymai apima gniuždymo bandymus, degimo bandymus, izoliacijos varžos bandymus, izoliacijos ir šnypos tempimo stiprumą bei pailgėjimo pertraukos metu bandymus. Izoliacijos varžos, tempimo stiprumo ir pailgėjimo pertraukos metu bandymai yra tik etaloniniai.
Atlaikyti įtampos bandymą: sulenkite mėginį, kurio lenkimo skersmuo 40 kartų didesnis už kabelio skersmens bandinį, tada 5min užtepti įtampą 3,15kV/min gradientu. Kabelis neturėtų suskaidyti.