艦船用縱向水密封電纜研究

李永江 陸云春

（江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司, 揚州 225129）

1 引言

水下艦船及深水域設備的發展要求具備承受高壓水縱向密封性能的電纜與之配套。筆者根據對國內外相關標準和技術資料的研究，結合工作經驗對艦船用縱向水密封電纜的研制情況進行了整理總結。

2 標準分析

目前設計到艦（船）用電纜縱向水密封性能的有效國際標準、國外標準和國家標準主要有國際電工委員會標準IEC 60092-350:2001《船用電力電纜 一般結構和試驗要求》、美軍標MIL-DTL-24643C：2009《艦船用低煙無鹵電纜通用規范》及國軍標GJB1916-1994《艦船用低煙電纜和軟線通用規范》和GJB 774-1989《艦船用電纜和軟線通用規范和軟線》。對于水面艦船的水下部分，電纜的縱向水密封性能主要是耐低壓水，相應的要求有：

1）IEC 60092-350:2001[1]：試驗條件為水壓約在1 min內升值0.1 MPa，并保持3 h，試驗期間，從電纜端頭滴出的水體積不大于按公式(1)計算出的體積V，且任何情況下流出的水的體積應不大于2000 cm3。其中

其中，V是滴出的水的體積，cm3；N是電纜中導體數目；A是每芯導體的截面積，mm2。

國軍標GJB 1916和GJB 774中的試驗條件和試驗要求與美軍標MIL-DTL-24643相同，在此不再贅述。

對于水下艦船，電纜的縱向水密封性能指電纜能承受高壓水沿電纜縱向流動的能力，相應的要求在GJB 1916和美軍標MIL-DTL-24643C中均有規定，且二者相同。具體采用靜態耐水壓（開端）方法進行表征。采用長度為1.5±0.05 m的成品電纜試樣，將其一端穿過水壓試驗容器填料函，另一端自由暴露在空氣中[3]。在單篇標準規定的試驗壓力下持續不少于規定的時間后試樣自由端滴漏水的體積應符合單篇產品標準的規定值；試樣承受水壓端的任何組成元件相對于護套的位移應不超過6.4 mm。

表1

然而對于電力電纜，單片標準中既未給出試驗壓力也未給出滴漏水體積要求；對于儀表通信電纜，相關的單篇標準僅給出試驗壓力為2 MPa。從技術的角度出發，無法指導具體產品的性能指標，僅為其提供相應的檢驗方法，為此具體的產品在制造商確定產品的設計性能后，可參照該標準進行檢測驗證。

3 技術性能

在對國內外標準的比較分析基礎上，結合市場調研中了解的客戶技術需求，確立的艦船用縱向水密封電纜的產品技術性能如下：

1） 縱向水密封

電纜應具備承受（7 MPa，6 h）的耐高壓水縱向密封性能，具體見表2。

2） 滴落試驗性能[4]

耐滴落性能指的是電纜的填充材料，尤其是填充密封膠應能具備承受（95±1 ℃，18 h）的老化箱試驗而無任何滴落物產生，該性能指標與GJB 1916-1994規定相同，見表2。

3） 阻燃性能

電纜需能通過IEC 60332-3-22規定的A類成束阻燃[5]。

4） 低煙、無鹵、低毒

低煙、無鹵、低毒性能與美軍標MIL-DTL-24643C的規定描述一致，具體見表3。

表2

表3

5） 耐氣候性能

用于測定電纜護套的人工氣候老化性能，確定電纜在使用過程中對環境的適應性及使用壽命等。采用疝弧燈光照、噴水保濕方式在氣候箱老化試驗，試驗結束后測量護套的抗張強度和斷裂伸長率，同時用顯微鏡檢查護套的表觀是否出現龜裂。具體的技術要求見表3。

4 產品設計及試制

為確保產品滿足預定的技術性能，經過詳細的計算、研究、推敲，對艦船用縱向水密封電纜進行了如下確認設計及試制生產。

1) 電纜名稱：

艦船用乙丙橡膠絕緣低煙無鹵低毒阻燃縱向水密封電纜。

2) 產品型號：

電力電纜：JMEPJ/SC、JMEPJ85/SC

控制電纜：JKMEPJ/SC、JKMEPJ85/SC

通信電纜：JHMEPJ/SC、JHMEPJ85/SC、

JHMEPJP/SC、JHMEPJP85/SC

其中，JM－－表示艦船用縱向水密封電力電纜；JKM－－表示艦船用縱向水密封控制電纜；JHM－－表示艦船用縱向水密封通信電纜；E－－表示乙丙橡膠絕緣；PJ－－表示交聯聚烯烴護套；P－－表示分屏蔽；8－－表示鍍錫銅絲編織鎧裝；5－－表示交聯聚烯烴外護套；SC－－表示A類成束阻燃低煙無鹵低毒。

3）產品結構

設計的產品結構剖面圖見圖1。

4）工藝流程

根據設計確認的產品，生產工藝流程見圖2。

圖1 電纜結構圖（部分）

圖2 生產工藝流程

5）工序工藝關鍵點

在電纜的制造過程中，各工序均需按照既定工藝，著力于工藝要點，確保工序質量，完善成品性能，具體的各工序工藝要點見表4。

表4 生產工序工藝要點

套 鹵密封膠需完全填充金屬絲編織鎧裝形成的縫隙，確保電纜由內及外緊密形成一體；擠包的外表圓整光滑，圓整度不大于1.6倍。

5 縱向水密封性能檢測結果

我公司研制的艦船用低煙、無鹵阻燃、低毒縱向水密封電纜經國家電線電纜質量監督檢驗中心測試，各項性能指標均達到了設計要求。其中滴落試驗和縱向水密封性能試驗結果見表5、表6和表7。

表5 JMEPJ85/SC 2x10

表6 JKMEPJ85/SC 7x0.75

表7 JHMEPJP85/SC 4x2x0.75

6 結束語

經過檢測證實，按照上述設計，工藝試制的電纜各項性能指標均達到了預定的設計要求，并遠優于國外相關標準的規定，產品通過國防科學技術成果鑒定，并申請獲受理國家發明專利和實用新型專利，為國防工業及深水能源開采完成提供了技術先進、性能優越的耐高壓水縱向密封電纜。

[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. 艦船用低煙電纜和軟線通用規范[S].

[4] GJB 774-1989. 艦船用電纜和軟線通用規范[S].

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