機場助航燈光用綜合防護電纜的研制

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

機場助航燈光用綜合防護電纜的研制

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

介紹了機場助航燈光用綜合防護電纜的結構設計和制造工藝，對制造過程中各道工序的工藝要求作詳細闡述，對質量提出控制方法。

機場助航燈光用綜合防護電纜；綜合防護結構設計；制造工藝；質量控制

0　引 言

據統計，每年機場助航燈光回路用埋地電纜的故障率較高，主要是因受到動物啃咬及水樹侵害。

機場助航燈光回路用埋地電纜用于連接機場跑道助航燈，為飛機全天候起降提供燈光指示。為保證助航燈光電纜在機場特殊環境下安全、可靠運行，本文依據MH/T 6049—2008《機場助航燈光回路用埋地電纜》，敘述了機場助航燈光用綜合防護電纜的工藝特點和質量要求，供同行參考。

圖1　FSY-DYJYA-5 kV 1×6電纜結構圖

表1　FSY-DYJYA-5KV1×6電纜結構參數 （單位：mm）

1　結構與材料

設計的電纜型號為FSY-DYJYA-5 kV 1×6 mm2，電纜的結構見圖1，結構參數見表1。

1.1阻水結構設計

機場助航燈光回路用埋地電纜直埋在地底下，長期受到水的浸泡，故應采用徑向及縱向阻水相結合的結構。

（1）徑向阻水。國內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。我們采用鋁塑復合綜合護層作為徑向阻水層，通過縱包的鋁塑復合帶和擠包的聚乙烯外護套共同作用達到阻水目的。其阻水機理為：當擠包聚乙烯護套時，由于聚乙烯融體高溫和壓力的作用，鋁塑復合帶表面的聚乙烯薄膜與聚乙烯護套的內表面得以很好地粘結，同時鋁塑復合帶縱包之間的搭蓋也獲得良好的粘結，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，其阻水機理為：假如護層有破裂，遇到水時，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生，提高電纜使用壽命，絕緣材料采用抗水樹交聯聚乙烯絕緣料（TRXLPE）。

1.3外護套

為防止小型野生動物如野兔、田鼠對電纜啃咬，電纜外護套選用硬度高的HDPE材料，并在其內添加環保型防鼠防蟻驅避劑。

2　工藝特點和質量要求

工藝流程為：拉絲→緊壓銅絞線→導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽三層共擠→銅帶屏蔽→阻水帶繞包→鋁塑復合帶縱包→護層擠制→成品檢驗→包裝入庫。

2.1銅導體絞合緊壓

導體由符合GB/T 3956—2008規定的裸退火銅線組成（銅的純度≥99.95%）。無氧銅桿通過連續退火的進口小拉機拉制單線，導體在絞制時采用7股單絲一次緊壓成型，以確保其結構緊密和穩定。

按GB/T 3956—2008的規定，6 mm2銅導體20℃時直流電阻不大于3.08Ω/km，導體結構設計由7根單絲直徑1.04 mm的導體同心絞合成圓形，緊壓后外徑為3.0 mm。

2.2導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽三層共擠

2.2.1生產設備

選用青島電工機械廠生產的交聯絕緣三層共擠生產線，其中擠包導體屏蔽配備φ65/25擠出機；擠包XLPE絕緣層配備φ150/25擠出機；擠包絕緣屏蔽層配備φ90/25擠出機；配備德國SIKORA公司XRAY8000型測偏儀。

2.2.2質量控制

（1）內外屏蔽料選用上海萬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）絕緣采用萬馬高分子材料廠抗水樹XLPE，即TRXLPE-10絕緣材料。

（3）導體進機頭前用銅刷除去毛刺和銅粉，以確保導體表面光滑，保證屏蔽包覆質量。

（4）導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，絕緣標稱厚度為2.8 mm，絕緣厚度平均值不小于標稱值，任一點最小測量厚度不小于標稱值的90%。考慮XLPE絕緣材料的熱收縮性能，實際絕緣厚度值設定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%，因此對模具尺寸要求特別嚴格，模芯孔徑比導體直徑放大0.3 mm，同時對模具裝配的同心度、裝配位置等嚴格規定；對絕緣材料的流動性作了詳細分析，保證絕緣偏心度控制在6%以內。

（6）XLPE絕緣電纜在交聯絕緣三層共擠生產過程中，如加熱管中氮氣純度不夠，混入了一部分空氣，則絕緣會焦化變色，嚴重時會使絕緣表面硬化甚至龜裂，產生氧化老化。我們采用氮氣自制裝置，保證其濃度在99.5%以上。生產過程中定時排一次廢氮，確保交聯副產物定時排放，保證絕緣表面外觀質量。正常生產時，氮氣壓力保持在0.9 MPa。

（7）硫化管清潔。清除硫化管內壁碳化污垢，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）空氣凈化室內加料。導體屏蔽料、絕緣料、絕緣屏蔽料均采用真空吸入料斗。上料間內空氣過濾，將正壓力控制在12.5 N/m3，我們建立了1000級凈化室，確保加料室的清潔度。

（9）通過對上下牽引及懸鏈控制參數的修改，使絕緣線芯在生產時不被拉斷。

（10）主機溫度控制精度。絕緣料的加工溫度為85～115℃。考慮到絕緣料在主機內停留及某些不確定的綜合因素影響，不讓絕緣料在主機內產生先期硫化，對主機溫度控制精度仍取為±2℃。

（11）NCC計算軟件應用。模擬計算出絕緣線芯硫化溫度及走線速度工藝參數，經多次修改部分參數，達到最佳生產效率。

（12）導電線芯在換盤續接時，采用銀焊連接技術。交聯線生產速度降低到12.5 m/min，在3 min內可完成導體連接操作。銀焊連接安全可靠，強度滿足生產要求，不會在硫化管內拉斷。

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，繞包時銅帶易發皺，應調整好繞包角度和繞包張力。另外，為克服纜芯上下左右擺動，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鋁塑復合帶包覆

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

2.6外護套

外護套為HDPE（ST7型）材料。擠包標稱厚度1.6 mm，最薄處厚度控制在不小于1.40 mm。同時擠出機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氣孔為準。護套擠出后，電纜平均外徑控制在15.2 mm左右。

3　檢測結果

委托權威機構進行電纜性能檢測，主要試驗結果見表2。

4　結束語

機場助航燈光回路用埋地電纜采用綜合防護結構設計及嚴格的工序質量控制，其電氣及機械物理性能符合MH/T 6049—2008標準要求，阻水及防動物啃咬也符合相關標準要求。產品已獲得專利一項，并批量生產，完全滿足機場特殊環境的需要。

表2　產品性能的檢測結果

［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］.電力設備，2004（8）：14-17.

［2］ 楊 楊，黃志林，鄧長勝，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抗水樹交聯聚乙烯電纜性能鑒定試驗的結果［J］.電線電纜，2009（5）：17-20.

［5］ MH/T 6049—2008 機場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

衛建良（1962-），男，工程師.

作者地址：湖北宜昌市點軍區李家河工業區［443004］.