Tuumaelektrijaama kaableid kasutatakse peamiselt tuumareaktorites, tuumaabihoonetes ja auruturbiinihoonetes. Üldiselt kasutatakse kaablite paigaldamiseks torujuhtmeid või kaablikanaleid, millel on vaja usaldusväärset kasutusiga, termilist stabiilsust, niiskuskindlust, keemilist stabiilsust ja kiirguskindlust.
Süsteemi projekteerimise kõrge usaldusväärsuse tagamiseks ja seadmete kahjustustest tulenevate tõsiste majanduslike tagajärgede vältimiseks võetakse tavaliselt vastu korduvad mitmekanalilised sõltumatud süsteemid ja seadmed. Tavaliselt kasutatakse elektrikaablite sviidijaoks kahte sõltumatute liinisüsteemide komplekti ja juhtkaablite puhul kolme sõltumatu liinisüsteemi komplekti.
Tuumaelektrijaamade ühised kaablid on: 6/10kV ja 0.6/1kV toitekaablid, 0.6/1kV juhtkaablid, 300/500V mõõtekaablid ja 300/500V kompensatsioonikaablid.
Järgmine tabel on kodumaise ettevõtte spetsifikatsioonitabel:
Tabel 11E Tuumaelektrijaama kaabli klassi mudeli nimi
Mudeli nimi
1E klass K3 yJYK3 vasksüdamiku ristseotud polüetüleenist isoleeritud halogeenivaba madala suitsuvaba polüolefiini gaas
YJY23K3 vaskdirigent ristseotud polüetüleenist isoleeritud teraslint soomustatud halogeen-free madala suitsu polüolefiini mantliga tuumaelektrijaama klass 1E K3 toitekaablid
Vasksüdamik ristseotud polüetüleenist isoleeritud halogeenivaba madala suitsuvaba leegiaeglusti termosteristi tuumaelektrijaam 1E klassi K1 toitekaablid
YJYJ23K1 Vasksüdamik ristseotud polüetüleenist isoleeritud teraslint soomustatud halogeen-free madala suitsu leegiaeglustit termosteerne termostetrielektrijaama klass 1E K1 toitekaablid
KYJYK3 vasksüdamik ristseotud polüetüleenist isoleeritud halogeenivaba madala suitsuvaba polüolefiiniga manteltuumaelektrijaam 1E Klassi K3 juhtsignaali kaablid
KYJY23K3 vaskdirigent ristseotud polüetüleenist isoleeritud teraslint soomustatud halogeenvaba madala suitsusisaldusega polüolefiini mantelelektrijaama klass 1E K3 juhtsignaali kaablid
Vasksüdamik, ristseotud polüetüleenisolatsiooniga, halogeenivaba, madala suitsusisaldusega, leegiaeglust, termosteeritavad mantelelektrijaamad, K1-signaalsignaali kaablid klassis 1E
Vasksüdamik ristseotud polüetüleenist isoleeritud teraslint soomustatud halogeen-vaba, madala suitsu, leegiaeglustit termosteeritavad kest tuumaelektrijaama klass 1E K1 kontrolli signaali kaabel
Tuumaelektrijaamades kasutatavad klassi 1E kaablid on vastavalt tuumaelektrijaama elektrisüsteemi seadmete ohutuskategooriatele jaotatud kolme kategooriasse: K1, K2 ja K3.
Ohutuskategooriad K1, K2 ja K3 on määratletud järgmiselt:
K1-klassi elektriajam.
Paigaldatakse tuumareaktori isoleerimisse ja on võimeline täitma ettenähtud funktsioone tavapärastes keskkonnatingimustes ja sl2 (ohutu seiskamise maavärin) koormuse all ning õnnetuse ajal või pärast seda.
K2-klassi elektriajam.
Paigaldatakse tuumareaktori hoidlasse ja on võimeline täitma ettenähtud funktsioone tavapärastes keskkonnatingimustes ja sl2 (ohutu seiskamise maavärin) koormuse all.
K3-klassi elektrilised ajamid.
Paigaldatud väljaspool tuumareaktori isoleerimist täidab see ettenähtud ülesandeid tavapärastes keskkonnatingimustes ja sl2 (ohutu seiskamise maavärin) koormuse all.
Kolme tüüpi kaablite töökeskkond on väga erinev, mille hulgas on K1 klassil kõige raskem töökeskkond ja kaablite kõige rangemad jõudlusnõuded. Kaablid saab kasutusele võtta ainult jahutusvedeliku kaotsimineku (LOCA) katse simuleerimise teel.
Vastavalt kaabli tegelikule töökeskkonnale katsetatakse rangelaeva sise- ja välistingimustes teest, kui LOCA esineb tuumaelektrijaamas.
Mõned inimesed arvavad, et tuumareaktori tege-
Teiseks saab tõendada ainult siis, kui on võimalik toota klassi 1E K1 kaableid, et kaablitootja suudab toota täielikult tuumakaableid. Kõige parem on kindlaks määrata kaablite konstruktsiooni- ja tulemusnäitajad vastavalt reaktorihoone ja tuumaabihoone kahe töökeskkonna eritingimustele.
1. Testi sisu
(1) kaabli põhitõhususe tüübikatse;
(2) Kaablid peavad olema võimelised läbima EEE383-s nimetatud kimpude moodustatud kaablite vertikaalse põlemiskatse;
(3) suitsukontsentratsiooni katse;
4) valmiskaabli kattematerjali gaasieraldumise katse põlemise ajal;
(5) elektrikaablite elektriline vananemiskatse;
6) isolatsiooni- ja mantelmaterjalide pikaajaline kuumuskindluse hindamise katse;
7) termilise vananemise simulatsioonikatse, mis vastab 50-aastasele tööle;
(8) samaväärne kiirgusvananemise simulatsioonikatse, mis kestab 50 aastat;
(9) simuleeritud seismiline katse;
(10) samaväärne 50-aastane LOCA kiirituskatse, LOCA simulatsioonikatse (kõrge temperatuur, kõrgsurveveeaur);
(11) Jõudluskontrolli katse.
Nende hulgas on (1)~(3) tüübikatsetused, (7)~(10) on keskkonnasimulatsiooni katsed ja (8) ja (10) tehakse mõlemad pärast seitsmendat katset.
Jõudluskontrolli katsed hõlmavad pingekatset, põlemiskatset, isolatsiooni ja hülsi tõmbetugevuse mõõtmist, katkevenivuse katkemist jne.
Määratakse kindlaks töökeskkonna eritingimused.
2. Katsemeetod
A. Elektriline vananemiskatse elektrikaablitele 5000 h juures
Toitekaablid peavad läbima 5000 h elektrilise vananemiskatse, mis viiakse läbi vastavalt lEC60502-le.
Katsetingimused on järgmised:
(1) Kaabliproovi pikkus: vähemalt 30 m;
(2) Rakendatav pinge: faaside vahel rakendatav pinge (on kaablijuhtmete vaheline nimivõimsus-sageduspinge);
(3) Rakenda vool: Vool peaks läbima kaabli, et elektrijuhtme temperatuur ulatuks 95 ~ 100 ° C;
(4) Tsükli kestus: kuumutamine 8 tundi, seejärel jahutamine 16 tundi;
(5) Katse kestus peab olema vähemalt 5000 tundi (nimelt 209 temperatuuritsüklit).
Katsetulemused: kaablit ei tohi katse ajal katki teha.
Katsepinge ja katseaeg määratakse kaabli isolatsiooni töökõlblikkuse indeksi (N) põhjal, millel on teatav ohutusvaru. Elektriline vananemise eluea võrrand on: Unt=C[(1), U on kaablile rakendatav pinge; n on eluindeks; T on elektririkke aeg; C on konstant (seotud struktuuriga jne)].
Kui kasutatava ristseotud polüetüleeni eluindeks on N ≥9, peab tuumaelektrijaama kaabli eluiga olema 50 aastat. Võrrandit (1) saab kasutada pinge ja aja suhte arvutamiseks.
Näiteks kui tööpinge U=10kV, nõutav tööaeg t=348000h(50 aastat);
Kui katsepinge on 20kV, peab katseaeg olema 5000 h.
Eespool nimetatud parameetrite asendamisega võrrandisse (1) on võimalik saada, et:
Lahuse võib saada n=6,45, vähem kui 9, mis näitab, et katsemeetodil on ohutusvaru.
B. Isolatsiooni- ja mantelmaterjalide pikaajalise kuumuskindluse hindamise katse
Standardi IEC60216 ja Standardi IEEE383-74 kohaselt on mittemetallmaterjalide vananemise kiirendamiseks soovitatav matemaatiline mudel Arrheniuse empiiriline valem : In =ab/T (2), viitab toote tööiga temperatuuril T (h);
T on töötemperatuur (K);
A ja B on määratlemata koefitsiendid.
Valemit (2) on kohaldatud aastakümneid ja seda kontrollitakse paljudel juhtudel tõhusana.
Määratlemata koefitsiendid A ja B saab arvutada määratud töötemperatuuri põhjal ja seejärel kasutada kasutusaja arvutamiseks valemit (2). Kui väärtus on oodatust suurem, täidetakse projekteerimistingimused.
(1) Katsetemperatuuri ja -aja määramine.
Tavaline vananemiskatse on 135 °C ja 168h, nii et 135 °C saab määrata minimaalse katsetemperatuurina.
Katseprotokollid viitavad IEC60216-le, et määrata kindlaks termilise vananemise katseprotseduurid ja!
Katsetulemuste hindamise üldine menetlus "ja IEEE383 standard.
Iga taseme olelusringi hindamise katsetemperatuuri erinevus on 15 °C, katsetemperatuuri punkte on neli, maksimaalne katsetemperatuur on 180 °C.
Eksperiment kestis umbes 5000h.
(2) Elu lõpetamise parameetrite valik.
Soojustusmaterjalide soojuslikus vananemisprotsessis on kaks iseloomulikku parameetrit, nimelt tõmbetugevus ja katkevenivus. Selles katses on katkevenivuse vähenemise määr kiirem kui tõmbetugevus, nii et katkevenivus on eluhindamise parameetriks.
Vastavalt kaabli paigaldamise painderaadiuse arvutamisele ei tohi isolatsiooni tegelik venivus ületada 10%.
Mõõdetud proovi esialgne venivus vaheajal oli 160%. Eeldades, et katkevenivuse peetumismäär oli 50% kui elu lõpp-punkt, oli katkevenivus ikkaveel 80%, mis andis kaabli töötamiseks piisava ohutusteguri.
(3) Andmetöötlus ja elu arvutamine.
Vastavalt STANDARDILE IEC60216-1 ja sellega seotud matemaatilistele põhimõtetele joonistati Arrheniuse kõver esmakordselt joonistamismeetodiga vastavalt eeldatavale kasutuselt kõrvaldatud punktile.
Samal ajal arvutatakse määratlemata koefitsiendid A ja B, et määrata kindlaks katsematerjali temperatuuri ja tööea vaheline seos. Kui arvestuslik eluiga on 90 °C juures vähemalt 50 aastat, loetakse materjali kvalifitseeritud eluiga 50 aastaks.
C. Termilise vananemise simulatsioonikatse, mis vastab 50-aastasele tööle
Standardi IEEE383-74 kohaselt tehti valmis kaabliproovide termilise vananemise simulatsiooni katse, asetades kaabli teataval temperatuuril ja ajal õhuringluse ahju, kasutades Arrheniuse tehnoloogia väljatöötatud andmeid.
Isolatsiooni- ja mantelmaterjalide soojusomadused põhinevad soojuse eluea hindamise tulemustel.
Valmistoodete kaabli vananemise simulatsioonikatse andmete kindlaksmääramisel kasutati Arrheniuse kõverat ning 50-aastase kasutusajaga kehtestatud materjalide temperatuuri ja eluea suhet.
Arrheniuse kõver ning temperatuuri ja elu vaheline suhe on kindlaks määratud, mis on eeldatavasti punkt enne eluea lõppu, kui materjali katkemise ajal on katkemise ajal venivus 50%. 50 aasta pikkuse valmis kaabliproovide termilise vananemise simulatsioonikatse tuleks läbi viia temperatuuril 90 °C.
Arrheniuse kõveras määratakse vastavalt võrrandile (2) ja teadaolevale kallele kindlaks uus kõver ning temperatuuri ja aja vaheline suhe, et valida simulatsioonikatse temperatuur ja aeg.
D. Samaväärne kiirguse vananemise simulatsioonikatse töötab 50 aastat
Kiirguskatseteks ettenähtud valmis kaabliproovid peaksid läbima 50-aastase tööaastaga samaväärsed termilise vananemise simulatsioonikatsed.
Samaväärne kiirgus vananemise simulatsiooni katse, mida käitatakse 50 aastat, võtab radioaktiivse allikana C60 ja kiirguskiirus ei ületa 1,0×104Gy/h ja kiirgusdoos on 2,5×105Gy, mis vastab kaabli kiirguskindluse nõuetele tuumaabitehase ja reaktoritehase tavapärastes kiirgusdoosi keskkonnatingimustes.
E. Simuleeritud seismilised katsed
Kaabliproov haavatakse katsesilindri ümber diameetriga 20D (D on kaabli välisläbimõõt) vähemalt ühe pöörde jooksul ja seejärel korratakse protsessi ühe tsükli jooksul vastassuunas, kokku kaks tsüklit.
Pärast mähistsüklit pandi silindril olev proovihaav 24 tunni jooksul köitvasse ahju, kuumutades kaabli nimitöötemperatuurini. Pärast jahutamist tehti ettenähtud jõudluskontrolli katse.
F. samaväärne
Kiirguskiirituse katsed LOCA 50-aastase töökeskkonna, simuleeritud LOCA katsete (kokkupuude kõrge temperatuuri ja kõrgsurveveeauruga)
LOCA (Loss ofcoolantaccident) on tuntud ka kui veekadu õnnetus kerge vee reaktorid.
Jahutusvedeliku kadu õnnetusi esineb mõnikord keeva vee reaktoris (BWR) või survestatud veereaktori (PWR) süsteemides toru lekke või muude põhjuste tõttu.
Sellisel juhul läbivad kaablid nii isoleerimisanumas kui ka väljaspool seda erineva kuumuse ja rõhu, keemiliste pihustuste ja ajalooliselt suurte gammakiirguse annuste suhtes.
Tuumaelektrijaamades võib ohutult kasutada ainult selle simuleeritud LOCA tingimuse abil katsetatud kaableid.
Seetõttu tuleks reaktorihoones nii isoleerimise sees kui ka väljaspool seda kinnitada LOCA-d.
G. Toimivuskontrolli katse
Jõudluskontrolli katsed hõlmavad survekatseid, põlemiskatseid, isolatsioonikindluse katseid, isolatsiooni ja kesta tõmbetugevust ning katkevenivuse katseid. Isolatsioonitakistuse, tõmbetugevuse ja purunemise ajal venivuse katsed on mõeldud ainult võrdluseks.
Taluma pingekatse: proov paindetakse paindeläbimõõduga, mille läbimõõt on 40 korda suurem kui proovis oleva kaabli läbimõõt, ja seejärel rakendage 5 minuti jooksul pinget kaldega 3,15 kV/min. Kaabel ei tohi puruneda.