机场助航灯光用综合防护电缆的研制

卫建良， 胡　涛， 赵　云， 陈文新（湖北龙腾红旗电缆（集团）有限公司，湖北宜昌443004）

机场助航灯光用综合防护电缆的研制

卫建良， 胡涛， 赵云， 陈文新
（湖北龙腾红旗电缆（集团）有限公司，湖北宜昌443004）

介绍了机场助航灯光用综合防护电缆的结构设计和制造工艺，对制造过程中各道工序的工艺要求作详细阐述，对质量提出控制方法。

机场助航灯光用综合防护电缆；综合防护结构设计；制造工艺；质量控制

0　引 言

据统计，每年机场助航灯光回路用埋地电缆的故障率较高，主要是因受到动物啃咬及水树侵害。

机场助航灯光回路用埋地电缆用于连接机场跑道助航灯，为飞机全天候起降提供灯光指示。为保证助航灯光电缆在机场特殊环境下安全、可靠运行，本文依据MH/T 6049—2008《机场助航灯光回路用埋地电缆》，叙述了机场助航灯光用综合防护电缆的工艺特点和质量要求，供同行参考。

图1　FSY-DYJYA-5 kV 1×6电缆结构图

表1　FSY-DYJYA-5KV1×6电缆结构参数 （单位：mm）

1　结构与材料

设计的电缆型号为FSY-DYJYA-5 kV 1×6 mm2，电缆的结构见图1，结构参数见表1。

1.1阻水结构设计

机场助航灯光回路用埋地电缆直埋在地底下，长期受到水的浸泡，故应采用径向及纵向阻水相结合的结构。

（1）径向阻水。国内径向阻水大都采用金属套，虽效果好，但影响电缆的弯曲性，且增加本体重量。我们采用铝塑复合综合护层作为径向阻水层，通过纵包的铝塑复合带和挤包的聚乙烯外护套共同作用达到阻水目的。其阻水机理为：当挤包聚乙烯护套时，由于聚乙烯融体高温和压力的作用，铝塑复合带表面的聚乙烯薄膜与聚乙烯护套的内表面得以很好地粘结，同时铝塑复合带纵包之间的搭盖也获得良好的粘结，从而完全堵塞了水分（气）渗入电缆的途径。

（2）纵向阻水。采用在铜带屏蔽外绕包阻水带，其阻水机理为：假如护层有破裂，遇到水时，阻水材料迅速膨胀，形成一道“水坝”，阻止水分沿电缆纵向侵入。

1.2绝缘

为防止电缆水树的产生，提高电缆使用寿命，绝缘材料采用抗水树交联聚乙烯绝缘料（TRXLPE）。

1.3外护套

为防止小型野生动物如野兔、田鼠对电缆啃咬，电缆外护套选用硬度高的HDPE材料，并在其内添加环保型防鼠防蚁驱避剂。

2　工艺特点和质量要求

工艺流程为：拉丝→紧压铜绞线→导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤→铜带屏蔽→阻水带绕包→铝塑复合带纵包→护层挤制→成品检验→包装入库。

2.1铜导体绞合紧压

导体由符合GB/T 3956—2008规定的裸退火铜线组成（铜的纯度≥99.95%）。无氧铜杆通过连续退火的进口小拉机拉制单线，导体在绞制时采用7股单丝一次紧压成型，以确保其结构紧密和稳定。

按GB/T 3956—2008的规定，6 mm2铜导体20℃时直流电阻不大于3.08Ω/km，导体结构设计由7根单丝直径1.04 mm的导体同心绞合成圆形，紧压后外径为3.0 mm。

2.2导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤

2.2.1生产设备

选用青岛电工机械厂生产的交联绝缘三层共挤生产线，其中挤包导体屏蔽配备φ65/25挤出机；挤包XLPE绝缘层配备φ150/25挤出机；挤包绝缘屏蔽层配备φ90/25挤出机；配备德国SIKORA公司XRAY8000型测偏仪。

2.2.2质量控制

（1）内外屏蔽料选用上海万益高分子材料厂的材料，其中外屏蔽采用可剥离的屏蔽料，材料的剥离力为25 N。

（2）绝缘采用万马高分子材料厂抗水树XLPE，即TRXLPE-10绝缘材料。

（3）导体进机头前用铜刷除去毛刺和铜粉，以确保导体表面光滑，保证屏蔽包覆质量。

（4）导体屏蔽最薄处厚度控制在不小于0.20mm。绝缘屏蔽最薄处厚度控制在不小于0.40 mm。按用户要求，绝缘标称厚度为2.8 mm，绝缘厚度平均值不小于标称值，任一点最小测量厚度不小于标称值的90%。考虑XLPE绝缘材料的热收缩性能，实际绝缘厚度值设定2.8×1.05=2.94 mm。

（5）按用户要求，绝缘任一断面偏心度不大于10%，因此对模具尺寸要求特别严格，模芯孔径比导体直径放大0.3 mm，同时对模具装配的同心度、装配位置等严格规定；对绝缘材料的流动性作了详细分析，保证绝缘偏心度控制在6%以内。

（6）XLPE绝缘电缆在交联绝缘三层共挤生产过程中，如加热管中氮气纯度不够，混入了一部分空气，则绝缘会焦化变色，严重时会使绝缘表面硬化甚至龟裂，产生氧化老化。我们采用氮气自制装置，保证其浓度在99.5%以上。生产过程中定时排一次废氮，确保交联副产物定时排放，保证绝缘表面外观质量。正常生产时，氮气压力保持在0.9 MPa。

（7）硫化管清洁。清除硫化管内壁碳化污垢，提高硫化管温度控制精度，使硫化热源有效地传导到绝缘线芯中，保证绝缘的热延伸性能符合要求。

（8）空气净化室内加料。导体屏蔽料、绝缘料、绝缘屏蔽料均采用真空吸入料斗。上料间内空气过滤，将正压力控制在12.5 N/m3，我们建立了1000级净化室，确保加料室的清洁度。

（9）通过对上下牵引及悬链控制参数的修改，使绝缘线芯在生产时不被拉断。

（10）主机温度控制精度。绝缘料的加工温度为85～115℃。考虑到绝缘料在主机内停留及某些不确定的综合因素影响，不让绝缘料在主机内产生先期硫化，对主机温度控制精度仍取为±2℃。

（11）NCC计算软件应用。模拟计算出绝缘线芯硫化温度及走线速度工艺参数，经多次修改部分参数，达到最佳生产效率。

（12）导电线芯在换盘续接时，采用银焊连接技术。交联线生产速度降低到12.5 m/min，在3 min内可完成导体连接操作。银焊连接安全可靠，强度满足生产要求，不会在硫化管内拉断。

2.3金属屏蔽

采用一层厚度0.08 mm、宽度25 mm的铜带重叠绕包，重叠率为不小于15%带宽。由于绝缘线径小，绕包时铜带易发皱，应调整好绕包角度和绕包张力。另外，为克服缆芯上下左右摆动，在包带前后加置定位模作支撑，模具的孔径比绝缘线芯的外径大1.5～2.0 mm。

2.4阻水带绕包

铜带屏蔽外绕包一层厚度为0.2 mm阻水带，阻水带重叠绕包，重叠率为15%～20%。

2.5铝塑复合带包覆

采用YLY型聚乙烯型双面铝塑复合带，厚度为0.22 mm，铝带标称厚度为0.10 mm，纵向包覆，搭盖控制在大于5.0 mm，热风枪焊接，温度控制在180～190℃。

2.6外护套

外护套为HDPE（ST7型）材料。挤包标称厚度1.6 mm，最薄处厚度控制在不小于1.40 mm。同时挤出机各段加工温度控制在130～175℃，挤出温度的高低以塑化及断面无气孔为准。护套挤出后，电缆平均外径控制在15.2 mm左右。

3　检测结果

委托权威机构进行电缆性能检测，主要试验结果见表2。

4　结束语

机场助航灯光回路用埋地电缆采用综合防护结构设计及严格的工序质量控制，其电气及机械物理性能符合MH/T 6049—2008标准要求，阻水及防动物啃咬也符合相关标准要求。产品已获得专利一项，并批量生产，完全满足机场特殊环境的需要。

表2　产品性能的检测结果

［1］ 杨黎明，徐林华，Alfred Mendelsohn，等.中压电缆绝缘料的水树老化的研究［J］.电力设备，2004（8）：14-17.

［2］ 杨 杨，黄志林，邓长胜，等.抗水树中压电力电缆及材料的研究［J］.电线电缆，2006（2）：14-16.

［3］ 王春江，吴荣美.阻水型电缆的发展历程［J］.电线电缆，2009 （3）：5-8.

［4］ 何 军，屠德民.10 kV抗水树交联聚乙烯电缆性能鉴定试验的结果［J］.电线电缆，2009（5）：17-20.

［5］ MH/T 6049—2008 机场助航灯光回路用埋地电缆［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

卫建良（1962-），男，工程师.

作者地址：湖北宜昌市点军区李家河工业区［443004］.