周亞玲

【摘要】特殊用途電線電纜較普通電線電纜在某些方面的性能要求較高，能適用于各種惡劣環(huán)境。本文重點研究特殊用途電線電纜的設計，詳細研究其設計指導思想，并且以耐高溫、耐輻照、低噪音同軸電線電纜為例對特殊用途電線電纜的整個研制過程進行了分析研究。

【關鍵詞】特殊用途電線電纜;設計;研制;指導思想

1.特殊用途電線電纜

1.1 特殊用途電線電纜概述

特殊用途電線電纜即用于特殊環(huán)境、特殊條件的專用型電線電纜，較普通電線電纜在某些方面性能更佳，使用范圍較小。特殊用途電線電纜與普通電線電纜相比設計及指導思想不同，在電線電纜材料與結(jié)構(gòu)選擇上存在較大差異。

其特殊性主要體現(xiàn)在三個方面：

使用環(huán)境特殊，要求電線電纜在某些方面具有極強的物理性能，比如要耐高溫、耐溶劑、阻燃等;

使用方式特殊，要求電線電纜具有較強的機械性能，比如抗彎曲、抗壓、抗拉伸等;

使用條件特殊，這要求電線電纜具有非常優(yōu)異的電性能，比如低噪音、高時延、低電容等。

1.2 特殊用途電線電纜設計研究指導思想及方法

特殊用途電線由于其特殊性決定了從事其設計、研究與制造的人員的特殊性，一般從事特殊用途電線電纜設計、研制的都是畢業(yè)于專業(yè)院校或者已經(jīng)從事相關工作多年的行家或?qū)＜?，他們都是從事電線電纜或者電氣相關專業(yè)研究的專門人員。特殊用途電線電纜需要用于各種特殊場合，與各種電氣設備、電子儀器、電氣裝備等結(jié)合使用，工作環(huán)境、工作條件以及工作方式都很特別，為了更好的提升特殊用途電線電纜的使用性能，滿足各種設備的使用要求，參與特殊用途電線電纜設計、研制的每個人都要不斷拓展知識領域，提升業(yè)務水平，深入了解與特殊用途電線電纜配套使用的電氣裝備、設備的基本條件和工作情況，明確電氣設備的工作環(huán)境、工作條件，更好的滿足特殊用途電線電纜的研制開發(fā)。

因此，為了做好特殊用途電線電纜的設計、研究工作就必須與電氣裝備方面相關工作人員進行溝通交流。同時，電線電纜設計、研究人員也要通過各種方式不斷提升自己、豐富知識。

特殊用途電線電纜的設計與研究是一個涉及邊緣學科的領域，需要電線電纜專業(yè)人員與電氣裝備和電子儀器專業(yè)人員進行專業(yè)合作，溝通交流。為了做好特殊用途電纜的設計與研究工作，需要專業(yè)的電線電纜人員，又需要專業(yè)電氣裝備和電子儀器人員，雙方在工作時可以互補對方的不足和缺陷，自身又不用花費太多的時間在對方領域進行深層次研究。

這是特殊用途電纜的設計與研制的指導思想基礎，本文將以耐高溫、耐輻照、低噪音同軸電纜設計為例對具體設計與研制思想進行細致分析研究。

2.耐高溫、耐輻照、低噪音同軸電纜設計研制

本文研究的耐高溫、耐輻照、低噪音同軸電纜需要適應的工作環(huán)境條件為：工作溫度350℃，γ射線通量10uR/s，工作電壓直流500V，瞬時中子同量1010nvt/s。對此電線電纜的使用性能要求為：電容≤50pF/m，常溫絕緣電阻>1013Ω·m，噪音≤0.1mV。

此特殊用途電線電纜需要應用于核子反應堆內(nèi)，環(huán)境較為特殊，位于核心反應堆堆芯，用于將電離室與中子測量儀進行連接。使用時要求該電纜可以耐高溫、耐輻照并且具有較小的噪音。

2.1 準備工作

為了做好特殊用途電線電纜的設計、研制工作，需要做大量的前期準備工作。除了進行電線電纜研制的材料選擇、結(jié)構(gòu)選擇兩個重點工作，還要做好充分的知識學習和提升工作。作為電線電纜設計與研制人員，不可能對核反應堆及其相關儀器有十分充分的了解，因此研制之前需要須對方相關工作人員進行詳細的溝通與交流，為電線電纜設計與研制提供幫助。因此，特殊用途電線電纜設計、研制之前需要電線電纜專業(yè)人員進行兩項具體工作，一是與對方即用戶技術(shù)人員進行溝通交流，詳細了解對方概況和技術(shù)要求、產(chǎn)品要求等;二是根據(jù)用戶需求查閱相關資料，組織技術(shù)人員進行會談，了解保密內(nèi)容之外與電線電纜相關的核反應堆工作原理、中子測量儀器、工作結(jié)構(gòu)。

2.2 材料選擇

根據(jù)前期準備工作的結(jié)果，首先對特殊用途電線電纜的制造材料進行選擇確定。

（1）耐高溫、耐輻照的絕緣導體材料

通常耐高溫材料一般耐輻照，耐輻照材料一般也耐高溫，偶爾會有例外。針對本文研制的核反應堆核芯電纜絕緣材料根據(jù)要求可以選用高純度氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁等高純度無機絕緣材料。內(nèi)導體根據(jù)要求可以選用鎳包銅線、不銹鋼線或者其他類型的合金線，外導體可以直接采用常見的不銹鋼管或者合金鋼管。

（2）選擇中子吸收面小材料

核反應堆是利用中子轟擊核源鈾（U238），發(fā)生核裂變聯(lián)鎖反映，從而產(chǎn)生大量熱能，核電站再利用其他手段將熱能轉(zhuǎn)化為電能，這是核電站的基本工作原理。在核電站的工作過程中，電線電纜作為核反應堆整體工作材料的一部分，對工作結(jié)果有很大影響。

因此，必須選擇中子吸收面小的材料，否則吸收大量中子，將會影響核反應堆工作效果和質(zhì)量，嚴重影響工作效率。

2.3 結(jié)構(gòu)選擇

（1）低噪音電纜的結(jié)構(gòu)

根據(jù)核反應堆工作對電線電纜要求，其噪音應該小于0.1mV。為了達到降噪目的，可以從以下幾個方面入手：減少內(nèi)外導體和外部高度絕緣材料之間的摩擦系數(shù)，使互相之間不能因摩擦產(chǎn)生靜電荷或者少產(chǎn)生靜電荷。為了達到這個目的可以在電纜外部的高度絕緣材料表層涂抹硅樹脂;在電線電纜內(nèi)部導體的表面和外部絕緣材料的表面包裹一層半導電材料，一旦互相之間摩擦產(chǎn)生靜電荷，導電材料就將靜電荷釋放，避免靜電荷的聚集和放電，此方法降噪效果更好;最后一種降噪方法是將特殊用途電線電纜外部導體制作成為不可彎曲不可相對移動的鋼管，這樣可以完全避免互相之間摩擦現(xiàn)象的出現(xiàn)，杜絕了靜電荷出現(xiàn)。根據(jù)上一節(jié)材料選擇可得，本特殊用途電線電纜采用不銹鋼管或者其他合金鋼管做外部導體，因此可以采用第三種降噪音電纜結(jié)構(gòu)。

（2）電線電纜采用實心或者抽真空結(jié)構(gòu)

電線電纜采用實心或抽真空結(jié)構(gòu)是為了避免空氣活化產(chǎn)生電流對檢測電流產(chǎn)生影響。因為，中子轟擊U238，再結(jié)合γ射線的照射，空氣就會活化產(chǎn)生電流。采用實心或者抽真空結(jié)構(gòu)就消除了電線電纜內(nèi)部的空氣，也就徹底避免空氣活化現(xiàn)象，將對檢測電流的影響降到最低。

3.結(jié)語

特殊用途電線電纜作為電線電纜的一個重要分支，在現(xiàn)代科技發(fā)達社會的需求量越大越大，日后對特殊用途電線電纜的研究也將越來越多。本文以耐高溫、耐輻照、低噪音同軸電纜為例對特殊用途電線電纜的設計與研制進行了研究，從材料選擇和結(jié)構(gòu)選擇兩個方面進行了分析，提出了一些筆者個人的意見和建議，希望能給相關部門和單位提供一定參考。

參考文獻

[1]王春江，范洪欣.特種用途電線電纜的設計和研究及其指導思想[J].電線電纜，2007.01.