民航機(jī)場助航燈光YJYD和DYJY型電纜接頭制作工藝存在缺陷及改進(jìn)研究

梁毅，齊洋

（甘肅省民航建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，甘肅 蘭州 730070）

民用機(jī)場助航燈光采用整條回路電纜串聯(lián)供電方式，其電纜通過電纜接頭與電纜連接器和隔離變壓器一次側(cè)連接。隔離變壓器、電纜連接器和電纜接頭放置在隔離變壓器箱體內(nèi)，隔離變壓器箱體全部埋設(shè)在機(jī)場跑道道肩周邊和燈光帶土面區(qū)，只有箱蓋裸露，箱體和箱蓋全部采用鑄鐵制造。

多數(shù)機(jī)場存在隔離變壓器箱內(nèi)積水情況，甚至處于滿水狀態(tài)，隔離變壓器和電纜連接器及電纜接頭長期在潮濕或有水的環(huán)境下工作，由于電纜接頭制作工藝以及制作電纜接頭施工人員手法等情況影響，其接頭內(nèi)部會(huì)有滲入水分和潮氣的可能，造成電纜接頭絕緣阻值降低，導(dǎo)致助航燈光回路電纜整體絕緣阻值降低，影響助航燈光供電系統(tǒng)安全，此問題會(huì)造成機(jī)場航班起降安全隱患。箱體進(jìn)水原因分析見表1。

表1 隔離變壓器箱體進(jìn)水原因分析

1 助航燈光電纜接頭絕緣阻值降低分析

在實(shí)際工作中，機(jī)場助航燈光供電回路電纜絕緣阻值低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)90%以上都是由電纜接頭阻值降低造成的，按照以下步驟進(jìn)行問題查找和測試分析：

（1）使用2500V、2000MΩ兆歐表對(duì)助航燈光電纜帶電纜接頭進(jìn)行絕緣阻值測試檢查。

（2）對(duì)回路阻值低的電纜，將電纜接頭與電纜進(jìn)行切斷分離，再次單獨(dú)測試電纜和電纜接頭絕緣阻值，電纜絕緣阻值基本都是無窮大狀態(tài)，電纜接頭阻值低，可以確定電纜阻值降低基本都是由電纜接頭阻值降低引起。

（3）對(duì)電纜接頭進(jìn)行破壞性分解檢查分析，發(fā)現(xiàn)以下問題：

①電纜端部和電纜連接器端部位置未削成錐形，導(dǎo)致各類絕緣材料纏繞包扎不密實(shí)。

②纏繞包扎絕緣材料層數(shù)隨意性較大，未確定具體纏繞包扎層數(shù)或厚度。

③電纜和電纜連接器連接部位兩端纏繞包扎絕緣材料長度未確定，許多僅纏繞包扎至電纜端部和電纜連接器端部位置，未有效延長。

④電纜接頭內(nèi)外2個(gè)熱縮套管兩端只是通過熱縮方式對(duì)電纜接頭進(jìn)行密封，但是隨著時(shí)間推移，熱縮套管兩側(cè)端口部位與電纜保護(hù)套自然開裂，不能起到密封的作用，水分和潮氣會(huì)順著端口部位滲入電纜接頭內(nèi)部。

⑤電纜接頭銅辮接地線根部密封不到位，水分和潮氣順著銅辮接地線滲入到電纜絕緣層，再加上內(nèi)部絕緣材料纏繞包扎不到位，電纜線芯會(huì)進(jìn)水或受潮。

(1)極化曲線。在60℃、常壓下進(jìn)行電化學(xué)測試，添加4種緩蝕劑(質(zhì)量濃度均為200 mg/L)和不添加緩蝕劑的空白組極化曲線如圖2所示，擬合參數(shù)(見表4)。

（4）由于各類自然原因影響，隔離變壓器箱體內(nèi)進(jìn)水不可避免，各機(jī)場維護(hù)人員需定期將隔離變壓器、電纜連接器及電纜接頭整體取出，對(duì)箱體內(nèi)積水進(jìn)行清理晾曬，干燥后再將其整體盤放進(jìn)箱體內(nèi)。

在此過程中，電纜接頭反復(fù)扭曲擾動(dòng)，會(huì)對(duì)電纜接頭的內(nèi)部絕緣和防護(hù)產(chǎn)生柔性損傷甚至破壞，隨著使用時(shí)間的延長，當(dāng)隔離變壓器箱體內(nèi)再次進(jìn)水后，電纜接頭內(nèi)部必定會(huì)出現(xiàn)滲入水分和潮氣等情況，造成助航燈光各回路電纜絕緣阻值降低。

通過上述分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）制定電纜接頭制作工藝不完善，有較為明顯的缺陷，對(duì)防水和防潮問題考慮不到位，導(dǎo)致電纜絕緣阻值降低。

（2）制作電纜接頭人員未進(jìn)行有效培訓(xùn)學(xué)習(xí)，制作質(zhì)量較差，且施工過程缺少有效監(jiān)管。

（3）后期維護(hù)過程中，電纜接頭移位，對(duì)電纜接頭內(nèi)部絕緣和防護(hù)有柔性損傷。

上述問題，均會(huì)導(dǎo)致水分和潮氣進(jìn)入電纜接頭內(nèi)部，導(dǎo)致電纜絕緣阻值降低。電纜接頭成為影響機(jī)場助航燈光各回路供電電纜絕緣阻值降低的關(guān)鍵因素。這是我們應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注和需要解決的問題。

2 原助航燈光電纜接頭制作工藝分析

該書第1篇第6章第4節(jié)《電纜及隔離變壓器檢修》章節(jié)（一）電纜接頭的制作（100～103頁），對(duì)助航燈光電纜接頭制作工藝制定了具體標(biāo)準(zhǔn)和要求。該教材是機(jī)場助航燈光電工參加職業(yè)技能鑒定的專用教材，也可作為各單位對(duì)機(jī)場助航燈光電工開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)的輔導(dǎo)材料。目前各民航機(jī)場將此培訓(xùn)教材作為助航燈光電纜接頭制作工藝培訓(xùn)和具體實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行執(zhí)行。

但是，該章節(jié)助航燈光電纜接頭制作工藝存在較為嚴(yán)重的缺陷，部分圖片說明錯(cuò)誤或者概念不清，部分制作電纜接頭步驟程序性錯(cuò)誤且與實(shí)際不符，該書制定工藝不能科學(xué)合理且具體指導(dǎo)施工制作電纜接頭并會(huì)誤導(dǎo)行業(yè)培訓(xùn)，并且對(duì)各民航機(jī)場助航燈光電纜接頭制作項(xiàng)目的正常進(jìn)行有較為嚴(yán)重的錯(cuò)誤影響和干擾。

原書該章節(jié)的具體制作電纜接頭工藝說明及錯(cuò)誤缺陷分析見表2。

表2 《機(jī)場助航燈光電工技能篇（初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)）》教材電纜接頭制作工藝錯(cuò)誤缺陷分析

圖8images/BZ_13_467_451_762_560.png9、檢查電纜頭是否壓接合格后，先用1條高壓膠帶包扎（圖8）。錯(cuò)誤：文字說明錯(cuò)誤，纏繞包扎的不是高壓膠帶，是聚四氟乙烯帶，并且沒有明確纏繞包扎層數(shù)。圖9images/BZ_13_467_863_762_977.png10、再用低壓絕緣膠帶包扎2層（圖9）。錯(cuò)誤：1、圖片錯(cuò)誤，該圖片使用的是低壓防水膠帶。2、順序錯(cuò)誤，本步驟應(yīng)該包扎G20高壓絕緣自粘帶，耐壓10kV，且最少纏繞包扎3層，厚度達(dá)到電纜絕緣層厚度以上。圖10images/BZ_13_467_1314_762_1447.png11、然后用防水膠帶包扎（圖10）。錯(cuò)誤：1、圖片說明錯(cuò)誤，該圖片使用的是高壓絕緣自粘帶。2、順序錯(cuò)誤，本步驟應(yīng)該纏繞包扎低壓防水PVC膠帶。3、未說明纏繞包扎層數(shù)和長度。圖11images/BZ_13_467_1790_762_1892.png12、電纜頭壓接處，用熱縮套管熱縮2次，內(nèi)層熱縮管長度為20cm，外層為30cm（圖11）。缺陷：熱縮套管2端位置雖然熱縮到位，但是容易自然開裂，導(dǎo)致潮氣和水分滲入電纜接頭內(nèi)部。應(yīng)該增加熱縮套管2端位置進(jìn)行防水防潮處理環(huán)節(jié)。用2500V兆歐表搖測電纜頭絕緣電阻，1000MΩ以上為合格。缺陷：1、只說明兆歐表電壓等級(jí)，未明確絕緣等級(jí)，應(yīng)使用2500V、絕緣等級(jí)在2000MΩ以上兆歐表進(jìn)行測量。2、對(duì)電纜接頭絕緣阻值要求低，對(duì)于單獨(dú)電纜接頭測量，即是對(duì)單根電纜帶電纜接頭進(jìn)行絕緣電阻測量，其絕緣阻值應(yīng)為無窮大。如果要求單根電纜接頭絕緣阻值僅在1000 MΩ以上為合格，那么對(duì)于整條回路電纜長度數(shù)千米的助航燈光系統(tǒng)，運(yùn)行一段時(shí)間，其絕緣阻值衰減降低后，絕緣運(yùn)行值將直接降低至下限以下，嚴(yán)重影響助航燈光系統(tǒng)整體運(yùn)行安全。3、必須確保電纜接頭制作質(zhì)量，必須用2500V、絕緣等級(jí)在2000MΩ以上兆歐表進(jìn)行測量，并且電纜接頭測量阻值為無窮大，方可滿足助航燈光系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

該教材制定的電纜接頭制作工藝有缺陷，電纜接頭位置電氣絕緣防護(hù)性能較低，并且電纜接頭缺少防水防潮控制步驟，不能起到很好的防水防潮作用，上述問題均可隨時(shí)造成助航燈光電纜絕緣阻值降低的情況發(fā)生，并有可能因此引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致更大的事故。

3 結(jié)合實(shí)際，重新制定具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭制作工藝流程

結(jié)合上述實(shí)際分析，重新梳理電纜接頭制作工藝，將提高電纜接頭電氣絕緣性能和防水防潮性能同等級(jí)對(duì)待，在加強(qiáng)電纜接頭電氣絕緣性能的同時(shí)增加防水密封膠條，可以起到防止助航燈光電纜接頭在運(yùn)行過程中滲入水分和受潮，保障了助航燈光電纜整體絕緣性能安全可靠。

新制定具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭制作工藝流程見表3。

表3 新制定具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭制作工藝

images/BZ_14_234_356_647_533.pngimages/BZ_14_712_356_1125_533.png圖9 以連續(xù)半搭方式在銅套管位置纏繞包扎聚四氟乙烯帶1層，并覆蓋至2端錐形位置圖10.1 在銅辮接地線根部纏繞包扎防水密封膠條，纏繞包扎時(shí)，將防水密封膠條拉伸至原長度的150%。纏繞包扎工藝見圖10.1和10.2images/BZ_14_234_868_647_1045.pngimages/BZ_14_712_868_1125_1045.png圖10.2 在銅辮接地線根部纏繞包扎防水密封膠條，纏繞包扎時(shí)，將防水密封膠條拉伸至原長度的150%。纏繞包扎工藝見圖10.1和10.2圖11.1 在銅套管位置纏繞包扎聚四氟乙烯帶外部纏繞包扎G20高壓絕緣自粘帶3層，纏繞時(shí)將高壓絕緣自粘帶拉伸至原長度的200%，纏繞包扎厚度應(yīng)大于電纜絕緣層稍厚2.8mm即可。同時(shí)將電纜絕緣層和銅辮接地線纏繞防水密封膠條位置用高壓自粘帶纏繞包扎1層，纏繞包扎至電纜連接器端部錐形位置時(shí)需要延長2cm。上述均以連續(xù)半搭方式纏繞，纏繞包扎工藝見圖11.1、11.2、11.3images/BZ_14_234_1747_647_1924.pngimages/BZ_14_712_1747_1125_1924.png圖11.2 在銅套管位置纏繞包扎聚四氟乙烯帶外部纏繞包扎G20高壓絕緣自粘帶3層，纏繞時(shí)將高壓絕緣自粘帶拉伸至原長度的200%，纏繞包扎厚度應(yīng)大于電纜絕緣層稍厚2.8mm即可。同時(shí)將電纜絕緣層和銅辮接地線纏繞防水密封膠條位置用高壓自粘帶纏繞包扎一層，纏繞包扎至電纜連接器端部錐形位置時(shí)需要延長2cm。上述均以連續(xù)半搭方式纏繞，纏繞包扎工藝見圖11.1、11.2、11.3圖11.3 在銅套管位置纏繞包扎聚四氟乙烯帶外部纏繞包扎G20高壓絕緣自粘帶3層，纏繞時(shí)將高壓絕緣自粘帶拉伸至原長度的200%，纏繞包扎厚度應(yīng)大于電纜絕緣層稍厚2.8mm即可。同時(shí)將電纜絕緣層和銅辮接地線纏繞防水密封膠條位置用高壓自粘帶纏繞包扎1層，纏繞包扎至電纜連接器端部錐形位置時(shí)需要延長2cm。上述均以連續(xù)半搭方式纏繞，纏繞包扎工藝見圖11.1、11.2、11.3images/BZ_14_234_2649_647_2826.pngimages/BZ_14_712_2649_1125_2826.png圖12 以連續(xù)半搭方式在纏繞高壓絕緣自粘帶位置上纏繞包扎低壓防水PVC膠帶2層圖13 將內(nèi)部小熱縮套管套至纏繞包扎低壓防水PVC膠帶位置，進(jìn)行熱縮，熱縮時(shí)由中間向兩邊進(jìn)行熱縮

images/BZ_14_1284_356_1697_533.pngimages/BZ_14_1762_356_2175_533.png圖14 以連續(xù)半搭方式在熱縮好的小熱縮套管外纏繞包扎防水密封膠條1層，必須將小熱縮套管2側(cè)端位置進(jìn)行密封，并延長2cm，纏繞包扎時(shí)將防水密封膠條拉伸至原長度的150%圖15 將外部大熱縮套管套至纏繞包扎防水密封膠條位置，并全部覆蓋，進(jìn)行熱縮，熱縮時(shí)由中間向兩邊進(jìn)行熱縮images/BZ_14_1284_890_1697_1068.pngimages/BZ_14_1762_890_2175_1068.png圖16 以連續(xù)半搭方式在外部大熱縮套管2側(cè)端位置纏繞包扎防水密封膠條1層，纏繞長度3cm，纏繞包扎時(shí)，將防水密封膠條拉伸至原長度的150%圖17 以連續(xù)半搭方式在外部大熱縮套管2側(cè)端纏繞防水密封膠條位置上纏繞包扎低壓防水PVC膠帶2層，將纏繞包扎的防水密封膠條完全覆蓋。經(jīng)過以上步驟后，具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭制作完成。

4 按照新工藝制作具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭試驗(yàn)測試

按照新工藝制作具有防水防潮性能的助航燈光電纜接頭3個(gè)，將制作完成的電纜接頭連續(xù)彎折至90°進(jìn)行擾動(dòng)，擾動(dòng)次數(shù)40次，再將電纜接頭浸泡在水中48h，使用（2500V、2500MΩ）絕緣搖表測試絕緣電阻值為無窮大，使用耐壓測試儀，調(diào)整至4000V進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，電纜接頭未擊穿，2項(xiàng)測試電纜接頭絕緣阻值合格。

5 某機(jī)場采用該工藝制作電纜接頭前后對(duì)比

國內(nèi)某4C支線機(jī)場助航燈光系統(tǒng)由于電纜接頭制作工藝以及后期維護(hù)缺陷，大量的電纜接頭有內(nèi)部進(jìn)水和受潮情況，助航燈光13條供電回路，有9條助航燈光回路絕緣阻值低于行業(yè)最低標(biāo)準(zhǔn)，已處于非常危險(xiǎn)的工作狀態(tài)。該機(jī)場助航燈光系統(tǒng)隨時(shí)有因電纜回路絕緣阻值過低，無法啟動(dòng)運(yùn)行的可能，或者在使用過程中，突發(fā)電纜接頭擊穿事故，如此將會(huì)造成機(jī)場航班無法起飛和降落等事故發(fā)生。燈光站監(jiān)控具體數(shù)據(jù)見表4。

表4 某機(jī)場助航燈光站內(nèi)單燈監(jiān)控系統(tǒng)顯示助航燈光各回路絕緣阻值

針對(duì)機(jī)場這一現(xiàn)狀，制定助航燈光全數(shù)整改維修方案，按照新工藝重新制作具有防水防潮性能的電纜接頭1350個(gè)。該機(jī)場助航燈光各回路電纜絕緣阻值全部達(dá)標(biāo)，絕緣阻值大于1KMΩ，完全滿足機(jī)場助航燈光系統(tǒng)安全運(yùn)行要求。

6 《機(jī)場助航燈光電工技能篇（初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)）》第1篇第6章第4節(jié)《電纜及隔離變壓器檢修》其他錯(cuò)誤

該書第1篇第6章第4節(jié)《電纜及隔離變壓器檢修》章節(jié)（四·一）隔離變壓器外觀檢查之使用前的外觀檢查（107～108頁），合計(jì)13個(gè)段落，屬于張冠李戴，抄襲錯(cuò)誤段落，該章節(jié)檢查內(nèi)容為電力系統(tǒng)供用電電力變壓器外觀檢查內(nèi)容，與機(jī)場助航燈光系統(tǒng)隔離變壓器無任何關(guān)聯(lián)，特此指正說明。

助航燈光電纜接頭制作工藝關(guān)系到機(jī)場助航燈光供電電纜安全運(yùn)行，關(guān)系到機(jī)場助航燈光各供電回路系統(tǒng)安全穩(wěn)定，關(guān)系到機(jī)場航班起降安全，是機(jī)場助航燈光系統(tǒng)不容忽視的細(xì)節(jié)工作。通過對(duì)電纜接頭制作工藝的改進(jìn)和完善，可以確保電纜接頭長期在潮濕或有水的密閉環(huán)境下安全可靠工作，不會(huì)滲入水分或受潮導(dǎo)致電纜整體絕緣阻值降低情況發(fā)生，機(jī)場助航燈光供電電纜系統(tǒng)絕緣將得到有效保障。并且通過對(duì)培訓(xùn)教材錯(cuò)誤章節(jié)的指正糾偏，將更加有利于民航各機(jī)場助航燈光項(xiàng)目的安全健康發(fā)展。