民航机场助航灯光YJYD和DYJY型电缆接头制作工艺存在缺陷及改进研究

梁毅，齐洋

（甘肃省民航建设（集团）有限公司，甘肃 兰州 730070）

民用机场助航灯光采用整条回路电缆串联供电方式，其电缆通过电缆接头与电缆连接器和隔离变压器一次侧连接。隔离变压器、电缆连接器和电缆接头放置在隔离变压器箱体内，隔离变压器箱体全部埋设在机场跑道道肩周边和灯光带土面区，只有箱盖裸露，箱体和箱盖全部采用铸铁制造。

多数机场存在隔离变压器箱内积水情况，甚至处于满水状态，隔离变压器和电缆连接器及电缆接头长期在潮湿或有水的环境下工作，由于电缆接头制作工艺以及制作电缆接头施工人员手法等情况影响，其接头内部会有渗入水分和潮气的可能，造成电缆接头绝缘阻值降低，导致助航灯光回路电缆整体绝缘阻值降低，影响助航灯光供电系统安全，此问题会造成机场航班起降安全隐患。箱体进水原因分析见表1。

表1 隔离变压器箱体进水原因分析

1 助航灯光电缆接头绝缘阻值降低分析

在实际工作中，机场助航灯光供电回路电缆绝缘阻值低于规范标准90%以上都是由电缆接头阻值降低造成的，按照以下步骤进行问题查找和测试分析：

（1）使用2500V、2000MΩ兆欧表对助航灯光电缆带电缆接头进行绝缘阻值测试检查。

（2）对回路阻值低的电缆，将电缆接头与电缆进行切断分离，再次单独测试电缆和电缆接头绝缘阻值，电缆绝缘阻值基本都是无穷大状态，电缆接头阻值低，可以确定电缆阻值降低基本都是由电缆接头阻值降低引起。

（3）对电缆接头进行破坏性分解检查分析，发现以下问题：

①电缆端部和电缆连接器端部位置未削成锥形，导致各类绝缘材料缠绕包扎不密实。

②缠绕包扎绝缘材料层数随意性较大，未确定具体缠绕包扎层数或厚度。

③电缆和电缆连接器连接部位两端缠绕包扎绝缘材料长度未确定，许多仅缠绕包扎至电缆端部和电缆连接器端部位置，未有效延长。

④电缆接头内外2个热缩套管两端只是通过热缩方式对电缆接头进行密封，但是随着时间推移，热缩套管两侧端口部位与电缆保护套自然开裂，不能起到密封的作用，水分和潮气会顺着端口部位渗入电缆接头内部。

⑤电缆接头铜辫接地线根部密封不到位，水分和潮气顺着铜辫接地线渗入到电缆绝缘层，再加上内部绝缘材料缠绕包扎不到位，电缆线芯会进水或受潮。

(1)极化曲线。在60℃、常压下进行电化学测试，添加4种缓蚀剂(质量浓度均为200 mg/L)和不添加缓蚀剂的空白组极化曲线如图2所示，拟合参数(见表4)。

（4）由于各类自然原因影响，隔离变压器箱体内进水不可避免，各机场维护人员需定期将隔离变压器、电缆连接器及电缆接头整体取出，对箱体内积水进行清理晾晒，干燥后再将其整体盘放进箱体内。

在此过程中，电缆接头反复扭曲扰动，会对电缆接头的内部绝缘和防护产生柔性损伤甚至破坏，随着使用时间的延长，当隔离变压器箱体内再次进水后，电缆接头内部必定会出现渗入水分和潮气等情况，造成助航灯光各回路电缆绝缘阻值降低。

通过上述分析，可以得出以下结论：

（1）制定电缆接头制作工艺不完善，有较为明显的缺陷，对防水和防潮问题考虑不到位，导致电缆绝缘阻值降低。

（2）制作电缆接头人员未进行有效培训学习，制作质量较差，且施工过程缺少有效监管。

（3）后期维护过程中，电缆接头移位，对电缆接头内部绝缘和防护有柔性损伤。

上述问题，均会导致水分和潮气进入电缆接头内部，导致电缆绝缘阻值降低。电缆接头成为影响机场助航灯光各回路供电电缆绝缘阻值降低的关键因素。这是我们应该重点关注和需要解决的问题。

2 原助航灯光电缆接头制作工艺分析

该书第1篇第6章第4节《电缆及隔离变压器检修》章节（一）电缆接头的制作（100～103页），对助航灯光电缆接头制作工艺制定了具体标准和要求。该教材是机场助航灯光电工参加职业技能鉴定的专用教材，也可作为各单位对机场助航灯光电工开展业务培训的辅导材料。目前各民航机场将此培训教材作为助航灯光电缆接头制作工艺培训和具体实施标准进行执行。

但是，该章节助航灯光电缆接头制作工艺存在较为严重的缺陷，部分图片说明错误或者概念不清，部分制作电缆接头步骤程序性错误且与实际不符，该书制定工艺不能科学合理且具体指导施工制作电缆接头并会误导行业培训，并且对各民航机场助航灯光电缆接头制作项目的正常进行有较为严重的错误影响和干扰。

原书该章节的具体制作电缆接头工艺说明及错误缺陷分析见表2。

表2 《机场助航灯光电工技能篇（初级、中级、高级）》教材电缆接头制作工艺错误缺陷分析

图8images/BZ_13_467_451_762_560.png9、检查电缆头是否压接合格后，先用1条高压胶带包扎（图8）。错误：文字说明错误，缠绕包扎的不是高压胶带，是聚四氟乙烯带，并且没有明确缠绕包扎层数。图9images/BZ_13_467_863_762_977.png10、再用低压绝缘胶带包扎2层（图9）。错误：1、图片错误，该图片使用的是低压防水胶带。2、顺序错误，本步骤应该包扎G20高压绝缘自粘带，耐压10kV，且最少缠绕包扎3层，厚度达到电缆绝缘层厚度以上。图10images/BZ_13_467_1314_762_1447.png11、然后用防水胶带包扎（图10）。错误：1、图片说明错误，该图片使用的是高压绝缘自粘带。2、顺序错误，本步骤应该缠绕包扎低压防水PVC胶带。3、未说明缠绕包扎层数和长度。图11images/BZ_13_467_1790_762_1892.png12、电缆头压接处，用热缩套管热缩2次，内层热缩管长度为20cm，外层为30cm（图11）。缺陷：热缩套管2端位置虽然热缩到位，但是容易自然开裂，导致潮气和水分渗入电缆接头内部。应该增加热缩套管2端位置进行防水防潮处理环节。用2500V兆欧表摇测电缆头绝缘电阻，1000MΩ以上为合格。缺陷：1、只说明兆欧表电压等级，未明确绝缘等级，应使用2500V、绝缘等级在2000MΩ以上兆欧表进行测量。2、对电缆接头绝缘阻值要求低，对于单独电缆接头测量，即是对单根电缆带电缆接头进行绝缘电阻测量，其绝缘阻值应为无穷大。如果要求单根电缆接头绝缘阻值仅在1000 MΩ以上为合格，那么对于整条回路电缆长度数千米的助航灯光系统，运行一段时间，其绝缘阻值衰减降低后，绝缘运行值将直接降低至下限以下，严重影响助航灯光系统整体运行安全。3、必须确保电缆接头制作质量，必须用2500V、绝缘等级在2000MΩ以上兆欧表进行测量，并且电缆接头测量阻值为无穷大，方可满足助航灯光系统长期安全稳定运行的需要。

该教材制定的电缆接头制作工艺有缺陷，电缆接头位置电气绝缘防护性能较低，并且电缆接头缺少防水防潮控制步骤，不能起到很好的防水防潮作用，上述问题均可随时造成助航灯光电缆绝缘阻值降低的情况发生，并有可能因此引发连锁反应，导致更大的事故。

3 结合实际，重新制定具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头制作工艺流程

结合上述实际分析，重新梳理电缆接头制作工艺，将提高电缆接头电气绝缘性能和防水防潮性能同等级对待，在加强电缆接头电气绝缘性能的同时增加防水密封胶条，可以起到防止助航灯光电缆接头在运行过程中渗入水分和受潮，保障了助航灯光电缆整体绝缘性能安全可靠。

新制定具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头制作工艺流程见表3。

表3 新制定具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头制作工艺

images/BZ_14_234_356_647_533.pngimages/BZ_14_712_356_1125_533.png图9 以连续半搭方式在铜套管位置缠绕包扎聚四氟乙烯带1层，并覆盖至2端锥形位置图10.1 在铜辫接地线根部缠绕包扎防水密封胶条，缠绕包扎时，将防水密封胶条拉伸至原长度的150%。缠绕包扎工艺见图10.1和10.2images/BZ_14_234_868_647_1045.pngimages/BZ_14_712_868_1125_1045.png图10.2 在铜辫接地线根部缠绕包扎防水密封胶条，缠绕包扎时，将防水密封胶条拉伸至原长度的150%。缠绕包扎工艺见图10.1和10.2图11.1 在铜套管位置缠绕包扎聚四氟乙烯带外部缠绕包扎G20高压绝缘自粘带3层，缠绕时将高压绝缘自粘带拉伸至原长度的200%，缠绕包扎厚度应大于电缆绝缘层稍厚2.8mm即可。同时将电缆绝缘层和铜辫接地线缠绕防水密封胶条位置用高压自粘带缠绕包扎1层，缠绕包扎至电缆连接器端部锥形位置时需要延长2cm。上述均以连续半搭方式缠绕，缠绕包扎工艺见图11.1、11.2、11.3images/BZ_14_234_1747_647_1924.pngimages/BZ_14_712_1747_1125_1924.png图11.2 在铜套管位置缠绕包扎聚四氟乙烯带外部缠绕包扎G20高压绝缘自粘带3层，缠绕时将高压绝缘自粘带拉伸至原长度的200%，缠绕包扎厚度应大于电缆绝缘层稍厚2.8mm即可。同时将电缆绝缘层和铜辫接地线缠绕防水密封胶条位置用高压自粘带缠绕包扎一层，缠绕包扎至电缆连接器端部锥形位置时需要延长2cm。上述均以连续半搭方式缠绕，缠绕包扎工艺见图11.1、11.2、11.3图11.3 在铜套管位置缠绕包扎聚四氟乙烯带外部缠绕包扎G20高压绝缘自粘带3层，缠绕时将高压绝缘自粘带拉伸至原长度的200%，缠绕包扎厚度应大于电缆绝缘层稍厚2.8mm即可。同时将电缆绝缘层和铜辫接地线缠绕防水密封胶条位置用高压自粘带缠绕包扎1层，缠绕包扎至电缆连接器端部锥形位置时需要延长2cm。上述均以连续半搭方式缠绕，缠绕包扎工艺见图11.1、11.2、11.3images/BZ_14_234_2649_647_2826.pngimages/BZ_14_712_2649_1125_2826.png图12 以连续半搭方式在缠绕高压绝缘自粘带位置上缠绕包扎低压防水PVC胶带2层图13 将内部小热缩套管套至缠绕包扎低压防水PVC胶带位置，进行热缩，热缩时由中间向两边进行热缩

images/BZ_14_1284_356_1697_533.pngimages/BZ_14_1762_356_2175_533.png图14 以连续半搭方式在热缩好的小热缩套管外缠绕包扎防水密封胶条1层，必须将小热缩套管2侧端位置进行密封，并延长2cm，缠绕包扎时将防水密封胶条拉伸至原长度的150%图15 将外部大热缩套管套至缠绕包扎防水密封胶条位置，并全部覆盖，进行热缩，热缩时由中间向两边进行热缩images/BZ_14_1284_890_1697_1068.pngimages/BZ_14_1762_890_2175_1068.png图16 以连续半搭方式在外部大热缩套管2侧端位置缠绕包扎防水密封胶条1层，缠绕长度3cm，缠绕包扎时，将防水密封胶条拉伸至原长度的150%图17 以连续半搭方式在外部大热缩套管2侧端缠绕防水密封胶条位置上缠绕包扎低压防水PVC胶带2层，将缠绕包扎的防水密封胶条完全覆盖。经过以上步骤后，具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头制作完成。

4 按照新工艺制作具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头试验测试

按照新工艺制作具有防水防潮性能的助航灯光电缆接头3个，将制作完成的电缆接头连续弯折至90°进行扰动，扰动次数40次，再将电缆接头浸泡在水中48h，使用（2500V、2500MΩ）绝缘摇表测试绝缘电阻值为无穷大，使用耐压测试仪，调整至4000V进行耐压试验，电缆接头未击穿，2项测试电缆接头绝缘阻值合格。

5 某机场采用该工艺制作电缆接头前后对比

国内某4C支线机场助航灯光系统由于电缆接头制作工艺以及后期维护缺陷，大量的电缆接头有内部进水和受潮情况，助航灯光13条供电回路，有9条助航灯光回路绝缘阻值低于行业最低标准，已处于非常危险的工作状态。该机场助航灯光系统随时有因电缆回路绝缘阻值过低，无法启动运行的可能，或者在使用过程中，突发电缆接头击穿事故，如此将会造成机场航班无法起飞和降落等事故发生。灯光站监控具体数据见表4。

表4 某机场助航灯光站内单灯监控系统显示助航灯光各回路绝缘阻值

针对机场这一现状，制定助航灯光全数整改维修方案，按照新工艺重新制作具有防水防潮性能的电缆接头1350个。该机场助航灯光各回路电缆绝缘阻值全部达标，绝缘阻值大于1KMΩ，完全满足机场助航灯光系统安全运行要求。

6 《机场助航灯光电工技能篇（初级、中级、高级）》第1篇第6章第4节《电缆及隔离变压器检修》其他错误

该书第1篇第6章第4节《电缆及隔离变压器检修》章节（四·一）隔离变压器外观检查之使用前的外观检查（107～108页），合计13个段落，属于张冠李戴，抄袭错误段落，该章节检查内容为电力系统供用电电力变压器外观检查内容，与机场助航灯光系统隔离变压器无任何关联，特此指正说明。

助航灯光电缆接头制作工艺关系到机场助航灯光供电电缆安全运行，关系到机场助航灯光各供电回路系统安全稳定，关系到机场航班起降安全，是机场助航灯光系统不容忽视的细节工作。通过对电缆接头制作工艺的改进和完善，可以确保电缆接头长期在潮湿或有水的密闭环境下安全可靠工作，不会渗入水分或受潮导致电缆整体绝缘阻值降低情况发生，机场助航灯光供电电缆系统绝缘将得到有效保障。并且通过对培训教材错误章节的指正纠偏，将更加有利于民航各机场助航灯光项目的安全健康发展。