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[核电电缆 ] 核能发电站1E级回路用电缆系统的设计和安装标准-解读IEEE 690-1984标准

P:2007-09-24 10:36:54

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 核电站电缆专题

解读IEEE 690-1984标准(2002年再次确认)

《核能发电站1E级回路用电缆系统的设计和安装标准》

前言

        这是一份电缆系统的设计和安装标准,主要是陈述1E级回路对系统的要求,在编制方式上与电缆制造标准有较大的差异,但内容却与电缆关系密切,可以从系统要 求联系到电缆结构上的问题。电缆制造工作者深入了解该标准后,对制订电缆产品标准和产品获取资质认证有一定帮助。为方便读者了解这份标准的实质内容,本文 以陈述的方式来表达其中与电缆有关的内容,如有不当之处,欢迎读者指正。

一、一般叙述

        美国IEEE 690-1984标准的前身为IEEE 442-1977导则,其名称为《核能发电站1E级回路用电缆系统的设计和安装导则》,该导则实际上也作为标准使用。1984年将导则制订为标准,名称为 《核能发电站1E级回路用电缆系统的设计和安装标准》,并且于2002年再次得到确认。IEEE 690-1984与IEEE 422-1977导则相比,除内容有所扩大外,在文字语气上较多地用了肯定词“应”(英语shall)。该标准专为核电站中与安全相关的电缆系统(包括辅 助回路)的设计与安装提供指导,也可作为某些与安全无关,但可能对安全有影响的电缆系统设计与安装提供引导。IEEE 690标准规定的具体对象为电缆 ,现场接头和连接。关于“电缆”的定义毋需作更多的解释。关于“现场接头”是指需要在现场进行施工,并应符合使用要求的永久性导体连接和树脂绝缘,通常指 导体焊接或压接和绝缘的浇注或注塑。关于“连接”是指电缆终端、中间连接盒,或处于有害环境分界线部位的电缆与设备接合处的密封。

        IEEE 690标准主要针对1E安全级的电缆,1E级回路的定义如下:此安全级回路是指完成反应堆紧急停堆;安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安 全壳的热导出;防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的安全级。IEEE 690标准也对辅助回路提出同样的要求,当然不是包含所有的辅助回路,此处辅助回路的定义如下:与1E级回路分管电力供应、信号源、封闭或管线的回路;或 采取了可被接受的间隔距离、隔离围墙或隔离措施装置,但与1E回路未完全分隔或电气绝缘的回路。我国核电站设计,将1E级再分为K1、K2和K3类三种电 缆,要求有所差别,核电设计部门对电缆的选型另行制订更具体的规范,电缆制造部门也应相应规范来制订各类产品标准。

二、电缆敷设的分隔

      1E级回路需按电压水平、信号水平和防范电气干扰等因素,对电缆系统提出电气分隔要求。具体分为:

1. 中压电力电缆,电压等级为601~15000 V,通常设计用于厂内辅助系统有关设备供电。

2. 低压电力电缆,电压等级为600 V及以下,常设计用于厂内辅助系统有关设备供电。

3. 控制电缆,通常在较小电流水平下应用,或在需要改变厂内辅助系统设备运行状态时,电缆间隙通电方式运行。

4. 仪表电缆,用来传输变量的电流或电压信号(模拟),或用来传输编码信息(数码)。

电缆敷设时规定中压电缆不应压在任何低压电缆的上面,以免压伤低压电缆绝缘。仪表电缆的敷设,若会受到邻近回路和设备的电气干扰,应使不允许受到的干扰信号降低到最小。

三、电缆的屏蔽和屏蔽接地

        IEEE 690标准提出了屏蔽和屏蔽接地的要求。对于中压电力电缆,除非特殊设计外,5 kV以上电缆的绝缘和导体应有限制电场的非金属材料屏蔽。屏蔽层必须有效的与电缆终端连接。同时应采用金属屏蔽层完成有效的单点或多点接地,当多点接地 时,金属层应符合各种感应电流容量的要求。对于仪表电缆,可在其绝缘芯外(含线对、三线组和四线组)编织金属线或绕包金属带或绕包聚酯薄膜金属(铝或铜 箔)复合带,此屏蔽层的目的是抑止外部对其感应或内部向外发射的干扰,屏蔽层主要是降低芯间和组间的电磁耦合。此外应注意以下几点: 

1. 结构上要求屏蔽层必需保持导电连续性,所以绕包聚酯薄膜金属复合带时,金属面应向内,并包含纵向裸绞线作为导引线,导引线截面在产品标准种规定。当二根电缆在终端连接时,应将屏蔽用导线可*连接。

2. 每根电缆的屏蔽层应是相互绝缘的,以防止屏蔽层分散接地和多点接地。所以在屏蔽层外应再搭盖绕包一层聚酯薄膜。国内有些不正规产品,绕包聚酯薄膜金属复合 带时金属面向外,成缆后再用铜线总编,表面上看似乎连接很完整,实际上构成不规则的分散接地,在传输某些信号时会产生畸变现象。

3. 屏蔽层设计时,若只是考虑降低静电或电磁耦合的功能,就不应作为导体使用,即不允许用作传导额外的电流或电压。

4. 标准的同轴电缆、三同轴电缆和仪表电缆。应符合系统设计要求和设备制造商提出的结构。

四、1E级回路电缆系统的防火

        1E级回路电缆系统的防火设计包括三步措施:

1. 阻止火焰渗透措施,这是指建立一个防火壁垒,壁垒由不会着火的墙壁、地面和天花板组成。防火壁垒的等级是按照火灾中壁垒能维持完整的时间来衡量。凡是穿过防火壁垒的材料、设备和电缆束应具有规定的阻燃等级。

2. 火焰熄灭(自熄),是要求材料、仪器和电缆束在火灾中着火后能够自熄,这在电缆产品标准均有具体规定。

3. 电缆系统的封闭,是指组合在电缆系统周围的一系列装置,这些装置在规定时间内,能使电缆系统和包括周围装置本身,能保持回路安全和完整性的措施。

        发生火灾后的过程比较复杂,而且火灾的几率甚少,所以对电缆不只是要求阻燃,也需要顾及其他方面:

1. 阻燃材料、电缆和管线材料,三者应具有相容性,其含义是这些材料在正常使用和发生火灾时均不会有相互侵害因素。

2. 在安装过程中不应产生毒气、腐蚀气体或异味气体(刺激性气等)。

3. 在安装和运行过程中,管材和电缆的径向和纵向膨胀和收缩,可能对电缆绝缘和护套产生挤压作用,但挤压不应造成绝缘和护套破损。

4.  符合电缆载流量要求。

5. 火灾发生时,为阻止火焰参透,会产生某些物质的压力,上述材料、管道和电缆应能耐受某些物质压力而不损坏。

6. 火灾发生时,为阻止火焰参透,以上材料、管道和电缆,应具有应付电气着火时抵抗蒸汽喷淋的能力试验,当然蒸汽喷淋的温度和压力是有规定限度的。

五、电缆的管理和敷设

    电缆在储存期间,电缆端头应密封,以避免电缆受潮和污染。成盘电缆的储存应按制造商推荐的办法储存和管理,以避免电缆损坏或变坏。电缆敷设应遵循以下规定:

1. 电缆应敷设在线管内,并有合适的牵引作业点,作业点具有一定的空间,如人孔或岗亭等。作业中最大允许牵引力和侧压力不应超过有关规定。

2. 电缆在线管内敷设,必需有充分尺寸的弯道(包括作业点),以适应电缆制造商允许的电缆敷设时最小弯曲半径,不允许违反制造厂这项规定。

3. 当采用钢管或钢套时,交流三相线路的任何一相和任何单相,均应敷设在同一钢管或钢套内,以使钢质材料感应发热量最小。

4. 电缆安装到移动机械设备系统时,不应影响电缆系统的安全。

5. 电缆不应敷设在用来负重或支撑设备的线管内、管道内、工具管道以及其他设备内,除非线管系统特殊设计时兼顾到负重,或除非已采取特殊的预防措施,保护电缆能抵御所支撑设备及其组件的破坏作用。

6.  有电缆的牵引应按制造商推荐的说明书进行。

7. 牵引电缆时不应绕过尖角和障碍物。

8. 牵引电缆时的环境温度不应低于制造商推荐的最低的敷设温度。

9. 牵引电缆时的润滑剂应与电缆护套有相容性。

10. 不可用裸绞线软绳作为牵引工具在管内牵引电缆。

11. 中压电缆在敷设时和敷设后,其终端均应完好地密封。在潮湿地区的所有其他电缆,在敷设时和敷设后,其终端均应完好地密封。

12. 电缆端头包括牵引件,在连接到终端前均应切除。

13. 电缆牵引完毕后,安装时的固定整形,应符合制造商推荐的最小弯曲半径。

14. 在电缆托架的地平面上以及有可能造成物理性损害的部位,应具备电缆的保护措施。

        此外托架敷设电缆的数量,应受载流量要求的限制,也受托架及其支撑能力和托架截面积的限制。管道内电缆的填充率应符合AMSI/NFPA-70-1984 国家电气规则第九章表9的规定。对于垂直路线敷设的电缆,应有间隔的固定措施,使其终端不承受电缆的重力。

六、电缆敷设后的交接试验

      电缆敷设后的交接试验,目的是证明电缆经过储存和敷设,绝缘未发生损坏。需注意的是这些试验也许检验不出电缆损坏,但在今后使用中最终仍有可能导致电缆出 现损坏,例如中压电缆的电缆护套或绝缘屏蔽损坏,或低压电缆的绝缘损坏。交接试验的项目不多,总的应符合ANSI/IEEE Std 336-1980核动力发电站1E级仪表和电气装备安装、检验和试验要求标准。

        具体试验项目:

1. 中压电缆与设备连接前应进行直流高压试验。

2. 低压电缆既可以在与设备连接前进行绝缘电阻试验,也可作为检验设备系统的一个部分进行功能试验,试验应在设备运行电压下进行。试验结果应记录留作今后工厂参考。

七、结语

        我国即将进入核电站建设高潮时期,1E级电缆全面国产化是必然趋势,对电缆产品标准方面的认识,至今未完全统一。本文介绍IEEE 690标准的目的,希望制造部门对1E级电缆有更深入的认识,使电缆结构和性能更为理性化。既不必以提高性作为盲目竞争的手段,也不能以降低成本而疏忽了 某些基本要素。务必从全面和综合的观点来设计和制造优质低价的电缆。

[绿野仙踪 在 2007-9-24 10:42:04 编辑过]

帖 子 奖 罚
绿野仙踪 奖励 0 金币,.04 声望,于 2007-9-24 10:47:23 原因:谢谢分享!

TMB - thermo-mechanical bending热机械弯曲 点赞(0) 投诉

P:2007-10-22 14:19:07

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好东西啊

我现在 正是需要

air-recirculation - 空气循环 点赞(0) 投诉

P:2007-11-03 15:41:06

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东西值得学习,目前像这种核电缆产品相关的介绍资料很少,也很珍贵!!

final capstan - 收线牵引轮 点赞(0) 投诉

P:2007-11-04 01:38:48

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我收集了不少这些资料,希望对开发核电缆的同行有用:

核电站电缆专题介绍 : http://www.sio2cable.com/unclear.htm

对引用的资料仅供参考,不负责核对。

self-repairability - 自修复性 点赞(0) 投诉

P:2008-03-14 20:28:10

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是不错,可没有这样的电缆厂家啊

IRCV - infrared rays continuous vulcanization红外线连续硫化 点赞(0) 投诉

P:2016-06-15 16:20:29

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好东西啊

data acquisition system - 数据采集系统 点赞(0) 投诉

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