[發(fā)明專利]一種核電站用聚烯烴電纜絕緣材料壽命評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010199268.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111337418B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹丹;李建喜;費(fèi)楚然;劉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中廣核三角洲（太倉(cāng)）檢測(cè)技術(shù)有限公司;中廣核核技術(shù)發(fā)展股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N3/08;G01N21/3563;G01R27/02;G01R27/26;G01R31/12
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡

一種核電站用聚烯烴電纜絕緣材料壽命評(píng)估方法包括：先進(jìn)行輻照交聯(lián)再進(jìn)行平板硫化處理模擬得到核電站用的電纜絕緣樣品。再對(duì)獲得的樣品進(jìn)行不同溫度和不同時(shí)間加速熱氧老化處理，模擬電纜老化過(guò)程；同時(shí)獲取機(jī)械性能、絕緣性能、紅外微觀參數(shù)，表征老化狀態(tài)。根據(jù)斷裂伸長(zhǎng)率法，獲得不同溫度T₁下對(duì)應(yīng)的老化終點(diǎn)時(shí)間τ₁。對(duì)獲得的樣品采用不同的升溫速率進(jìn)行DSC非等溫氧化誘導(dǎo)測(cè)試再采用Kissiger方程計(jì)算電纜絕緣樣品的活化能。再結(jié)合阿倫尼烏斯方程，推導(dǎo)出待測(cè)電纜絕緣樣品壽命τ₂和加速老化的絕對(duì)溫度的倒數(shù)之間的線性方程。解決現(xiàn)有的單因素?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率法評(píng)估電纜壽命偏短，不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電站用絕緣材料診斷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核電站用聚烯烴電纜絕緣材料壽命的評(píng)估方法。

背景技術(shù)

核級(jí)電纜是核電站核島廠房1E級(jí)回路用電纜，按照法國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)《壓水堆核島機(jī)械設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》(簡(jiǎn)稱RCC-E)則可以將核電站用聚烯烴電纜絕緣材料分為K1類、K2類和K3類。K1類電纜安裝在安全殼內(nèi)，要求核電站在正常運(yùn)行狀態(tài)，事故工況條件下以及在突發(fā)的地震載荷下，設(shè)備和系統(tǒng)能正常運(yùn)行。K2類電纜在安全殼內(nèi)使用，并必須在核電站運(yùn)行工況的相應(yīng)環(huán)境下和在地震載荷下，保證設(shè)施及系統(tǒng)正常運(yùn)行。K3類電纜用在安全殼以外。核用電纜作為核電站關(guān)鍵的電氣設(shè)施之一，不僅要在殘酷的環(huán)境下使用，還要有極高的使用安全性。

老化的電纜不僅會(huì)影響系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，一旦發(fā)生短路，還會(huì)引發(fā)火災(zāi)，嚴(yán)重威脅核電廠和人們的安全。因此評(píng)估電纜絕緣的老化壽命，對(duì)整個(gè)核電用電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要的意義。評(píng)價(jià)電纜的老化狀態(tài)指標(biāo)主要有電氣性能、物理和化學(xué)性能等。電氣性能包括交流或直流電阻、介電強(qiáng)度、介質(zhì)損耗等，都被用作表征電纜運(yùn)行可靠性的狀態(tài)參數(shù)。物理性能包括斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、模壓量等。目前，業(yè)界普遍采用國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC60216和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21223-2007中應(yīng)用阿倫尼烏斯方程所進(jìn)行的評(píng)估試驗(yàn)方法。將電纜絕緣樣本在幾個(gè)較高的溫度下進(jìn)行加速老化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)斷裂伸長(zhǎng)率隨老化時(shí)間降為原來(lái)的50％，則認(rèn)為其老化程度較深絕緣壽命終止，得到不同溫度下電纜使用壽命的對(duì)數(shù)與溫度的倒數(shù)的線性關(guān)系，從而外推得到電纜在90℃工作時(shí)的使用壽命。但是這種單因素?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率法只基于一種力學(xué)參數(shù)斷裂伸長(zhǎng)率，不能全面反映老化的狀態(tài)，并且由于老化時(shí)間長(zhǎng)，在長(zhǎng)期較高的溫度水平下，反應(yīng)速率高，整體反應(yīng)速率以指數(shù)形式增加，材料在不同的溫度范圍內(nèi)的活化能不同，則預(yù)測(cè)到的電纜壽命較實(shí)際壽命更短。

有鑒于此，針對(duì)核電站用聚烯烴電纜絕緣材料如何設(shè)計(jì)一種更準(zhǔn)確的評(píng)估其壽命的方法是本發(fā)明研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種核電站用聚烯烴電纜絕緣材料壽命評(píng)估方法，其目的是要解決現(xiàn)有的單因素?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率法評(píng)估電纜壽命偏短，不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種核電站用聚烯烴電纜絕緣材料壽命評(píng)估方法，包括以下步驟：

步驟一.對(duì)聚烯烴電纜絕緣材料先進(jìn)行輻照交聯(lián)再進(jìn)行平板硫化處理模擬得到核電站用的電纜絕緣樣品。

步驟二.對(duì)步驟一獲得的電纜絕緣樣品進(jìn)行不同溫度和不同時(shí)間加速熱氧老化處理，模擬電纜老化過(guò)程；同時(shí)獲取電纜絕緣樣品在不同溫度和老化時(shí)間下的機(jī)械性能、絕緣性能、紅外微觀參數(shù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)電纜絕緣樣品老化狀態(tài)進(jìn)行表征。

其中所述機(jī)械性能包括斷裂伸長(zhǎng)率，根據(jù)GB/T 2951.11-2008測(cè)試方法進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，測(cè)得任一試樣的拉斷伸長(zhǎng)率變?yōu)闊崂匣暗摹?0％，老化所用時(shí)間即為當(dāng)前溫度下的電纜老化壽命，從而獲得不同溫度T₁下對(duì)應(yīng)的老化終點(diǎn)時(shí)間τ₁。