適用于惡劣環(huán)境的熱縮電纜附件：原理、設(shè)計、制造和應(yīng)用（二）

阻燃熱縮電纜配件的應(yīng)用

鐵路、海洋、政府大樓或發(fā)電廠應(yīng)用等特定環(huán)境需要阻燃電纜和電纜附件。電纜需要滿足典型的防火安全標(biāo)準，例如 IEC-60332 和 IEEE-1202。使帶有電纜附件的電纜符合這些標(biāo)準以證明其適用性已成為一種常見做法和行業(yè)理解。

在 IEEE-1202 測試期間，將電纜或帶有附件的電纜放在火焰上。20 分鐘后，火焰熄滅，預(yù)計產(chǎn)品由于其自身特性，火焰將熄滅。由該試驗引起的損壞區(qū)域或火焰?zhèn)鞑?yīng)限制在 1.5 m 以內(nèi)。

圖 5：垂直托盤排列的阻燃熱縮電纜附件。資料來源：G-APEX

配制過程中使用正確的添加劑，再加上熱縮管中特定的壁厚，將產(chǎn)生阻燃的熱縮管。

防火熱縮配件

除了阻燃之外，特定的行業(yè)要求還需要耐火性能，其中電纜和附件需要保持系統(tǒng)完整性長達 180 分鐘。與阻燃性相比，該要求要嚴格得多，并且需要不同的設(shè)計方法。配件通常被覆蓋或與低煙零鹵素 (LSZH) 材料結(jié)合使用，以獲得它們提供的好處。顧名思義，低煙無鹵材料在暴露于火中時會散發(fā)出低煙和幾乎沒有鹵素氣體。然而，低煙無鹵特性本身并不會帶來熱縮電纜附件所需的特性，以實現(xiàn)系統(tǒng)的長期完整性。

圖 6：耐火測試之前、期間和之后的耐火接頭。資料來源：G-APEX

作為一種解決方案，熱縮電纜附件與額外的保護層相結(jié)合，作為防火屏障并防止火焰穿透內(nèi)部絕緣層。IEC-60331 是定義耐火電纜和電纜附件（圖 6）測試程序的標(biāo)準。

用于核反應(yīng)堆電氣系統(tǒng)的熱縮電纜附件

電纜附件最惡劣的環(huán)境之一是核電站的安全殼區(qū)域，這需要電氣系統(tǒng)在諸如冷卻劑損失事故 (LOCA) 等事故條件下正常運行，這是核電站中最嚴重的故障形式之一反應(yīng)堆。

發(fā)生事故時，電纜附件應(yīng)支持應(yīng)急功能的運行，例如反應(yīng)堆的緊急關(guān)閉、安全殼隔離以及通過為電氣系統(tǒng)提供 360° 保護來防止放射性物質(zhì)的釋放。 

完整的 LOCA 資格模擬嚴重事故條件，因此必須涵蓋以下要素：

通過熱輻射和伽馬輻射模擬老化效應(yīng)

長期的輻射暴露

高輻射事故模擬

在飽和蒸汽條件下暴露于極端溫度和壓力曲線

苛刻的化學(xué)噴霧測試

最新一代的核電站，如 AP1000 或歐洲壓水反應(yīng)堆 (EPR)，使用壽命為 60 年。因此，鑒定過程的熱老化已被選擇來模擬 90°C 恒定溫度下的 60 年壽命，這通常代表電力電纜中的最高導(dǎo)體溫度。

盡管安裝在安全殼區(qū)域的產(chǎn)品會受到核輻射，但需要模擬 40/60 年的伽馬輻射。此外，事故期間可能會發(fā)生高輻射，需要在鑒定過程中加以考慮和測試。典型值可以超過 200 毫拉德的伽馬輻射。

在事故模擬過程中，將安裝在電纜上的熱縮電纜附件放入容器中，模擬事故發(fā)生時的溫度和壓力。下面顯示了對電纜附件進行 30 天測試的典型曲線，最高溫度超過 200°C，最大壓力超過正常環(huán)境壓力 0.8 MPa。

圖 7：用于驗證核電站環(huán)境熱縮電纜附件的溫度和壓力曲線。資料來源：G-APEX

G-APEX的熱縮配件可在最惡劣的環(huán)境中保持可靠性

G-APEX的熱縮技術(shù)基于特殊配方的熱塑性聚合物材料，針對特殊應(yīng)用進行了優(yōu)化。熱縮管以其高質(zhì)量、可靠性和承受風(fēng)化過程（如污染、紫外線、鹽霧和其他惡劣環(huán)境）的能力而聞名。 

圖 8：G-APEX 的熱縮管系列。資料來源：G-APEX

在G-APEX的熱縮帶、管材、環(huán)繞式套管、接頭和端子的制造過程中采用復(fù)雜的工藝控制，確保產(chǎn)品在貨架上保持其形狀記憶數(shù)十年，并在安裝后在現(xiàn)場穩(wěn)定運行 40 多年. 

結(jié)論

熱縮電纜附件已成功應(yīng)用于低、中、高壓網(wǎng)絡(luò)。在具有高紫外線輻射、重污染、腐蝕性鹽霧的惡劣環(huán)境以及需要阻油、阻燃甚至耐火性能的區(qū)域中使用它們是具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之一。核環(huán)境也是當(dāng)今使用熱縮電纜附件并在事故條件下實現(xiàn)安全相關(guān)功能的最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境之一。 

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