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[摘 要]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。
[关键词]场助航灯光用综合防护电缆； 综合防护结构设计； 质量控制
中图分类号：TM84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0285-01
前言：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電缆》，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。
1.机场助航灯光电缆的结构与设计
1.1 电缆的结构与材料
导体采用第2种绞合圆形紧压结构；导体屏蔽-绝缘-绝缘屏蔽采用三层共挤的方法一次挤出；金属屏蔽采用铜带搭盖绕包；护套采用阻燃型、防潮型、耐寒型、环保型和耐环境应力开裂型等优点的聚乙烯。导体屏蔽、交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤的方法，使导体屏蔽层与绝缘层、绝缘层与绝缘屏蔽层之间达到均匀无间隙包覆的效果，并且采用电子加速器辐照交联，使绝缘的机械物理性能和电气性能得到大大的改善；并优于目前国内外相关标准。采用三层共挤绝缘的工艺方法使得电缆经过特殊的弯曲试验后又在95℃～100℃20个热循环的条件下，经受3U电压下其放电量只有1.2pC。
1.2 电缆的总体设计
根据这种特殊的苛刻的零缺陷的使用场所，必须保证传输的最优良的电气性能，不仅经过严格拉丝尺寸的控制，还要最佳参数的绞距设计与导体紧压系数的优化，确保了导体外观圆整，在同一个平面示意图上没有任何的凹凸不平现象，使得内屏蔽有效地紧密地包覆，从而避免了场强击穿现象。
1.3 屏蔽于护套
为了保证系统运行时对外界不产生电磁干扰，以及系统运行时会产生故障电流并能安全引入接地系统，采用绕包一层屏蔽抑止系数小的铜带作为屏蔽结构。绕包搭盖率的优化以及操作时严格的质量控制，以确保它的优良屏蔽效果和通故障电流作用。护套材料的选型是影响因素之一，在充分考虑电缆这一性能实现的前提下，结合使用环境对电缆特殊性能的复杂性的要求，既要考虑电缆自身使用的功能性也要杜绝外界环境对它造成的不利因素，在设计时经过认真、慎重地筛选，最终选择了阻燃型，防潮型、耐寒型、环保型、耐环境应力开裂型等优点的聚乙烯材料。
2.工艺特点和质量要求
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，6mm2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1.04mm的导体同心绞合成圆形，紧压后外径为3.0mm。
2.2 质量控制
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25N。绝缘采用万马高分子材料厂抗水树XLPE，即TRXLPE-10绝缘材料。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。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0.40mm。按用户要求，绝缘标称厚度为2.8mm，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=2.94mm。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0.3mm，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。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0.9MPa。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。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12.5N/m3，我们建立了1000级净化室，确保加料室的清洁度。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。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℃。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。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12.5m/min，在3min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0.08mm、宽度25mm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1.5～2.0mm。
3.结语
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/T6049—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。
参考文献
[1] 卫建良，胡涛，赵云，陈文新.机场助航灯光用综合防护电缆的研制[J].电线电缆，2016，（02）：40-42
[2] 陈井亮.机场助航灯光系统的研究[D].华南理工大学，2013.
[3] 柏庆梅.机场助航灯光电缆的研制[J].机电设备，2013，（05）：31-32+40.
[关键词]场助航灯光用综合防护电缆； 综合防护结构设计； 质量控制
中图分类号：TM84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0285-01
前言：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電缆》，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。
1.机场助航灯光电缆的结构与设计
1.1 电缆的结构与材料
导体采用第2种绞合圆形紧压结构；导体屏蔽-绝缘-绝缘屏蔽采用三层共挤的方法一次挤出；金属屏蔽采用铜带搭盖绕包；护套采用阻燃型、防潮型、耐寒型、环保型和耐环境应力开裂型等优点的聚乙烯。导体屏蔽、交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤的方法，使导体屏蔽层与绝缘层、绝缘层与绝缘屏蔽层之间达到均匀无间隙包覆的效果，并且采用电子加速器辐照交联，使绝缘的机械物理性能和电气性能得到大大的改善；并优于目前国内外相关标准。采用三层共挤绝缘的工艺方法使得电缆经过特殊的弯曲试验后又在95℃～100℃20个热循环的条件下，经受3U电压下其放电量只有1.2pC。
1.2 电缆的总体设计
根据这种特殊的苛刻的零缺陷的使用场所，必须保证传输的最优良的电气性能，不仅经过严格拉丝尺寸的控制，还要最佳参数的绞距设计与导体紧压系数的优化，确保了导体外观圆整，在同一个平面示意图上没有任何的凹凸不平现象，使得内屏蔽有效地紧密地包覆，从而避免了场强击穿现象。
1.3 屏蔽于护套
为了保证系统运行时对外界不产生电磁干扰，以及系统运行时会产生故障电流并能安全引入接地系统，采用绕包一层屏蔽抑止系数小的铜带作为屏蔽结构。绕包搭盖率的优化以及操作时严格的质量控制，以确保它的优良屏蔽效果和通故障电流作用。护套材料的选型是影响因素之一，在充分考虑电缆这一性能实现的前提下，结合使用环境对电缆特殊性能的复杂性的要求，既要考虑电缆自身使用的功能性也要杜绝外界环境对它造成的不利因素，在设计时经过认真、慎重地筛选，最终选择了阻燃型，防潮型、耐寒型、环保型、耐环境应力开裂型等优点的聚乙烯材料。
2.工艺特点和质量要求
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，6mm2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1.04mm的导体同心绞合成圆形，紧压后外径为3.0mm。
2.2 质量控制
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25N。绝缘采用万马高分子材料厂抗水树XLPE，即TRXLPE-10绝缘材料。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。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0.40mm。按用户要求，绝缘标称厚度为2.8mm，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=2.94mm。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0.3mm，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。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0.9MPa。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。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12.5N/m3，我们建立了1000级净化室，确保加料室的清洁度。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。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℃。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。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12.5m/min，在3min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0.08mm、宽度25mm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1.5～2.0mm。
3.结语
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/T6049—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。
参考文献
[1] 卫建良，胡涛，赵云，陈文新.机场助航灯光用综合防护电缆的研制[J].电线电缆，2016，（02）：40-42
[2] 陈井亮.机场助航灯光系统的研究[D].华南理工大学，2013.
[3] 柏庆梅.机场助航灯光电缆的研制[J].机电设备，2013，（05）：31-32+40.