適用于惡劣環境的熱縮電纜附件：原理、設計、制造和應用（二）

阻燃熱縮電纜配件的應用

鐵路、海洋、政府大樓或發電廠應用等特定環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準，例如 IEC-60332 和 IEEE-1202。使帶有電纜附件的電纜符合這些標準以證明其適用性已成為一種常見做法和行業理解。

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，預計產品由于其自身特性，火焰將熄滅。由該試驗引起的損壞區域或火焰傳播應限制在 1.5 m 以內。

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，將產生阻燃的熱縮管。

防火熱縮配件

除了阻燃之外，特定的行業要求還需要耐火性能，其中電纜和附件需要保持系統完整性長達 180 分鐘。與阻燃性相比，該要求要嚴格得多，并且需要不同的設計方法。配件通常被覆蓋或與低煙零鹵素 (LSZH) 材料結合使用，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，以實現系統的長期完整性。

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合，作為防火屏障并防止火焰穿透內部絕緣層。IEC-60331 是定義耐火電纜和電纜附件（圖 6）測試程序的標準。

用于核反應堆電氣系統的熱縮電纜附件

電纜附件最惡劣的環境之一是核電站的安全殼區域，這需要電氣系統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堆。

發生事故時，電纜附件應支持應急功能的運行，例如反應堆的緊急關閉、安全殼隔離以及通過為電氣系統提供 360° 保護來防止放射性物質的釋放。 

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

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

苛刻的化學噴霧測試

最新一代的核電站，如 AP1000 或歐洲壓水反應堆 (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體溫度。

盡管安裝在安全殼區域的產品會受到核輻射，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境壓力 0.8 MPa。

圖 7：用于驗證核電站環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境中保持可靠性

G-APEX的熱縮技術基于特殊配方的熱塑性聚合物材料，針對特殊應用進行了優化。熱縮管以其高質量、可靠性和承受風化過程（如污染、紫外線、鹽霧和其他惡劣環境）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、環繞式套管、接頭和端子的制造過程中采用復雜的工藝控制，確保產品在貨架上保持其形狀記憶數十年，并在安裝后在現場穩定運行 40 多年. 

結論

熱縮電纜附件已成功應用于低、中、高壓網絡。在具有高紫外線輻射、重污染、腐蝕性鹽霧的惡劣環境以及需要阻油、阻燃甚至耐火性能的區域中使用它們是具有挑戰性的領域之一。核環境也是當今使用熱縮電纜附件并在事故條件下實現安全相關功能的最具挑戰性的環境之一。 

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