[發明專利]一種熱聚變用電力電纜

在審

• 申請號: 201510875343.7
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105280301A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 王瑞琪;陽文鋒;陳善求
• 申請（專利權）人: 金杯電工衡陽電纜有限公司
• 主分類號: H01B9/02
• 分類號: H01B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力電纜領域，特別涉及一種小太陽工程熱聚變系統用電力電纜。

背景技術

國際熱核聚變實驗反應堆計劃于2006年11月21日正式啟動，該計劃被稱為人類最終解決能源危機的最大希望。EAST比國際熱核聚變實驗反應堆在規模上小很多，但兩者都是全超導非圓截面托卡馬克裝置。EAST的成功運行，將為國際熱核聚變實驗反應堆計劃作出重要貢獻。該種熱聚變用電力電纜需對電纜施加脈沖電流沖擊的工況，對電纜負荷1800A,負荷時間1000s，空載2600s，如此反復循環，所以此類電纜需要擁有優異的耐高溫、抗電流沖擊等性能，而且必須在耐高溫、抗電流沖擊的環境中表現出穩定的性能，將電流穩定在一定范圍內。此前相關技術僅對穩定載流量、周期性載流量進行研究，此種脈沖電流沖擊載流量無相關研究。

發明內容

本發明的目的在于針對現有電纜抗電流沖擊能力較弱的不足和缺陷，提供一種熱聚變用電力電纜，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種熱聚變用電力電纜，包括導體，在所述導體外圍依次設置有絕緣擠包層、金屬編織帶屏蔽層和外護層，其特征在于，

所述導體采用第5類軟銅導體；

所述絕緣擠包層采用低煙無鹵輻照交聯乙丙橡膠材料制成，絕緣厚度為3.0mm，邵氏A為86，擠出溫度170℃，輻照能量2.5MeV，輻照劑量12Mrad，絕緣熱延伸負載下伸長率60％，冷卻后永久變化率5％；

所述外護層采用輻照交聯低煙無鹵彈性體護套材料制成，護套厚度為3.0mm，邵氏A為90，擠出溫度170℃，輻照能量2.5MeV，輻照劑量12Mrad，絕緣熱延伸負載下伸長率50％，冷卻后永久變化率5％。

由于采用了如上的技術方案，本發明采用了特殊的絕緣擠包層和外護層，使得電纜在耐高溫、抗電流沖擊的環境中表現出穩定的性能，將電流穩定在一定范圍內，適合用于小太陽工程熱聚變系統。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一種實施例的結構示意圖。

圖2是電纜暫態發熱熱路模型。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。

參見圖1所示的一種熱聚變用電力電纜，包括導體100，在導體100外圍依次設置有絕緣擠包層200、金屬編織帶屏蔽層300和外護層400。其中，

導體100采用第5類軟銅導體；

絕緣擠包層200采用低煙無鹵輻照交聯乙丙橡膠材料制成，絕緣厚度為3.0mm，邵氏A為86，擠出溫度170℃，輻照能量2.5MeV，輻照劑量12Mrad，絕緣熱延伸負載下伸長率60％，冷卻后永久變化率5％；

外護層400采用輻照交聯低煙無鹵彈性體護套材料制成，護套厚度為3.0mm，邵氏A為90，擠出溫度170℃，輻照能量2.5MeV，輻照劑量12Mrad，絕緣熱延伸負載下伸長率50％，冷卻后永久變化率5％。

采用下述方法測試：

完成負荷1800A,負荷時間1000s，空載2600s脈沖電流對電纜溫升變化的理論與試驗研究，建立脈沖電流模型：

1.初次負荷后導體溫度(忽略散熱情況)

假設電纜各處溫度相同且等于環境溫度，按照絕熱模型計算脈沖結束時導體溫度：

θ_f1＝θ₀+(I²Rt/ΣCM)

試中：θ_f1為導體初始溫度，I負荷電纜，

R導體電阻，t負荷時間，C材料熱容，M材料重量。

2.計算二次脈沖來臨前導體溫度電纜通過初次脈沖后，導體不再產生新的熱量，開始向外散熱，導體溫度下降，按照集中參數法建立一階暫態熱路模型，如圖2所示。

等效熱阻：Teq＝T1+T2+T3

等效熱容：Keq＝Kc+0.5×(Ki+Kp+Kj)

熱時間常數：τ＝Teq×Keq