高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈電纜的研制

趙澤偉

摘 要：本文主要介紹了一種高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈用電纜的結構設計、材料、關鍵技術，以及產品的制造工藝和性能。

關鍵詞：航空；電纜；結構；材料；性能

中圖分類號：TM73 文獻標志碼：A

0 引言

航空障礙燈是機場標識障礙物的特種燈具，與一般用途的照明燈有所區別，航空障礙燈不是常亮著而是閃亮，低光強航空障礙燈為常亮，中光強航空障礙燈與高光強航空障礙燈為閃光，閃光頻率不低于每分鐘20次，不高于每分鐘70次。航空障礙燈的作用就是顯示出構筑物的輪廓，使飛行器操作員能判斷障礙物的高度與輪廓，起到警示作用。一般安裝在超高建筑物或可能影響飛行的高大建筑物或設施上，由于航空障礙燈的重要性及特殊性，連接并提供電能用的航空障礙燈電纜更是具有非常高的技術要求。

1 產品設計

1.1 技術資料調研

技術資料調研的內容主要是客戶對高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈用電纜在性能、可靠性、安裝、使用和維護等方面的需求，為產品開發打下基礎。

1.2 產品的結構設計研發

結合國內外航空障礙燈用電纜在技術方面的最新成果，剖析國內外相關產品的技術水平，本產品主要設計思路如下：本產品的導體采用第6類軟銅導體絞合線芯，導體外重疊繞包雙層合成云母帶作為耐火層，絕緣層材料為聚全氟乙丙烯料，每根絕緣線芯外，都設置有分屏蔽層，而分屏蔽采用鍍錫銅線編織而成，編織密度不小于85%，多根屏蔽線芯絞合成纜，繞包雙層阻燃玻璃纖維帶扎緊隔離，在總屏蔽外擠包一層隔氧層，該隔氧層采用高阻燃聚烯烴材料，氧指數達到40%以上，能有效提高電纜的阻燃性能；電纜的鎧裝層采用細鋼絲編織鎧裝，采用鋼絲編織鎧裝可使電纜經受非常大的縱向拉力，適合豎直、垂直敷設；電纜的外護套采用PUR型彈性體護套料擠包而成。本產品的出現克服了現有技術存在的問題，提高了航空障礙燈電纜的柔軟、耐溫、耐火、抗干擾等性能，提出了一種新型高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈電纜。

高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈用電纜結構圖如圖1所示。

2 試驗材料與研究方法

根據產品設計結構和技術性能，其生產工藝流程如下：銅桿→拉絲→退火→束絲→繞包耐火層→絕緣擠出→火花試電→編織分屏蔽→成纜繞包→編織總屏蔽→擠包隔氧層→鋼絲鎧裝→護套擠出→成品檢驗→包裝入庫。

各工序主要工藝如下所述。

2.1 導體

導體采用6類結構軟銅芯進行束絲，導體生產經過以下幾個步驟：拉絲-退火-絞絲等，導體的性能符合GB/T3956標準的規定。

2.2 耐火層

導體表面重疊繞包兩層耐受溫度高達1000℃的合成云母帶，采用重疊繞包的形式，搭蓋率可達到25%，可通過專用云母繞包機進行繞包。

2.3 絕緣層

絕緣材料采用聚全氟乙丙烯絕緣料。它具有體積電阻率高、介電常數和介質損耗角小的優點，同時具有良好的耐高低溫效果，耐高溫長期使用溫度達200℃；耐低溫在-60℃以下仍柔軟，可在SJ45高溫擠塑機上生產完成，采用擠管式模具進行擠出，其擠出溫度根據溫區的不同而有所不同，機身溫度控制在300±10℃，機頭溫度控制在280±5℃，模口溫度控制在290±5℃，可根據擠出設備和材料的不同進行適當的調整，冬天與夏天相差5℃～10℃。

2.4 線芯分屏蔽

分屏蔽采用0.15mm的鍍錫銅絲編織，可在16錠或24錠高速編織機上完成，通過更換變換編織機的齒輪，調整編織節距，將編織密度控制在85%及以上。

2.5 成纜、繞包

多根屏蔽線芯絞合成纜，成纜節距應不大于電纜外徑的16倍，纜芯間隙可用玻纖繩填充圓整，纜芯外采用玻纖帶重疊繞包。

2.6 總屏蔽

高柔耐高溫抗干擾航空障礙燈電纜總屏蔽應采用鍍錫銅絲編織總屏蔽，編織單絲直徑根據電纜外徑而定，可在16錠、24錠或32錠高速編織機上完成，編織密度不小于85%。

2.7 隔氧層

電纜總屏蔽層外擠包一層高阻燃聚烯烴隔氧層，該材料具有非常高的阻燃性能，氧指數達到40%以上。

2.8 鋼絲鎧裝

由于航空障礙燈電纜敷設距離遠，需要承受非常大的拉力及壓力，對于高空建筑需要垂直敷設，為保護電纜不受破損，確保線路的通暢，航空障礙燈必須設置有鎧裝保護套層，選用細鋼絲編織鎧裝能夠有效保護電纜不受外力的破壞。

2.9 外護套

電纜的外護層PUR型彈性體護套料，該材料具有良好的耐油性，可在汽油、礦物油、水等環境中使用；同時具有良好的耐磨性，在有水、油等潤濕介質存在的工作條件下，其耐磨性是普通橡膠材料的幾倍到幾十倍。該材料為啞光型，顏色發灰，沒有光澤，所以該材料還具有非常好的防紫外線能力，在各種氣候下都有抗氣候性和抗臭氧性。

3 產品主要技術性能

3.1 耐火性能

本電纜設置了耐火層，采用雙層云母帶重疊繞包，繞包搭蓋率不小于25%，該材料能耐受10000C火焰溫度，從而保證在發生火災情況下保持線路通暢一段時間，大大提高了安全系數。

3.2 抗干擾性能

該產品屏蔽層設置為分屏蔽加總屏蔽，采用鍍錫銅絲，其編織密度不小于85%，鍍錫銅絲可以防止長時間氧化，設置分加總雙層屏蔽可以有效地防止外界電磁波對本電纜的信號干擾，同時也避免了自身線芯相互間的磁波干擾，保證了信號傳輸穩定，更精準有效及時的控制系統。

3.3 具有更好的阻燃性能

該產品中聚全氟乙丙烯絕緣、玻璃纖維包帶、高阻燃聚烯烴隔氧層、彈性體外護套都具有非常高的阻燃性能，本產品阻燃性能已達到國家標準GB/T 19666—2005規定的阻燃性能A級指標。

3.4 使用壽命長

電纜絕緣和護套采用性能優越，鍍錫絲屏蔽不易氧化，鋼絲編織鎧裝使電纜具有抗壓、抗拉等性能，電纜外護套具有耐高溫、防腐、耐磨、抗紫外線等性能，大大提高了電纜的使用壽命。

結語

該產品提出了一種新型航空障礙燈電纜，具有柔軟、耐高溫、阻燃耐火、抗干擾、防腐、耐磨、抗紫外線等多項性能，在設計和研制過程中，無論從原材料選用、結構設計等方面都充分考慮電纜使用特性，與現有航空障礙燈電纜相比，大大提高了電纜的抗靜電和和抗干擾能力、抗彎曲性能、機械沖擊性能、耐溫、耐火性能等，產品投入市場后，收到用戶的高度評價，在國內同行業居領先水平，該電纜完全可以替代進口產品。

參考文獻

[1]王春江.電線電纜手冊（第一冊）[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]GB/T3956—2008，電纜的導體[S].