舰船用纵向水密封电缆研究

李永江 陆云春

（江苏远洋东泽电缆股份有限公司, 扬州 225129）

1 引言

水下舰船及深水域设备的发展要求具备承受高压水纵向密封性能的电缆与之配套。笔者根据对国内外相关标准和技术资料的研究，结合工作经验对舰船用纵向水密封电缆的研制情况进行了整理总结。

2 标准分析

目前设计到舰（船）用电缆纵向水密封性能的有效国际标准、国外标准和国家标准主要有国际电工委员会标准IEC 60092-350:2001《船用电力电缆 一般结构和试验要求》、美军标MIL-DTL-24643C：2009《舰船用低烟无卤电缆通用规范》及国军标GJB1916-1994《舰船用低烟电缆和软线通用规范》和GJB 774-1989《舰船用电缆和软线通用规范和软线》。对于水面舰船的水下部分，电缆的纵向水密封性能主要是耐低压水，相应的要求有：

1）IEC 60092-350:2001[1]：试验条件为水压约在1 min内升值0.1 MPa，并保持3 h，试验期间，从电缆端头滴出的水体积不大于按公式(1)计算出的体积V，且任何情况下流出的水的体积应不大于2000 cm3。其中

其中，V是滴出的水的体积，cm3；N是电缆中导体数目；A是每芯导体的截面积，mm2。

国军标GJB 1916和GJB 774中的试验条件和试验要求与美军标MIL-DTL-24643相同，在此不再赘述。

对于水下舰船，电缆的纵向水密封性能指电缆能承受高压水沿电缆纵向流动的能力，相应的要求在GJB 1916和美军标MIL-DTL-24643C中均有规定，且二者相同。具体采用静态耐水压（开端）方法进行表征。采用长度为1.5±0.05 m的成品电缆试样，将其一端穿过水压试验容器填料函，另一端自由暴露在空气中[3]。在单篇标准规定的试验压力下持续不少于规定的时间后试样自由端滴漏水的体积应符合单篇产品标准的规定值；试样承受水压端的任何组成元件相对于护套的位移应不超过6.4 mm。

表1

然而对于电力电缆，单片标准中既未给出试验压力也未给出滴漏水体积要求；对于仪表通信电缆，相关的单篇标准仅给出试验压力为2 MPa。从技术的角度出发，无法指导具体产品的性能指标，仅为其提供相应的检验方法，为此具体的产品在制造商确定产品的设计性能后，可参照该标准进行检测验证。

3 技术性能

在对国内外标准的比较分析基础上，结合市场调研中了解的客户技术需求，确立的舰船用纵向水密封电缆的产品技术性能如下：

1） 纵向水密封

电缆应具备承受（7 MPa，6 h）的耐高压水纵向密封性能，具体见表2。

2） 滴落试验性能[4]

耐滴落性能指的是电缆的填充材料，尤其是填充密封胶应能具备承受（95±1 ℃，18 h）的老化箱试验而无任何滴落物产生，该性能指标与GJB 1916-1994规定相同，见表2。

3） 阻燃性能

电缆需能通过IEC 60332-3-22规定的A类成束阻燃[5]。

4） 低烟、无卤、低毒

低烟、无卤、低毒性能与美军标MIL-DTL-24643C的规定描述一致，具体见表3。

表2

表3

5） 耐气候性能

用于测定电缆护套的人工气候老化性能，确定电缆在使用过程中对环境的适应性及使用寿命等。采用疝弧灯光照、喷水保湿方式在气候箱老化试验，试验结束后测量护套的抗张强度和断裂伸长率，同时用显微镜检查护套的表观是否出现龟裂。具体的技术要求见表3。

4 产品设计及试制

为确保产品满足预定的技术性能，经过详细的计算、研究、推敲，对舰船用纵向水密封电缆进行了如下确认设计及试制生产。

1) 电缆名称：

舰船用乙丙橡胶绝缘低烟无卤低毒阻燃纵向水密封电缆。

2) 产品型号：

电力电缆：JMEPJ/SC、JMEPJ85/SC

控制电缆：JKMEPJ/SC、JKMEPJ85/SC

通信电缆：JHMEPJ/SC、JHMEPJ85/SC、

JHMEPJP/SC、JHMEPJP85/SC

其中，JM－－表示舰船用纵向水密封电力电缆；JKM－－表示舰船用纵向水密封控制电缆；JHM－－表示舰船用纵向水密封通信电缆；E－－表示乙丙橡胶绝缘；PJ－－表示交联聚烯烃护套；P－－表示分屏蔽；8－－表示镀锡铜丝编织铠装；5－－表示交联聚烯烃外护套；SC－－表示A类成束阻燃低烟无卤低毒。

3）产品结构

设计的产品结构剖面图见图1。

4）工艺流程

根据设计确认的产品，生产工艺流程见图2。

图1 电缆结构图（部分）

图2 生产工艺流程

5）工序工艺关键点

在电缆的制造过程中，各工序均需按照既定工艺，着力于工艺要点，确保工序质量，完善成品性能，具体的各工序工艺要点见表4。

表4 生产工序工艺要点

套 卤密封胶需完全填充金属丝编织铠装形成的缝隙，确保电缆由内及外紧密形成一体；挤包的外表圆整光滑，圆整度不大于1.6倍。

5 纵向水密封性能检测结果

我公司研制的舰船用低烟、无卤阻燃、低毒纵向水密封电缆经国家电线电缆质量监督检验中心测试，各项性能指标均达到了设计要求。其中滴落试验和纵向水密封性能试验结果见表5、表6和表7。

表5 JMEPJ85/SC 2x10

表6 JKMEPJ85/SC 7x0.75

表7 JHMEPJP85/SC 4x2x0.75

6 结束语

经过检测证实，按照上述设计，工艺试制的电缆各项性能指标均达到了预定的设计要求，并远优于国外相关标准的规定，产品通过国防科学技术成果鉴定，并申请获受理国家发明专利和实用新型专利，为国防工业及深水能源开采完成提供了技术先进、性能优越的耐高压水纵向密封电缆。

[1] IEC 60092-350:2001 Part 350: Shipboard Power Cables-general Construction and Test Requirements[S].

[2] MIL-DTL-24643C:2009 Detail Specification Cables,Electric, Low Smoke Halogen-free, for Shipboard Use General Specification for[S].

[3] GJB 1916-1994. 舰船用低烟电缆和软线通用规范[S].

[4] GJB 774-1989. 舰船用电缆和软线通用规范[S].

[5] IEC 60332-3-22：2000 Part 3-22: Test for Vertical Flame Spread of Vertically-mounted Bunched Wires or Cables - Category A.