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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、關(guān)鍵技術(shù)，以及產(chǎn)品的制造工藝和性能。

關(guān)鍵詞：航空；電纜；結(jié)構(gòu)；材料；性能

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

航空障礙燈是機(jī)場標(biāo)識障礙物的特種燈具，與一般用途的照明燈有所區(qū)別，航空障礙燈不是常亮著而是閃亮，低光強(qiáng)航空障礙燈為常亮，中光強(qiáng)航空障礙燈與高光強(qiáng)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(gòu)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(shè)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(shù)要求。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1.1 技術(shù)資料調(diào)研

技術(shù)資料調(diào)研的內(nèi)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(hù)等方面的需求，為產(chǎn)品開發(fā)打下基礎(chǔ)。

1.2 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)

結(jié)合國內(nèi)外航空障礙燈用電纜在技術(shù)方面的最新成果，剖析國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)水平，本產(chǎn)品主要設(shè)計(jì)思路如下：本產(chǎn)品的導(dǎo)體采用第6類軟銅導(dǎo)體絞合線芯，導(dǎo)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(shè)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(shù)達(dá)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(xì)鋼絲編織鎧裝，采用鋼絲編織鎧裝可使電纜經(jīng)受非常大的縱向拉力，適合豎直、垂直敷設(shè)；電纜的外護(hù)套采用PUR型彈性體護(hù)套料擠包而成。本產(chǎn)品的出現(xiàn)克服了現(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 試驗(yàn)材料與研究方法

根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能，其生產(chǎn)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(hù)套擠出→成品檢驗(yàn)→包裝入庫。

各工序主要工藝如下所述。

2.1 導(dǎo)體

導(dǎo)體采用6類結(jié)構(gòu)軟銅芯進(jìn)行束絲，導(dǎo)體生產(chǎn)經(jīng)過以下幾個步驟：拉絲-退火-絞絲等，導(dǎo)體的性能符合GB/T3956標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.2 耐火層

導(dǎo)體表面重疊繞包兩層耐受溫度高達(dá)1000℃的合成云母帶，采用重疊繞包的形式，搭蓋率可達(dá)到25%，可通過專用云母繞包機(jī)進(jìn)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(shù)和介質(zhì)損耗角小的優(yōu)點(diǎn)，同時具有良好的耐高低溫效果，耐高溫長期使用溫度達(dá)200℃；耐低溫在-60℃以下仍柔軟，可在SJ45高溫?cái)D塑機(jī)上生產(chǎn)完成，采用擠管式模具進(jìn)行擠出，其擠出溫度根據(jù)溫區(qū)的不同而有所不同，機(jī)身溫度控制在300±10℃，機(jī)頭溫度控制在280±5℃，?？跍囟瓤刂圃?90±5℃，可根據(jù)擠出設(shè)備和材料的不同進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)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(jī)上完成，通過更換變換編織機(jī)的齒輪，調(diào)整編織節(jié)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(jié)距應(yīng)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(yīng)采用鍍錫銅絲編織總屏蔽，編織單絲直徑根據(jù)電纜外徑而定，可在16錠、24錠或32錠高速編織機(jī)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(shù)達(dá)到40%以上。

2.8 鋼絲鎧裝

由于航空障礙燈電纜敷設(shè)距離遠(yuǎn)，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(shè)，為保護(hù)電纜不受破損，確保線路的通暢，航空障礙燈必須設(shè)置有鎧裝保護(hù)套層，選用細(xì)鋼絲編織鎧裝能夠有效保護(hù)電纜不受外力的破壞。

2.9 外護(hù)套

電纜的外護(hù)層PUR型彈性體護(hù)套料，該材料具有良好的耐油性，可在汽油、礦物油、水等環(huán)境中使用；同時具有良好的耐磨性，在有水、油等潤濕介質(zhì)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(fā)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(chǎn)品主要技術(shù)性能

3.1 耐火性能

本電纜設(shè)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(fā)生火災(zāi)情況下保持線路通暢一段時間，大大提高了安全系數(shù)。

3.2 抗干擾性能

該產(chǎn)品屏蔽層設(shè)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(shè)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(wěn)定，更精準(zhǔn)有效及時的控制系統(tǒng)。

3.3 具有更好的阻燃性能

該產(chǎn)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(hù)套都具有非常高的阻燃性能，本產(chǎn)品阻燃性能已達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19666—2005規(guī)定的阻燃性能A級指標(biāo)。

3.4 使用壽命長

電纜絕緣和護(hù)套采用性能優(yōu)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(hù)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(jié)語

該產(chǎn)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(xiàng)性能，在設(shè)計(jì)和研制過程中，無論從原材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都充分考慮電纜使用特性，與現(xiàn)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(jī)械沖擊性能、耐溫、耐火性能等，產(chǎn)品投入市場后，收到用戶的高度評價，在國內(nèi)同行業(yè)居領(lǐng)先水平，該電纜完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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

[2]GB/T3956—2008，電纜的導(dǎo)體[S].