高柔耐高温抗干扰航空障碍灯电缆的研制

赵泽伟

摘 要：本文主要介绍了一种高柔耐高温抗干扰航空障碍灯用电缆的结构设计、材料、关键技术，以及产品的制造工艺和性能。

关键词：航空；电缆；结构；材料；性能

中图分类号：TM73 文献标志码：A

0 引言

航空障碍灯是机场标识障碍物的特种灯具，与一般用途的照明灯有所区别，航空障碍灯不是常亮着而是闪亮，低光强航空障碍灯为常亮，中光强航空障碍灯与高光强航空障碍灯为闪光，闪光频率不低于每分钟20次，不高于每分钟70次。航空障碍灯的作用就是显示出构筑物的轮廓，使飞行器操作员能判断障碍物的高度与轮廓，起到警示作用。一般安装在超高建筑物或可能影响飞行的高大建筑物或设施上，由于航空障碍灯的重要性及特殊性，连接并提供电能用的航空障碍灯电缆更是具有非常高的技术要求。

1 产品设计

1.1 技术资料调研

技术资料调研的内容主要是客户对高柔耐高温抗干扰航空障碍灯用电缆在性能、可靠性、安装、使用和维护等方面的需求，为产品开发打下基础。

1.2 产品的结构设计研发

结合国内外航空障碍灯用电缆在技术方面的最新成果，剖析国内外相关产品的技术水平，本产品主要设计思路如下：本产品的导体采用第6类软铜导体绞合线芯，导体外重叠绕包双层合成云母带作为耐火层，绝缘层材料为聚全氟乙丙烯料，每根绝缘线芯外，都设置有分屏蔽层，而分屏蔽采用镀锡铜线编织而成，编织密度不小于85%，多根屏蔽线芯绞合成缆，绕包双层阻燃玻璃纤维带扎紧隔离，在总屏蔽外挤包一层隔氧层，该隔氧层采用高阻燃聚烯烃材料，氧指数达到40%以上，能有效提高电缆的阻燃性能；电缆的铠装层采用细钢丝编织铠装，采用钢丝编织铠装可使电缆经受非常大的纵向拉力，适合竖直、垂直敷设；电缆的外护套采用PUR型弹性体护套料挤包而成。本产品的出现克服了现有技术存在的问题，提高了航空障碍灯电缆的柔软、耐温、耐火、抗干扰等性能，提出了一种新型高柔耐高温抗干扰航空障碍灯电缆。

高柔耐高温抗干扰航空障碍灯用电缆结构图如图1所示。

2 试验材料与研究方法

根据产品设计结构和技术性能，其生产工艺流程如下：铜杆→拉丝→退火→束丝→绕包耐火层→绝缘挤出→火花试电→编织分屏蔽→成缆绕包→编织总屏蔽→挤包隔氧层→钢丝铠装→护套挤出→成品检验→包装入库。

各工序主要工艺如下所述。

2.1 导体

导体采用6类结构软铜芯进行束丝，导体生产经过以下几个步骤：拉丝-退火-绞丝等，导体的性能符合GB/T3956标准的规定。

2.2 耐火层

导体表面重叠绕包两层耐受温度高达1000℃的合成云母带，采用重叠绕包的形式，搭盖率可达到25%，可通过专用云母绕包机进行绕包。

2.3 绝缘层

绝缘材料采用聚全氟乙丙烯绝缘料。它具有体积电阻率高、介电常数和介质损耗角小的优点，同时具有良好的耐高低温效果，耐高温长期使用温度达200℃；耐低温在-60℃以下仍柔软，可在SJ45高温挤塑机上生产完成，采用挤管式模具进行挤出，其挤出温度根据温区的不同而有所不同，机身温度控制在300±10℃，机头温度控制在280±5℃，模口温度控制在290±5℃，可根据挤出设备和材料的不同进行适当的调整，冬天与夏天相差5℃～10℃。

2.4 线芯分屏蔽

分屏蔽采用0.15mm的镀锡铜丝编织，可在16锭或24锭高速编织机上完成，通过更换变换编织机的齿轮，调整编织节距，將编织密度控制在85%及以上。

2.5 成缆、绕包

多根屏蔽线芯绞合成缆，成缆节距应不大于电缆外径的16倍，缆芯间隙可用玻纤绳填充圆整，缆芯外采用玻纤带重叠绕包。

2.6 总屏蔽

高柔耐高温抗干扰航空障碍灯电缆总屏蔽应采用镀锡铜丝编织总屏蔽，编织单丝直径根据电缆外径而定，可在16锭、24锭或32锭高速编织机上完成，编织密度不小于85%。

2.7 隔氧层

电缆总屏蔽层外挤包一层高阻燃聚烯烃隔氧层，该材料具有非常高的阻燃性能，氧指数达到40%以上。

2.8 钢丝铠装

由于航空障碍灯电缆敷设距离远，需要承受非常大的拉力及压力，对于高空建筑需要垂直敷设，为保护电缆不受破损，确保线路的通畅，航空障碍灯必须设置有铠装保护套层，选用细钢丝编织铠装能够有效保护电缆不受外力的破坏。

2.9 外护套

电缆的外护层PUR型弹性体护套料，该材料具有良好的耐油性，可在汽油、矿物油、水等环境中使用；同时具有良好的耐磨性，在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性是普通橡胶材料的几倍到几十倍。该材料为哑光型，颜色发灰，没有光泽，所以该材料还具有非常好的防紫外线能力，在各种气候下都有抗气候性和抗臭氧性。

3 产品主要技术性能

3.1 耐火性能

本电缆设置了耐火层，采用双层云母带重叠绕包，绕包搭盖率不小于25%，该材料能耐受10000C火焰温度，从而保证在发生火灾情况下保持线路通畅一段时间，大大提高了安全系数。

3.2 抗干扰性能

该产品屏蔽层设置为分屏蔽加总屏蔽，采用镀锡铜丝，其编织密度不小于85%，镀锡铜丝可以防止长时间氧化，设置分加总双层屏蔽可以有效地防止外界电磁波对本电缆的信号干扰，同时也避免了自身线芯相互间的磁波干扰，保证了信号传输稳定，更精准有效及时的控制系统。

3.3 具有更好的阻燃性能

该产品中聚全氟乙丙烯绝缘、玻璃纤维包带、高阻燃聚烯烃隔氧层、弹性体外护套都具有非常高的阻燃性能，本产品阻燃性能已达到国家标准GB/T 19666—2005规定的阻燃性能A级指标。

3.4 使用寿命长

电缆绝缘和护套采用性能优越，镀锡丝屏蔽不易氧化，钢丝编织铠装使电缆具有抗压、抗拉等性能，电缆外护套具有耐高温、防腐、耐磨、抗紫外线等性能，大大提高了电缆的使用寿命。

结语

该产品提出了一种新型航空障碍灯电缆，具有柔软、耐高温、阻燃耐火、抗干扰、防腐、耐磨、抗紫外线等多项性能，在设计和研制过程中，无论从原材料选用、结构设计等方面都充分考虑电缆使用特性，与现有航空障碍灯电缆相比，大大提高了电缆的抗静电和和抗干扰能力、抗弯曲性能、机械冲击性能、耐温、耐火性能等，产品投入市场后，收到用户的高度评价，在国内同行业居领先水平，该电缆完全可以替代进口产品。

参考文献

[1]王春江.电线电缆手册（第一册）[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]GB/T3956—2008，电缆的导体[S].