一、 能源應用簡況
據 2002 年全國能源消耗統計，全國商品能源消費量為 14.8 億噸標準煤，居世界第二位。其中煤炭占 66.1% ，石油占 23.4% ，天然氣占 2.7% ，水電占 7.1% ，核電占 0.7% 。另外全國農村消耗秸桿和薪材達 2.8 億噸標準煤。總之我國核電能量的應用與經濟發展速度十分不協調。再從電力供應的緊缺情況分析，國家最近公布的電力工業情況，全國 2004 年一季度發電量為 4794 億 kWh ，全社會用電容量為 4805 億 kWh 。 2004 年第一季度有 24 個省市拉閘限電。發電不足的主要原因：⑴除三峽外全國 24 座重點水電站水量比每年同期少 10% 以上。⑵發電用煤供應不足，一季度全國煤炭社會庫存量同比下降 16.6% ，企業煤炭庫存量同比下降 6.84% 。⑶鐵路運輸制約，鐵路全路裝車滿足率僅 35% 。 2004 年全社會用電量約 21725 億 kWh ，凈增 2844 億 kWh ，同比增長 15% 左右。全國新增發電裝機容量 4174 萬 kW ，其中水電 817 萬 kW ，火電 3185 萬 kW ，核電 165 萬 kW 。 2004 年年底總裝機容量達到 4.32 億 kW ，提前二年實現電力“十五”調整增長目標，同比增長 10.7% 。預計到 2008 年，電力供需趨向平衡或略有富裕，據悉待批電廠總項目規模已達到 2.5 億 kW ，這是目前全國裝機容量的 2/3 ，按此計算大致年增長率為 10.5% ，可見電力建設發展之規模。技術方面我國將對火電、燃氣、水力、核電和風力發電設備同時研究發展。
二、核電站發展的決策
核電站建設的審批權在我國高度集中，我國經濟發達、電力負荷集中的沿海地區，核電站將成為電力結構的重要支柱。近日國務院就進一步建設我國核電站作出決策，批準了浙江三門、廣東嶺澳擴建項目；此外，廣東陽江核電項目和浙江秦山二期擴建項目正在報審過程中。截止 2004 年 7 月，我國共有 9 臺核電機組投入運行。東部沿海其他省份還有幾個核電廠址，目前正在開展前期工作。預計到 2020 年以前，將新建 27 個百萬千瓦級的核電機組。也就是說，今后 16 年中，新增核發電裝機容量將達 3000 萬千瓦，每年將有二到三個核電機組開工建設。到 2020 年核電在總發電容量中的比重將從目前 1.8% 上升到 4% 。由于當前核電站的運轉需要大量水源，所以規劃核電站主要布局是考慮東南沿海省份。關于核電建設的投資問題，國外經濟專家認為要完成這樣大規模的核電工程建設，按保守的估計，投資也在 400 億美元以上。中國核工業集團公司，希望新建核電站的平均國產化率能夠達到 60% ，這樣估計有 240 億美元（約 2000 億人民幣）的貨物可能國產化。從我國電線電纜行業分析，在目前電纜制造技術水平上，再進一步改進設備和產品開發，電線電纜的國產化率可達到 95% 以上。
三、目前核電站用電纜基本情況
常規電廠用電纜，無論是電力、控制、儀表、數字和熱偶電纜，國內制造技術已經成熟，生產能力富裕。但核電廠的非常規發電區域用電纜，仍有一些問題需要解決。進一步提高現有的 1E 級 K3 類電纜質量和品種開發，同時 1E 級 K1 類電纜及其試驗基地的建設，也是當前應考慮的任務。既然核電站發展是當務之急，那么核電站用電纜的標準問題也必然會提上日程上。我國核電站設計受法國、美國和俄羅斯三方面的影響，因此核電設計部門對電纜技術要求并不完全統一，從而各電纜廠的企業標準也不盡相同，從安全性、可靠性和強制性的觀點來看， 1E 級電纜標準是否可由多方面聯合起草，并制定為國家標準，這個問題比較復雜，需要多方面進行協調。國內 1E 級電纜是這樣定義的：指完成反應堆緊急停堆；安全殼隔離、堆芯應急冷卻、反應堆余熱導出、反應堆安全殼的熱導出；防止放射性物質向周圍環境排放等功能的電氣系統設備的安全級。 K3 類電纜是指在安全殼外處，在正常情況和地震荷載下能執行其規定功能的電纜。按此定義要求作為強制性國家標準也并不過分，并且標準制定的準備工作和具體操作宜快而不宜怠。從用途來說，核電用電纜品種與一般火力發電廠基本相同，但其材料組成和試驗項目則有較大的差異。主要品種有 1 kV 及以下電力電纜、控制電纜、儀器儀表電纜、熱偶補償電纜以及 6/10kV 等級電力電纜。當前國內的絕緣以交聯聚烯烴為主，護套以熱塑性聚烯烴為主，今后可能需要增加乙丙橡膠絕緣和交聯聚烯烴護套品種的應用比重。 1E 級 K1 類電纜，需要經受輻射試驗，大概情況如下： (1) 熱老化試驗，美國為 138 ℃ 300 小時，相當于使用 40 年。 (2) 輻照試驗，老化試驗后用鈷源進行γ射線輻照試驗，美國對緩和環境電纜的吸收劑量規定為 7 × 105 Gy ，對嚴酷環境為 15 × 105 Gy 。 (3) 模擬 LOCA-HELB 試驗，電纜放在容器內以規定的溫度、蒸汽壓力和時間進行循環試驗，同時噴射化學溶液，常采用含 1.5% 硼酸溶液，并在室溫下用氫氧化鈉調節其 pH 值至 10.5 作為溶液。噴射流量對水平投影面為 34.2 i/min m2 。 (4) 浸水耐電壓試驗，在γ輻照試驗后，對緩和環境電纜，卷繞在 20 倍電纜外徑在金屬圓柱體上，對嚴酷環境電纜則為 40 倍徑，然后浸入室溫水中，以 3.15 MV/m 梯度施加電壓， 5 分鐘不擊穿為合格。以上僅是核電站用電纜試驗的概略說明，實際試驗還有許多具體細則。
四、當前各電纜廠貫徹企業標準中的問題
企業標準由工廠自行制訂，由地方行政管理，按理說在貫徹上不存在問題，但實際情況并不完善。以下僅對二問題來說明： (1) 我國對所有 1E 級 K3 類電纜要求通過熱壽命評定試驗，評定結果應不低于 40 年，爭取 60 年。在這項試驗中，首先是設計部門對烘箱要求不同，有的同意采用 GB/T 2951 （等同 IEC 60811 ）規定的烘箱，有的則要求采用 UL 標準規定的烘箱，不同烘箱的試驗結構當然由差異。其次是試驗樣品的置備問題，采用專門置備樣品的試驗結果比較穩定，相反從成品上直接取樣，試驗結果并不樂觀。壽命評定需要進一步理性地分析和處理。 (2) 低壓電纜的絕緣線芯要求通過單根垂直燃燒試驗，對于小規格低壓電纜絕緣線芯事實上較難通過這項試驗。從本質上說，這項試驗是必要的，因為電纜進入控制柜內部后，所有絕緣線芯暴露在控制柜內部空間，倘若在較高溫度下，絕緣有較多可燃氣體釋放，可燃氣體積聚到一定濃度后可能爆炸。假如進一步分析這項試驗的真實意義，那么目前所采用的單根燃燒試驗方法，其適應性是否應進一步考證，有待研討，對材料的改進和試驗方法合理性協調，估計問題會滿意解決。此外還有護套開裂問題，至今也沒有可靠的檢驗方法，也許需要驗證。至于成品電纜的絕緣電阻、通過 B 類成束燃燒試驗、絕緣和護套燃燒時酸性氣體逸出量及其水溶液 pH 值和電導率符合無鹵低煙的規定等技術要求，大部分電纜廠均有能力做到，供需雙方容易達成一致意見。
五、結語
大致在上世紀 80 年代中期，我國在消化并結合美國火力發電站規范的基礎上，開始研究發展核電站用電線電纜，原第一機械工業部下達任務：由上海電纜廠和沈陽電纜廠試制電纜，由上海電纜研究所進行電纜的全面評測，該階段的工作雖然帶有摸底性質，但對以后的開發很有幫助。上世紀 80 年代后期，大亞灣核電站的大量進口電纜護套發生開裂，委托上海電纜研究所進行試驗，并分析了產生開裂的根本原因，最后外商同意經濟索賠。由于時間上不可能由外國重新提供電纜，所以必須更換的電纜由上海電纜廠及時供應并運行正常。上世紀 90 年代中期和后期，我國加快了核電站建設步伐，核電站用電線電纜制造廠已進入市場競爭階段。至今上海電纜研究所電線電纜檢測中心和技術開發中心，已相繼進行了十次以上的核電站用電線電纜測試和評定，結果說明要生產出全面優質的核電站用電線電纜，技術上也不是輕易的事，就最近二年內，已交貨待使用的電纜，仍發現質量問題。今后更多的核電站用電線電纜要上市，更應該重視線纜質量問題。聯想而知，加強制造廠、設計院和研究所廣泛協作，聯合制訂定標準事項尤為重要。有利于對電纜結構、材料、工藝和試驗深入探討、驗證以及更多的研究工作，以便高水平地完成我國自主的核電站用電線電纜標準制訂。
