核电电缆市场分析

核电电缆市场分析报告

一、核电电缆市场现状

核电是继水电和火电之后最具工业规模开展潜力的成熟电力供给形式，也

是清洁、低碳、环境友好、输出功率稳定的经济高效能源。规模化开展核电对

于落实减排目标、实现中国能源结构显著改变、满足国民经济对电力的需求，

保障能源供给平安有着举足轻重的影响。

核电缆是核电站的一个重要电器部件，其使用场所的条件比拟苛刻，平安

方面的要求高，不仅要具有普通电缆的一般特性，还要具有低烟、无卤、阻燃

等特性，特定的耐环境性，如耐辐射性、耐LOCA（失水事故）等。目前，电线

电缆行业中局部企业（近1（）家）已开始生产1E级K3类电缆，但仅江苏上上

电缆等少数企一业完成K1类电缆的开发。目前，核岛内电缆还需大量进口。

从我国核电站开展历程来看，除了秦山一期为自主技术供给商，从2002

年〜2011年几乎所有的核电工程都采用国外由国外的技术供给商提供技术支

撑。同期，国产核电缆虽然一直在研发、试验，但离生产出全面优质的核电缆

还有较大距离。即使有局部交付的核电缆，在使用过程中还是存在质量问题。

可喜的是，通过对国外技术的消化、吸收、创新，国内核电工程从2012

年开始根本都由采用了自主技术。目前\我国已成功研制、生产出了世界首批

具有自主知识产权的三代核电AP1000核电站平安壳内电缆，并用于浙江三门

核电站1号机组建设。可见核电缆等核电工程、产品在国内市场开展比拟顺利。

虽然日本核事故影响国内核电开展，但早在我国“十一五”规划和2020年

电力开展的根本方针是为深化体制改革，加强电网建设，大力开展可再生能源,

优化开展水电，积极开展核电，因地制宜开展天然气发电，积极开展新能源发

电,贯彻开展低碳经济，重视生态环境保护，加大技术改造力度，提高能源效

率。按照其规划，到2020年将实现27〜40个1000兆瓦核电机组，核电比重

将从目前的1.8%上升至1J4%,甚至提高到7%〜8%。

为应对经济危机，扩大内需，我国政府巨资投入根底设施建设。其中，高

速铁路、城市轨道交通、现代汽车、舰船和大型飞机等是今后我国重点开展的

工程。这些现代交通工具制造需要大量电力、控制、信号和仪表电缆，如机车

车辆用线；机车车辆用信号屏蔽电缆、计算机和电工仪器用电缆；城市轨道交

通直流电力电缆；汽车低压电线；飞机用线和舰船用无卤低烟阻燃电缆等，而

这些工程的运行更需要核能等提供能源，进而对核电电缆的需求也必然大增。

不仅如此，环保的巨大压力使人们更关注洁净能源，也就是核电的开展。

2009年12月18日在哥本哈根联合国气候变化大会上，忖任国务院总理的温

家宝承诺:我国2020年单位生产总值二氧化碳排放比2005年降低40%—45%o

实际上这个压力非常大，我国经济开展对能源需求持续增长的情况下，面临着

国内资源环境制约日趋强化和应对全球气候变化、减缓温室气体排放的双重挑

战。具体来说，我国能源开展目前面临四个根本问题。一、供需总量平衡问题,

我们的资源不够。二、以煤为主的能源结构，造成了环境和生态问题。大概

70%以上的发电量靠煤电。三、西煤东运、北煤南运、西电东输造成了能源运

输问题。四、石油和天然气方面我们进口数量相当大，造成了对国外资源依存

的能源供给平安问题。解决这些问题，改变我们的能源结构，突破资源环境的

瓶颈，保证能源平安，减缓温室气体排放，核电有不可替代的作用。

而近年来，国内因核电快速开展而引起各配套行业的极大关注，电线电缆

行业作为重要的配套产业同样如此，随着李克强总理对沿海核电建设的重申，

核电用电缆的需求会极大的上升，给国内的电线电缆生产企业带来很好的开展

契机。尽管核电缆开展前景广阔，然而因技术要求过高，目前国内尽管有专门

研发和生产核级电缆的电缆企业，但是真止能够生产出优秀的核级电缆的企业

还在少数。尤其是壳内电缆还需要依赖国外技术。受福岛核事故的影响，国际

上对核平安日益重视，这也促使核电缆等电气设备的性能要求进一步提高。

开展核电是中国能源平安战略的必然要求。作为一种新型能源，核电的环

保效应显著。以大亚湾核电基地为例，截至2012年底，大亚湾核电基地累计

上网电量到达了4396亿千瓦时。与同等规模的燃煤机组相比，相当于减少了

100万公顷森林1年的二氧化碳吸收量。相较于其它核电国家，中国核电发电

量占比远低于前者。法国核电发电量占本国发电量77%,韩国占35%,美国

占19%,俄罗斯占18%,而中国目前核电发电量仅占全国发电量2%,与世界

平均水平尚存较大差距。中国应持续扩大核电装机规模，实现战略价值最大化。

核电作为高新技术具有庞大的产业链，除主设备外，需要上万台各种类型

各种平安等级的阀门、各种尺寸各种材料的管道、各种类型的电缆和铸锻件、

各种类型各种容量的风机、各种类型各种规模的热交换设备和容器，以及管件、

管道支架、电缆桥架、焊材等等。近几年国内企业通过攻关已经能在很多领域

生产出到达核级标准的产品。

核电产业市场炽热、门槛高，只有找准“切入点”，定位好目标产品，才能

打进市场并占据市场。我国目前已形成了完整的核电配套工业体系和能力，目

前已根本实现二代改良型核电设备的全面国产化，国产化率到达85%,并且到

达了8-10台套的批量制造产能。核级部件和材料，每一样都关乎核电站的平

安，企业必须在具备生产非核级产品能力的根底上，生产出质量过关、经得起

检验、稳定可批量化生产的核级产品，这才有进入核电产业供给链的资格。

中国建设中的核电站有11处，机组数量合计30台，机组额定功率大多为

100万「瓦，中国自主设冲型式超过一半，国产化率大致为60〜83%,其中有

效支撑到2030年非化石能源消费占比提高到20%这一目标。目前中国核电的

比例仍太小。

在去年两会上，全国政协委员贺禹建议加快我国核电开展，国务院总理李

克强在政府工作报告中提到，要提高非化石能源发电比重，开展智能电网和分

布式能源，鼓励开展风能、太阳能，开工一批水电、核电工程。可见，中国的

核电开展将迎来爆发，也将极大拉动电线电缆行业的开展。

根据中国政府《核电中长期开展规划》，中国后续核电工程将主要采用三

代AP1000及其再创新技术。有信息说明，由于“十二五”期间不开工内陆核电,

因此今年内有可能开工的核电工程，将从三门二期、海洋二期、陆丰一期、徐

大堡一期、山东荣成CAP1400示范工程、福清三期、红沿河二期中产生。以

上因大型先进压水堆重大专项CAP1400是建立在API000技术的根底上，拥

有中国自主知识产权的“升级版”，故而开工的优先度可能最高。

有机构预计，2015年新增核电工程数相比2014年增幅有望到达

100%-200%,设备投资需求近700亿元。按照2020年8000万千瓦的规划，核

电设备投资总需求有望接近4800亿元。

随着国家对核能电站的大投入、大开发，与核能电站配套的特种核电缆将

有很大的市场空间。按照一座百万千瓦级的核电机组，所需各类电缆总长约

3000公里，平均每公里7万元，2015年.2020年我国核电电缆市场空间合计

84亿元，年均16.8亿元。目前，中国已建成17台核电机组，在建29台核电

机组，成为全球在建核电规模最大的国家，也是世界上民用核电开展最快的国

家。3月10日，中广核称，发改委批准了红沿河核电5、6号机组的建设。这

意味着红沿河核电二期工程马上就要重启。红沿河核电二期工程是4色来中国

真正意义上新批的核电工程。

自去年10月份国务院宣布核电工程恢复隼批以来，包括CAP1400示范工

程在内的一批重大工程正在全速推进中。近期，国家环保部此前正式受理的山

东荣成石岛湾大型先进压水堆核电站重大专项CAP1400示范工程(选址阶段)

环评报告公示期将到期。如无异议，该工程将于明年4月正式开工，2018年

年底建成投产。此外，国产先进压水堆ACP1000近日也通过专家审查，中广

核福建宁德核电站一期首台机组那么在上周末壬式投运。业内预期，今年核电

工程开工数有望较去年翻番。

中国核能行业协会近日也举办了国产先进压水堆ACPI000初步设计审查

会，结论认为中核集团关于ACPI()00的压水堆开发充分借鉴了国际三代核电

技术先进理念，也考虑了福岛核事故经验反响，其技术和平安指标到达了国际

上三代核电机组的同等水平。

不仅如此，中广核集团宣布福建宁德核电站一期首台机组也于4月19日

正式投运，日发电量约2400万度。这也是中国海峡西岸经济区首台正式建成

投产的核电机组。目前，全球核电机组在建数量为68台，装机容量7083万千

瓦；中广核在建机组数量15台，总装机容量1775万千瓦，已占全球在建规模

约l/4o

去年1()月24日国务院召开常务会议决定重启核电建设后，到去且年底共

有4台核电机组陆续开工建设。国核内部人士预期，今年开工数有望翻番，多

项设备采购协议那么将在四五月签订，“今年新开工的机组多采用API000技

术路线。”

行业的普遍观点是，核电产业链较长，首先最受益的还是相关设备及材料

制造环节。据业内人士提供的综合国际各权威机构的预测结果，未来全球核电

装机规模将持续增长。到2020年，全球核电装机规模预测低情景下将在4.53

亿-4.76亿千瓦，年均增长接近2%左右；高情景卜将到达5.19亿550亿千瓦，

年均增长3%-5%o而且亚洲核电市场十分被看好。

2013年，我国核电"走出去''收获了三个引起国际社会关注的订单，让国

内局部舆论为之自豪。2013年中国核电企业相继签约英国、罗马尼亚的核电

工程，援建巴基斯坦核电站开工。在巴的核电工程中，中国具有自主知识产权

的三代核电技术第一次走出国门。此前，中国核电在海外仅有4个核反响堆，

均是在巴基斯坦，且属于二代技术。

主流媒体对我国核电电缆开展的预测：

工控中国认为：随着国际上核电重启节奏加快和国内大气污染防治力度加

大，以及国内能源产业政策对大容量机组火电、LNG和煤制油气的鼓励，国

内核电建设有望保持连续性。这对于国内的电线电缆行业来说既是欢喜又担

忧，欢喜的是电线电缆市场得到极大的拓展，担忧的是能不能生产出符合核电

建设要求的产品。显然，无论是哪家电缆生产企业抓住了这一先机，并且牢牢

占据核电市场，其都将迎来质的转变和爆发！

电缆网讯：自从今年核电工程按下了“重启键”，积压的核电工程将迎来集

中释放，我国未来5年新增装机将到达4000万千瓦，核电设备总需求将超3000

亿元。而随着中国核电技术走出去，核电设备的需求还将进一步增加。

渤海证券分析，随着核电建设的崛起，整合核电产业链将迎来前所未有的

黄金机遇。预计中国未来5年新增装机将到达4000万千瓦，5年内的核电设

备需求将超3000亿元。

三、国外核电电缆需求预测

不仅我国核电开展势头正猛，世界多国也在大力开展核电。虽然口本福岛

核事故后，引发了世界诸国对核电平安的担忧，但口趋紧张的能源供给形势，

还是让俄罗斯、法国、韩国、英国等国那么坚持开展核电，一些开展中国家也

表示有兴趣开展核电。据国际权威机构预测，在未来25年中，全球或将兴建

90座至300座1600兆瓦的反响堆。

在国家层面力推核电走出去的形势下，国外核电站也将为我国核电设备带

来客观的市场份额。全国人大代表、中核集团董事长孙勤表示，核电走出去具

有很强的牵引、带动作用，这在经济新常态下意义更重大。一台百万千瓦核电

机组投资约250亿元，可以带动相关机电产品和材料出口150亿元。

随着国内核电站逐步摆脱国外技术封锁和对■国外核电站电缆严重的依赖，

我国核电缆也根本实现了国产化，新一轮国内外核电建设热潮为国内电线电缆

企业开展核电缆提供了良好的契机。

四、核电站用电缆简析

＞核电站的核能传热流程

核电站就是利用一座或假设干座动力反响堆所产生的热能来发电或发电

兼供热的动力设施。反响堆是核电站的关键设备，链式裂变反响就在其中进行。

目前世界上核电站常用的反响堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改良型气冷堆以

及快堆等。但用的最广泛的是压水反响堆。压水反响堆是以普通水作冷却剂和

慢化剂，它是参军用堆根底上开展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。

核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在"反响堆''的设备内发生裂变而

产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽,

蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网

送到四面八方。

以压水堆为热源的核电站。它主要由核岛和常规岛组成。压水堆核电站核

岛中的四大部件是：蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。在核岛中的系统设备

主要有压水堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反响

堆平安而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回路系统，其形式与

常规火电厂类似。核电站与一般电厂的区别主要在于核岛局部。

＞核电站电缆的平安级要求与标准

美国IEEE690-1984标准《核能发电站IE级回路用电缆系统的设计和安

装导则》是专为核电站中与平安相关的电缆系统（包括辅助回路）的设计与

安装提供指导，也可作为某些与平安无关，但可能对平安有影响的电缆系统

设计与安装提供引导。IEEE690标准规定的具体对象为电缆，现场接头和连。

I接EEE690标准的前身为IEEE442/977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，并且于2002年再次得到确认。

IEEE690标准主要针对IE平安级的电缆，IE级回路的定义为：平安级回

路是指完成反响堆紧急停堆；平安壳隔离、堆芯应急冷却、反响堆余热导出、

反响堆平安壳的热导出；防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设

备的平安级。IEEE690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级回路分管电力供给、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，根据平安等级和电缆敷设场合，将IE级分为KI、K2

和K3类三种电缆：

K1类电缆是辅设在壳内，在正常和在地震负载下及在事故情况下和事故

后能执行其规定功能的电缆；

K2类电缆是辅设在壳内，在正常和在地震负载下能执行其规定功能的电

缆;

K3电缆是辅设在壳外，在止常和在地震负我卜及在事故情况卜和事故后

能执行其规定功能的电缆；

这三类电缆要求有所差异，核电设计部门对电缆的选型另行制订更具体的

标准，电缆制造部门也相应标准来制订各类产品标准。

在平安壳内部敷设的电缆将长期受到不同程度的辐射剂量，而敷设在平安

壳外部的电缆那么不受到有危害性的辐射剂量。但是，当发生泄漏事故时平安

壳外部的电缆，也会受到一定的辐射剂量，因此不管敷设在平安壳内或外的电

缆，只要和核系统有关的，都应符合IE平安级要求。

K1类电缆不包括核反映容器内部的电缆。核反映容器内部的电缆的工作

条件，按反响堆压力容器设计而定，这类电缆一般为刚性结构，导体和护套为

不锈钢或用户指定材料，绝缘可采用氧化镁或用户指定材料。所用材料要求高

纯度、限制含硼元素成分，因为硼对吸收中子有影响，同时要求所用材料受到

中子撞击后，不应产生二次发射。

>IE级电缆的种类、结构和要求

从用途来说，核电用电缆品种与一般火力发电厂根本相同，但其材料组成

和试验工程那么有较大的差异。主要品种有IkV及以下电力电缆、控制电缆、

仪器仪表电缆、热偶补偿电缆以及6/10kV等级电力电缆等品种、规格。

1E级回路所需电缆按电压水平、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而具体分为：

1）中压电力电缆，电压等级为601〜15000V,通常设计用于核电厂内辅

助系统有关设备供电；

2）低压电力电缆，电压等级为600V及以下，常设计用于核电厂内辅助

系统有关设备供电;

3〕控制电缆，通常在较小电流水平卜应用，或在需要改变核电厂内辅助

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，假设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。

IEEE690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，5kV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。

此外对屏蔽还应注意以下几点：

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，应将屏蔽用导线可靠连接；

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，外表上看似乎

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，假设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。

1E级回路电缆系统的阻燃和防火要求：

1)阻止火焰渗透措施，电缆束应具有规定的阻燃等级；

2)火焰熄灭(自熄)，要求材料、电缆束在火灾中着火后能够自熄、，这

在电缆产品标准应有具体规定；

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，能保持回路平安和完整性

的措施。由于发生火灾后的过程比拟复杂，所以对电缆不只是要求阻燃，也需

要顾及其他方面，这包括以下几方面：

(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。

电缆的运行寿命和评定寿命是国内电缆行业的惯用术语，与美国IEEE

383-1974(1980年重新确认〕核电站用IE级电缆、现场接头和连接件型式试

验标准的术语略有差异，该标准命名为安装寿命和验证寿命。安装寿命定义为：

设备从安装到撤除，设备可以符合设计和系统要求的期限。验证寿命的定义为：

设计一套特殊工作条件方案，该方案的试验时限能证实设备符合要求的性能，

因此验证寿命也可理解为资质寿命。为验证寿命所拟订的各种试验方案，它们

的条件和时间不一定相同，但是从逻辑上讲，验证寿命应当能证明符合安装寿

命的期望值。

验证寿命有一定的油象含义，阿累尼乌斯公式是常用的手段。另外美国

EBASCO火力发电标准中命名为效劳寿命和推算寿命。这些名称虽不同，但

要说清楚的是同一个问题，就是电缆究竟可使用多长时间。IE级电缆运行寿

命要求为40年，后来又倾向提高到60年，对于一种新材料在未取得实际40

或60年运行经验前，只能用加速老化试验数据推算出寿命。新材料寿命评定

试验是一项研究工作，40或60年时间很长，月相对较短时间加速老化试验，

推算结果也不会刚好等于40年，可能为20-80年之间，这也不能轻易判定20

年不可取，80年一定很平安。

阿累尼乌斯公式虽然是一种验证寿命的重要也是常用手段，但它并非是标

准的考核指标，比方4()年的时间显然有很长，用相对较短时间加速老化试验,

推算结果，也不会刚好等于40年，可能是在20-60年之间，因此说，它不能

轻易判定新材料是否符合使用要求。

加速老化试验方案设计的温度范围、温度级差、试样形状、试样与空气接

触外表积、试样厚度、试样制作工艺、批量试样材质均匀性、试样寿命终止参

数以及烘箱换气量等等，均对推算结果有影响。设计一个比拟完美的方案，需

要经过屡次的前期验证工作，才能得到比拟满意的结论。

如今，我国生产的IE级K3类电缆已有多年，通过鉴定的产品，都进行

过4()年寿命评定。出于各种利益，有的认为有效；有的认为根本可信；有的

认为根本不可信；更有的认为要全盘推翻，从新开始洗牌。其实只要最终用户

认可，才是最实在的。这一解释可参考EBASCO标准对于物理寿命试验的结

论中得到证实，这个结论说明：在电缆设计寿命期间，电缆工作中所出现情况,

在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法，只得应用阿累尼乌

斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对热寿命数据，

进一步看，由丁基橡胶绝缘电缆推测的结果说明，采用阿累尼乌斯技术的加速

寿命试验数据，外推法所导出的寿命时间，比实际寿命低。

虽然这样的数据，作为许可的概括性原那么是不充分的。然而看来似乎可

以说明这样一点：一种新型绝缘加速热寿命情况，与这种新绝缘已经得到充分

确认具有优越的长期效劳记录，二者的比照是这种新绝缘能够长期使用的有利

的证明》。从这个结论得到启发，用于低压电缆的正常质量的非阻燃交联聚乙

烯绝缘，自创造至今最长的辐照交联已超过50年，化学交联和硅烷交联也超

过40年，从长期90C热寿命来看，到达40年的运行寿命国际上已没有疑心。

但是用于低压电缆的正常质量的高填充物无卤阻燃交联聚乙烯绝缘，自创造至

今最长的材料未超过3()年，实际使用中未发生热老化而失效，当然要证明到

达40年运行寿命的理由还不够充分。

K1类电缆与K3类电缆的差距

2000年前后，少数企业开发1E级K1类电缆。在制造技术方面进展还比

拟顺利，但由于试验装冬和试验技术条件不够成俗，产品迟迟不作鉴定。K1

类电缆的用量比K3类电缆少得多，而开发本钱高出数倍，因此研发K1类电

缆厂也相对少得多。目前少数电缆厂的一同部K1类品种电缆通过了技术鉴定。

根据经验，K1类电缆采用乙丙橡胶绝缘和乙丙橡胶护套结构，比拟有把握通

过泄漏事故试验。交联聚烯煌绝缘和交联聚烯煌护套结构，相对不易通过泄漏

事故试验。当然不是排斥采用交联聚烯烽。

目前国内的泄漏事故试验，在原那么上参考IEEE383-1974进行，该标

准本身也说明试验条件允许变动，前几年国内试验设备不完善，试验方法未标

准化。目前包括北京、上海在内的国内一线城市都根本具备了泄漏事故试验的

根本能力。但关于泄漏事故试验的具体程序，国外、国内都不完全相同。比方

就是同一个国家，现在和过去的程序也不完全相同。总的来说，由于试验经验

不够，目前要肯定哪一种程序，最为正统，最有权威性，还需要进一步研讨。

目前，纵观国内近万家电缆生产企业，能够通过K1类电缆鉴定的企业少

之又少，但是因为核电站建设吸引了全国乃至全球的眼光，以及近年来国内电

缆行业加大技术研发力度的呼吁空前高涨，近年来关于核级电缆研发的力度明

显增加、技术水平得到快速的开展，在这样的开展态势下，我们相信全面完成

核级电缆的国产化已经近在眼前。

＞核电站电缆的储存和敷设要求

电缆在储存期间，电缆端头应密封，以防止电缆受潮和污染。成盘电缆的

储存应按制造商推荐的方法储存和管理，以防止电缆损坏或变坏。电缆敷设应

遵循以下规定：

1）电缆应敷设在线管内，并有适宜的牵引作业点，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〕当采用钢管或钢套口寸，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平安。

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。

＞核电站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。交接试验的工程总的应符合ANSI/IEEEStd336-1980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。

具体试验工程有：

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

备系统的一个局部进行功能试验，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。

五、核电站用电缆的现状、问题和对策

＞我国核电站电缆开发历程

上世纪8()年代中期，我国在消化并结合美国火力发电站标准的根底上，

开始研究开展核电站用电线电缆。上海电缆厂和沈阳电缆厂试制了核电站用电

缆，上海电缆研究所对电缆进行了全面评测。该阶段的工作虽然带有摸底性质,

但为以后的开发奠定了根底。

上世纪80年代后期，大亚湾核电站的大量进口电缆护套发生开裂，上海

电缆研究所对电缆进行了试验，并分析了产生开裂的根本原因，最后外商同意

经济索赔，并更换由上海电缆厂生产的电缆，结果运行正常。

上世纪90年代中期和后期，我国加快了核电站建设步伐，核电站用电线

电缆进入迅速开展和市场竞争阶段。经过上海电缆研究所电线电缆检测中心和

技术开发中心，对核电站用电线电缆的屡次测试和评定结果说明：要生产出全

面优质的核电站用电线电缆，技术上也不是轻易的事；近二年已交货待使用的

电缆，仍发现有质量问题。质量问题已成为核电站用电线电缆关键。

核电站电缆主要分布在核站的核岛、常规岛和BOP各局部，用于电力传

输、控制、计算机、仪表等，一座核站所需电缆的种类根本与火电站相同。但

由于核电站电缆对无卤、低烟、低毒等技术性能要求十分严格，我国目前仅能

生产制造核岛外围用电线电缆，其余大多只能依赖进口。核电站较大的开展潜

力为核电站用特种电缆提供了良好的开展空间。

＞核电站用电缆标准

目前我国核电站用电缆尚未制定统一的行业和国家标准，根本上是由各生

产企业按各自制定的企业标准进行生产和交货。企业标准由工厂自行制订，由

地方行政管理，按理说在贯彻上不存在问题，但实际情况并不完善和理想。

我国核电站设计受法国、美国和俄罗斯三方面的影响，因此核电设计部门

对电缆技术要求并不完全统一，从而各电缆厂的企业标准也不尽相同，从平安

性、可靠性和强制性的观点来看，1E级电缆标准是否可由多方面联合起草,

并制定为国家标准，这个问题比拟复杂，需要多方面进行协调。

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。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

不必以提高性能作为盲目竞争的手段，也不能以降低本钱而疏忽了某些根本要

素。对1E级电缆，务必从全面和综合的观点来设计和制造优质低价的电缆。

有关核电站设计部门，对前一时期1E级K3类电缆的性能指标并不满意,

要求提高性能指标，以满足核电站更长时间的可靠运行，这就是所谓“提高门

槛”。表1是以前各电缆厂1E级K3类企业标准局部性能指标与当前设计部门

提出新要求的比照，虽然目前尚未对新要求作为最终法定指标，但今后在修订

核电标准时，可能被局部采纳，因此生产核电站用电缆的企业，应跟踪信息改

良产品，要末放弃核电站用电缆的生产。产品的改良决定于材料和工艺。这二

点国内已有条件做到。

表1阻燃无卤交联绝缘和护套的原指标与新要求比照

序号性能原指标新要求可能调整值

1热寿命评定%0年*0年—

2绝缘老化前断裂伸长率>120%>200%>150%

3护套老化前断裂伸长率>120%>300%>200%

4护套老化后断裂伸长率最大变化率±25%>250%—

5耐磨试验—250次—

此外核电设计部门还提出电缆耐辐射剂量、一次传输参数以及耐油等性能

等要求，这些要求也有待电缆制造厂考虑，当然不能理解为一个型号的产品具

有万能的适应要求，而是采取不同型号产品来规定适用场合。目前有些电缆厂

的产品已经能根本符合表1的新要求指标。

面对我国进入大规模的核电站建设和核电站用电缆国产化进程的要求，加

强电线电缆生产制造厂、核电设计院和研究所广泛协作，联合制订定核电站用

电缆标准事项，已成为迫在眉睫和尤为重要的课题。

统一标准的核电站用电缆标准的制定，有利于对电缆结构、材料、工艺和

试验深入探讨、验证以及开展更多的研究工作，以便高水平地完成我国自主的

核电站用电线电缆标准制订。

＞核电站电缆面临的问题和困惑

1）我国对所有1E级K3类电缆要求通过热寿命评定试验，评定结果应

不低于40年，争取60年。

对于用于低压电缆的正常质量的非阻燃交联聚乙烯绝缘，自创造至今，最

长的辐照交联聚乙烯绝缘的应用已超过50年；化学交联和硅烷交联也超过40

仁。从长期90℃热寿命来看，到达40年的运行寿命国际上已没有疑心。

电缆绝缘热寿命评定是有关生产厂关心的问题，IE级K3类电缆绝缘的寿

命评定是属于单因子温度的试验。IEC60216应用阿累呢乌斯原理是众所公认

的试验和推算方法。

电缆的运行寿命和评定寿命是国内电缆行业的惯用术语，与美国IEEE

383-1974(198()年重新确认)核电站用IE级电缆、现场接头和连接件型式试

验标准的术语略有差异,该标准命名为安装寿命和验证寿命。安装寿命定义为:

设备从安装到撤除，设备可以符合设计和系统要求的期限。验证寿命的定义为:

设计一套特殊工作条件方案，该方案的试验时限能证实设备符合要求的性能，

因此验证寿命也可理解为资质寿命。为验证寿命所拟订的各种试验方案，它们

的条件和时间不一定相同，但是从逻辑上讲，验证寿命应当能证明符合安装寿

命的期望值。

美国EBASCO火力发电标准中命名为效劳寿命和推算寿命。这些名称虽

不同，但要说清楚的是同一个问题：电缆究竟可使用多长时间。对于一种新材

料在未取得实际40或60年运行经验前，只能用加速老化试验数据推算出寿命。

新材料寿命评定试验是一项研究工作，40或60年时间很长，用相对较短

时间加速老化试验，推算结果也不会刚好等于40年，可能为20〜80年之间，

这也不能轻易判定20年不可取，80年一定很平安。

电缆究竟可使用多长时间。IE级电缆运行寿命要求为4()年，现在又倾向

提高到60年，对于一种新材料在未取得实际4()或6()年运行经验前，只能用

加速老化试验数据推算出寿命。EBASCO标准(火力发电标准效劳寿命和推

算寿命)对于物理寿命试验的结论是：在电缆设计寿命期间，电缆工作中所出

现情况，在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法，所以只得

应用阿累尼乌斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对

热寿命数据。从实际使用和加速热寿命试验结果看：由丁基橡胶绝缘电缆推测

的结果说明，采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据，外推法所导出的寿命

时间，比实际寿命低。虽然这样的数据，作为许可的概括性原那么是不充分的。

然而看来似乎可以说明这样一点：一种新型绝缘加速热寿命情况，与这种新绝

缘已经得到充分确认具有优越的长期效劳记录，二者的比照是这种新绝缘能够

长期使用的有利的证明。

用于低压电缆的正常质量的高填充物无卤阻燃交联聚乙烯绝缘，自创造至

今最长的材料应用未超过30年，要证明到达40年运行寿命的理由还不够充分。

由此主张对无卤阻燃绝缘料进行寿命评定试验和推算，但是否可应用相对温度

指数比照试验，需要进一步验证。此处，并不是所有的电缆材料均能适应阿累

尼乌斯技术推算寿命。交联聚乙烯、无卤低烟阻燃交联型聚烯烽、乙丙橡胶和

无卤低烟阻燃乙丙橡胶可适应的，而无卤低烟阻燃热塑型聚烯燃不一定能顺利

完成试验和说明推算结果的正确性。

同时,在这项热寿命评定试验中，核电设计部门对烘箱要求不同，有的同

意采用GB/T2951（等同IEC60811）规定的烘箱，有的那么要求采用UL

标准规定的烘箱，不同烘箱的试验结构必然有差异。再次是试验样品的置备问

题，采用专门置备样品的试验结果比拟稳定，相反从成品上直接取样，试验结

果并不乐观。寿命评定需要进一步理性地分析和处理。

2）低压电缆的绝缘线芯要求通过单根垂直燃烧试验，对于小规格低压电

缆绝缘线芯事实上较难通过这项试验。

国内K3电缆开展初期，无卤低烟交联聚烯煌绝缘处于初级阶段，强调单

根绝缘线芯阻燃性能，此时氧指数虽高，但仍无一例能通过VW-1燃烧试验。

从本质上说，这项试验是必要的，因为电缆进入控制柜内部后，所有绝缘线芯

暴露在控制柜内部空间，倘假设在较高温度下，绝缘有较多可燃气体释放，可

燃气体枳聚到一定浓度后可能爆炸。假设进一步分析这项试验的真实意义，那

么目前所采用的单根燃烧试验方法，其适应性是否应进一步考证，有待研讨。

绝缘线芯单根垂直燃烧试验修改按IEC332-1方法进行，局部电缆厂已能

符合这些要求。另外应该指出IEEE383—2003(核电站用IE级电缆现场接头

和连接件型式试验)已取消绝缘线芯的单根垂直燃烧试验要求，但国内平安部

门坚持认为这项试验是必要的，因此目前试验工程不予取消，但同意修改试验

方法。通过对材料的改良和试验方法合理性协调，估计问题会得到满意解决。

核电站用电缆通过B类成束燃烧试验、绝缘和护套燃烧时酸性气体逸出

量及其水溶液pH值和电导率符合无卤低烟的规定等技术要求，大局部电缆

厂均有能力做到，供需双方分容易达成一致意见。

3)护套开裂问题。

护套开裂问题，至今也没有可靠的检验方法。从以往的电缆护套开裂的调

研和取样试验分析，弄清了以下情况：

(1)取样发现开裂的护套均属热塑型无卤低烟阻燃材料，取样未发现交

联型无卤低烟阻燃材料开裂；

(2)国外提供的原材料检验报告，一切性能在允许范围之内；(3)国外

未提供护套挤出工艺条件，工艺问题无法深入了解；

(4)从进口电缆剥取护套，切成碎片，用双根热塑展压出片，再在标准

条件下模压成片，而后切取哑铃片进行试验，试验数据均在允许范围之内；

(5)从进口电缆护套上直接切取哑铃片试验，断裂伸长率大大低于合格

指标;

(6)电缆在最小允许弯曲半径卜成圈固定，进行冷热循环试验，多根试

样在第三循环后护套开始出现细小裂纹，以后裂纹深度和长度很快扩展，最后

与现场电缆护套开裂情况完全相仿。

综合以上情况，开裂原因可归纳为二点，其一是原材料检验虽然合格，但

性能水平不高；其二是护套挤出工艺不适应材料要求，护套存在隐患，经过冷

热温度周期变化后出现开裂。近几年中国内产品也出现类似护套开裂事故。

防止护套开裂有三种途径：

(1)采用交联型护套，但不一定是上策，此举增加了原材料本钱和加工

本钱。对护套有三种交联方法，其一为辐照交联，该工艺只适用于小直径电缆,

对于中、大直径电缆，总体上不一定到达交联均匀，反会产生隐患。其二为化

学交联，该工艺的设备太复杂，并在通过蒸汽管道时，有可能造成绝缘变形。

其三为硅烷交联，该工艺虽不产生缺陷，但时间较长；

采用阻燃无卤交联型护套虽然可以消除成品电缆护套的开裂问题,但采用

辐照交联型护套在工艺上并没有特别的优势，尤其电缆直径稍大时，生产线速

度较慢，耗电量大，而且护套的交联度均匀性较难掌握，严重的不均匀性，反

而会促使护套开裂。

(2)采用高性能热塑型护套材料，除满足阻燃要求外，最好材料的原始

断裂伸长率EN250%,同时在低温条件下也应保持一定的断裂伸长率，具体指

标有待验证和协商。中国不同地区的低温要求有差异，低温伸长率指标暂时不

能确定；

(3)调整护套挤出工艺，对于第一代材料必须采用低压缩比螺杆，挤出

速度适当放慢，切忌使用塑化螺杆。对于目前已商品化的高性能无卤低烟阻燃

护套料，应按其说明书进行加工，不要轻易更改工艺条件。

优质阻燃无卤热塑型护套料•，并采用适宜的挤出工艺，同样也能防止护套

开裂。目前国内外材料已有较好的产品，如Dow化学公司DFDAJ643NT阻

燃无卤热塑型护套料，不含有任何对环境有害的物质，挤出工艺不需要使用特

殊设计的螺杆，挤出护套外表平整，无焦粒子。DFDA-1643NT阻燃无卤热塑

型护套料材料性能典型值见表2〜表4所示。

表2DFDA-1643NT物理和电气性能

序号试验工程试验条件试验结果试验方法

1低温冲击-25℃16h无损坏IEC60811-1-4

2高温冲击130℃lh无开裂IEC60811-3-1

3断裂伸长率-25℃l6h180%IEC60811-1-4

4环境应力10%IgeplF2OOO无损坏IEC6081141/B

5耐磨性600周0.4%Dowmethod

6体积电阻率室温1.39xl0,5Q-cmASTMD257

7介电常数室温60Hz3.35ASTMD150

8耗散因素室温60Hz0.014ASTMD150

表3DFDA-1643NT空气热老化性能

试验结果（按ASTMD638）

序号试验条件

抗张强度保存率断裂伸长率保存率

1100℃168h10085

2100*C240h9986

31104C168h10187

4110℃240h9894

512TC48h9588

6121℃96h9290

712PC168h9094

表4DFDA-1643NT性能汇总

序号试验工程试验结戾试验方法

1卤素含量0—

2外观白色—

3密度(g/cc)1.49—

4氧指数37ASTMD2863

5垂直燃烧(V-0)通过UL-94(3.2mm)

6烟密度(DsMax)无焰法108ASTME662

7抗张强度(MPa)12.6ASTMD638

8断裂伸长率(％)230ASTMD638

9抗撕强度(N/mm)7.8ASTMD470

10低温脆化(-40℃)通过ASTMD746

11热变形90℃(%)1Dowmethod

12弯曲模量(MPa)271ASTMD790

13硬度(肖氏D)45ASTMD2240

14耗散因素0.014ASTMD150

15介电常数3.35ASTMD150

>IE级电缆的耐放射性

核电站反响堆设备发生故障或损坏以及操纵人员的失误等均会发生事故，

但并不是所有事故都会导致放射性物质逸出，与放射性物质逸出有关的事故分

为二类：一类是只导致容纳在一次冷却系统中的放射性物质逸出的事故，如回

路管道、阀门漏水、蒸汽发生器管子破裂等等。这类事故较频繁，但泄漏出的

放射性物质数量不大，并由于平安壳的封闭作用和废气和废液处理系统的净

化，对环境的放射性物质排放一般都可以控制在正常允许水平以下；另一类是

可能导致燃料元件的严重过热或燃料芯体熔化的重大事故，甚至设想或许发生

一种“最大假想事故”，即全堆熔化事故。电缆是否能顶住后一种事故是不堪设

想的，而对前一种事故，那么各类电缆应具有不同程度的承受能力。

K3电缆的试验性质和水平要求不高。表5是核电站具体环境条件，尽管

还未正式公布，实际上已在按此进行操作和要求。表6为主蒸汽管道破裂事故

（MSLB）及平安壳内冷却剂泄漏事故（LOCA）工况卜反响堆厂房内环境条

件，有些数据也可理解为试验条件，电缆应在这种条件下通过试验合格。

表5核电站止常坏境条件

工程反响堆厂房核辅助厂房

温度0〜49℃0〜40℃

相对湿度30〜85%3()〜85%

最大累计量2.0x105Gy4.0x1()4Gy

正常压力0.086-0.106MPa0.086-0.IO6MPa

表6核电站事故环境条件下（仅对反响堆厂房内的电缆）

工程反响堆厂房

温度153℃

相对湿度100%

丫为8xl()4Gy

累计辐射剂量