艦船用縱向高壓水密封電力電纜的研制

陳 亮， 趙自慧， 李海全

(1.海軍駐江南造船(集團)有限責任公司，上海201913;2.上海特纜電工科技有限公司，上海201300)

0 引言

隨著我國國防力量不斷加強的需要，對艦船制造技術的要求越來越高，迫切需要加強艦船配套設備的科研投入，努力提高艦船配套設備的技術水平和國產化率，以實現我國艦船配套設備制造的跨越式發展。配套使用的深水用電纜作為艦船的神經和血管，直接關系到艦船的安全性、可靠性，隨著水下艦船及深水域設備的發展，需要具備高壓水縱向密封性能的電纜與之配套。

1 主要技術指標

縱向高壓水密封電力電纜適用于各類水面艦船、水下艦船、河海船舶的電力系統及電子設備，可在水下800 m水深的環境使用，要求具有特殊的縱向水密封性能。

根據現有國內外主要艦船和普通船用電纜標準，如GJB 774—1989《艦船用電纜和軟線通用規范》、GJB 1916—1994《艦船用低煙電纜和軟線通用規范》、IEC 60092-350:2001《船用電力電纜一般結構和試驗要求》、MIL-DTL-24643C:2009《艦船用低煙無鹵電纜通用規范》，對這些標準中電纜的水密封性能的試驗條件和考核指標進行了分析對比，見表1。

表1 主要標準中的水密封性能對照表

表2 試樣自由端滴漏水的體積

在這些標準中對艦船電纜的水密封性能的要求主要體現在耐水壓試驗，并可分為耐低壓水和耐高壓水兩個部分，實驗條件不盡相同，且耐高壓水的壓力和時間不明確，通常由客戶技術規范書根據不同船型在不同深水域工作環境而定。為了保證產品符合設計要求，并結合客戶的技術規范書，確定縱向水密封試驗主要采用靜態耐水壓(開端)方法，主要技術指標如下:

(1)試驗壓力為8 MPa，持續時間6 h，試樣自由端滴漏水的體積應符合表2的規定;

(2)試樣承受水壓端的任何組成元件相對于護套位移應不超過6.4mm;

(3)試樣中填充物滴落試驗:試樣應能經受(95±1)℃、18 h的老化箱試驗，而無任何滴落物產生。

2 電纜的名稱、型號和規格

(1)名稱:乙丙橡皮絕緣氯化聚乙烯護套艦船用水密封電力軟電纜，耐水壓8 MPa。

(2)型號:JMEHR-80。

其中，JM為艦船用水密封電纜;E為乙丙橡膠絕緣;M為氯化聚乙烯護套;R表示導體為軟結構;80為耐水壓為8MPa。

(3) 規格:1～3芯，1.5～300 mm2。

(4)電壓:額定電壓(U0/U)為0.6/1 kV。

3 結構特點

為保證產品具有通用性，選擇JMEHR-803×25 mm2進行設計、試制及測試。

為了減少電纜元件之間的空隙，增加電纜元件之間粘合力，達到理想的密封效果，在對水密封材料進行研究的基礎上還需對電纜的水密封結構進行設計，方能使電纜在進行耐水壓試驗時，滴漏水量和各元器件相對護套位移均滿足技術要求。在生產過程中需要用密封膠填充各個界面之間的間隙，電纜所形成間隙的界面層如下:

(1)絞合導體各圓形單絲之間的間隙;

(2)絞合導體與絕緣界面之間的間隙;

(3)絕緣線芯絞合之間的間隙;

(4)成纜纜芯與護套界面之間的間隙。

電纜結構示意圖見圖1。

圖1 JMEHR-80型

本公司采用的密封膠粘接強度高，適用范圍廣，耐老化、耐油、耐化學腐蝕，冷卻固化后柔軟有彈性，彎曲過程中導體不易斷裂。

4 水密封性能測試結果

測試設備見圖2。

圖2 電纜在進行水密封試驗

本公司研制的縱向高壓水密封電力軟電纜(JMEHR-803×25 mm2)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。縱向水密封性能試驗結果如下:

(1)試樣自由端滴漏水的體積:要求不大于163.9 cm3，實測值為0 cm3;

(2)試樣承受水壓端的任何組成元件相對于護套位移:實測值為0 mm;

(3)試樣中填充物滴落試驗:無任何滴落物產生。

5 結束語

縱向高壓水密封電力電纜的研制重點在于密封膠的選擇和工藝實現，在確定密封膠配方后，我們對導體和成纜間隙成功實現了填膠，達到了電纜水密封試驗要求。該產品經多次檢測，常規性能經廠內質量部檢測，全性能經國家電線電纜質量監督檢驗中心檢測，性能符合企業標準規定的要求，完全滿足客戶使用要求。

［1］GJB 774—1989 艦船用電纜和軟線通用規范［S］.

［2］GJB 1916—1994 艦船用低煙電纜和軟線通用規范［S］.

［3］IEC 60092-350:2001 船用電力電纜:一般結構和試驗要求［S］.

［4］MIL-DTL-24643C:2009 艦船用低煙電纜和軟線規范［S］.

［5］陳佶民，劉旌平，曾紀剛.電纜縱向水密封性能檢測技術研究［J］.電線電纜，2005(3):27-29.