機(jī)場(chǎng)助航燈光用綜合防護(hù)電纜的研制

衛(wèi)建良， 胡　濤， 趙　云， 陳文新（湖北龍騰紅旗電纜（集團(tuán)）有限公司，湖北宜昌443004）

機(jī)場(chǎng)助航燈光用綜合防護(hù)電纜的研制

衛(wèi)建良， 胡濤， 趙云， 陳文新
（湖北龍騰紅旗電纜（集團(tuán)）有限公司，湖北宜昌443004）

介紹了機(jī)場(chǎng)助航燈光用綜合防護(hù)電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，對(duì)制造過(guò)程中各道工序的工藝要求作詳細(xì)闡述，對(duì)質(zhì)量提出控制方法。

機(jī)場(chǎng)助航燈光用綜合防護(hù)電纜；綜合防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；制造工藝；質(zhì)量控制

0　引 言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜的故障率較高，主要是因受到動(dòng)物啃咬及水樹侵害。

機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜用于連接機(jī)場(chǎng)跑道助航燈，為飛機(jī)全天候起降提供燈光指示。為保證助航燈光電纜在機(jī)場(chǎng)特殊環(huán)境下安全、可靠運(yùn)行，本文依據(jù)MH/T 6049—2008《機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜》，敘述了機(jī)場(chǎng)助航燈光用綜合防護(hù)電纜的工藝特點(diǎn)和質(zhì)量要求，供同行參考。

圖1　FSY-DYJYA-5 kV 1×6電纜結(jié)構(gòu)圖

表1　FSY-DYJYA-5KV1×6電纜結(jié)構(gòu)參數(shù) （單位：mm）

1　結(jié)構(gòu)與材料

設(shè)計(jì)的電纜型號(hào)為FSY-DYJYA-5 kV 1×6 mm2，電纜的結(jié)構(gòu)見圖1，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

1.1阻水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜直埋在地底下，長(zhǎng)期受到水的浸泡，故應(yīng)采用徑向及縱向阻水相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

（1）徑向阻水。國(guó)內(nèi)徑向阻水大都采用金屬套，雖效果好，但影響電纜的彎曲性，且增加本體重量。我們采用鋁塑復(fù)合綜合護(hù)層作為徑向阻水層，通過(guò)縱包的鋁塑復(fù)合帶和擠包的聚乙烯外護(hù)套共同作用達(dá)到阻水目的。其阻水機(jī)理為：當(dāng)擠包聚乙烯護(hù)套時(shí)，由于聚乙烯融體高溫和壓力的作用，鋁塑復(fù)合帶表面的聚乙烯薄膜與聚乙烯護(hù)套的內(nèi)表面得以很好地粘結(jié)，同時(shí)鋁塑復(fù)合帶縱包之間的搭蓋也獲得良好的粘結(jié)，從而完全堵塞了水分（氣）滲入電纜的途徑。

（2）縱向阻水。采用在銅帶屏蔽外繞包阻水帶，其阻水機(jī)理為：假如護(hù)層有破裂，遇到水時(shí)，阻水材料迅速膨脹，形成一道“水壩”，阻止水分沿電纜縱向侵入。

1.2絕緣

為防止電纜水樹的產(chǎn)生，提高電纜使用壽命，絕緣材料采用抗水樹交聯(lián)聚乙烯絕緣料（TRXLPE）。

1.3外護(hù)套

為防止小型野生動(dòng)物如野兔、田鼠對(duì)電纜啃咬，電纜外護(hù)套選用硬度高的HDPE材料，并在其內(nèi)添加環(huán)保型防鼠防蟻驅(qū)避劑。

2　工藝特點(diǎn)和質(zhì)量要求

工藝流程為：拉絲→緊壓銅絞線→導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽三層共擠→銅帶屏蔽→阻水帶繞包→鋁塑復(fù)合帶縱包→護(hù)層擠制→成品檢驗(yàn)→包裝入庫(kù)。

2.1銅導(dǎo)體絞合緊壓

導(dǎo)體由符合GB/T 3956—2008規(guī)定的裸退火銅線組成（銅的純度≥99.95%）。無(wú)氧銅桿通過(guò)連續(xù)退火的進(jìn)口小拉機(jī)拉制單線，導(dǎo)體在絞制時(shí)采用7股單絲一次緊壓成型，以確保其結(jié)構(gòu)緊密和穩(wěn)定。

按GB/T 3956—2008的規(guī)定，6 mm2銅導(dǎo)體20℃時(shí)直流電阻不大于3.08Ω/km，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由7根單絲直徑1.04 mm的導(dǎo)體同心絞合成圓形，緊壓后外徑為3.0 mm。

2.2導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽三層共擠

2.2.1生產(chǎn)設(shè)備

選用青島電工機(jī)械廠生產(chǎn)的交聯(lián)絕緣三層共擠生產(chǎn)線，其中擠包導(dǎo)體屏蔽配備φ65/25擠出機(jī)；擠包XLPE絕緣層配備φ150/25擠出機(jī)；擠包絕緣屏蔽層配備φ90/25擠出機(jī)；配備德國(guó)SIKORA公司XRAY8000型測(cè)偏儀。

2.2.2質(zhì)量控制

（1）內(nèi)外屏蔽料選用上海萬(wàn)益高分子材料廠的材料，其中外屏蔽采用可剝離的屏蔽料，材料的剝離力為25 N。

（2）絕緣采用萬(wàn)馬高分子材料廠抗水樹XLPE，即TRXLPE-10絕緣材料。

（3）導(dǎo)體進(jìn)機(jī)頭前用銅刷除去毛刺和銅粉，以確保導(dǎo)體表面光滑，保證屏蔽包覆質(zhì)量。

（4）導(dǎo)體屏蔽最薄處厚度控制在不小于0.20mm。絕緣屏蔽最薄處厚度控制在不小于0.40 mm。按用戶要求，絕緣標(biāo)稱厚度為2.8 mm，絕緣厚度平均值不小于標(biāo)稱值，任一點(diǎn)最小測(cè)量厚度不小于標(biāo)稱值的90%?？紤]XLPE絕緣材料的熱收縮性能，實(shí)際絕緣厚度值設(shè)定2.8×1.05=2.94 mm。

（5）按用戶要求，絕緣任一斷面偏心度不大于10%，因此對(duì)模具尺寸要求特別嚴(yán)格，模芯孔徑比導(dǎo)體直徑放大0.3 mm，同時(shí)對(duì)模具裝配的同心度、裝配位置等嚴(yán)格規(guī)定；對(duì)絕緣材料的流動(dòng)性作了詳細(xì)分析，保證絕緣偏心度控制在6%以內(nèi)。

（6）XLPE絕緣電纜在交聯(lián)絕緣三層共擠生產(chǎn)過(guò)程中，如加熱管中氮?dú)饧兌炔粔?，混入了一部分空氣，則絕緣會(huì)焦化變色，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使絕緣表面硬化甚至龜裂，產(chǎn)生氧化老化。我們采用氮?dú)庾灾蒲b置，保證其濃度在99.5%以上。生產(chǎn)過(guò)程中定時(shí)排一次廢氮，確保交聯(lián)副產(chǎn)物定時(shí)排放，保證絕緣表面外觀質(zhì)量。正常生產(chǎn)時(shí)，氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.9 MPa。

（7）硫化管清潔。清除硫化管內(nèi)壁碳化污垢，提高硫化管溫度控制精度，使硫化熱源有效地傳導(dǎo)到絕緣線芯中，保證絕緣的熱延伸性能符合要求。

（8）空氣凈化室內(nèi)加料。導(dǎo)體屏蔽料、絕緣料、絕緣屏蔽料均采用真空吸入料斗。上料間內(nèi)空氣過(guò)濾，將正壓力控制在12.5 N/m3，我們建立了1000級(jí)凈化室，確保加料室的清潔度。

（9）通過(guò)對(duì)上下牽引及懸鏈控制參數(shù)的修改，使絕緣線芯在生產(chǎn)時(shí)不被拉斷。

（10）主機(jī)溫度控制精度。絕緣料的加工溫度為85～115℃?？紤]到絕緣料在主機(jī)內(nèi)停留及某些不確定的綜合因素影響，不讓絕緣料在主機(jī)內(nèi)產(chǎn)生先期硫化，對(duì)主機(jī)溫度控制精度仍取為±2℃。

（11）NCC計(jì)算軟件應(yīng)用。模擬計(jì)算出絕緣線芯硫化溫度及走線速度工藝參數(shù)，經(jīng)多次修改部分參數(shù)，達(dá)到最佳生產(chǎn)效率。

（12）導(dǎo)電線芯在換盤續(xù)接時(shí)，采用銀焊連接技術(shù)。交聯(lián)線生產(chǎn)速度降低到12.5 m/min，在3 min內(nèi)可完成導(dǎo)體連接操作。銀焊連接安全可靠，強(qiáng)度滿足生產(chǎn)要求，不會(huì)在硫化管內(nèi)拉斷。

2.3金屬屏蔽

采用一層厚度0.08 mm、寬度25 mm的銅帶重疊繞包，重疊率為不小于15%帶寬。由于絕緣線徑小，繞包時(shí)銅帶易發(fā)皺，應(yīng)調(diào)整好繞包角度和繞包張力。另外，為克服纜芯上下左右擺動(dòng)，在包帶前后加置定位模作支撐，模具的孔徑比絕緣線芯的外徑大1.5～2.0 mm。

2.4阻水帶繞包

銅帶屏蔽外繞包一層厚度為0.2 mm阻水帶，阻水帶重疊繞包，重疊率為15%～20%。

2.5鋁塑復(fù)合帶包覆

采用YLY型聚乙烯型雙面鋁塑復(fù)合帶，厚度為0.22 mm，鋁帶標(biāo)稱厚度為0.10 mm，縱向包覆，搭蓋控制在大于5.0 mm，熱風(fēng)槍焊接，溫度控制在180～190℃。

2.6外護(hù)套

外護(hù)套為HDPE（ST7型）材料。擠包標(biāo)稱厚度1.6 mm，最薄處厚度控制在不小于1.40 mm。同時(shí)擠出機(jī)各段加工溫度控制在130～175℃，擠出溫度的高低以塑化及斷面無(wú)氣孔為準(zhǔn)。護(hù)套擠出后，電纜平均外徑控制在15.2 mm左右。

3　檢測(cè)結(jié)果

委托權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行電纜性能檢測(cè)，主要試驗(yàn)結(jié)果見表2。

4　結(jié)束語(yǔ)

機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜采用綜合防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及嚴(yán)格的工序質(zhì)量控制，其電氣及機(jī)械物理性能符合MH/T 6049—2008標(biāo)準(zhǔn)要求，阻水及防動(dòng)物啃咬也符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。產(chǎn)品已獲得專利一項(xiàng)，并批量生產(chǎn)，完全滿足機(jī)場(chǎng)特殊環(huán)境的需要。

表2　產(chǎn)品性能的檢測(cè)結(jié)果

［1］ 楊黎明，徐林華，Alfred Mendelsohn，等.中壓電纜絕緣料的水樹老化的研究［J］.電力設(shè)備，2004（8）：14-17.

［2］ 楊 楊，黃志林，鄧長(zhǎng)勝，等.抗水樹中壓電力電纜及材料的研究［J］.電線電纜，2006（2）：14-16.

［3］ 王春江，吳榮美.阻水型電纜的發(fā)展歷程［J］.電線電纜，2009 （3）：5-8.

［4］ 何 軍，屠德民.10 kV抗水樹交聯(lián)聚乙烯電纜性能鑒定試驗(yàn)的結(jié)果［J］.電線電纜，2009（5）：17-20.

［5］ MH/T 6049—2008 機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜［S］.

Development of Integrated Protective Cable for Airport Navigation Lights

WEI Jian-liang，HU Tao，ZHAO Yun，CHENWen-xin
（HuBei LT HongQi Cables（GrouP）Co.，Ltd.，Yichang 443004，China）

This PaPer introduces the structure design and manufacturing technology of the integrated Protection cable for airPortnavigation lights，and the technical requirements for each Process in the manufacturing Process are described in detail，and the quality controlmethod is Put forward.

integrated Protective cable for airPort navigation lights；comPrehensive Protective structure design；manufacturing Process；quality control

TM246.9

A

1672-6901（2016）02-0040-03

2015-08-21

衛(wèi)建良（1962-），男，工程師.

作者地址：湖北宜昌市點(diǎn)軍區(qū)李家河工業(yè)區(qū)［443004］.