一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆制造技术

本实用新型专利技术一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，包括线缆和连接器；线缆包括一股信号线、三股三相输出供电线、一股地线；一股信号线放置于电缆中心，三股三相输出供电线与一股地线在信号线的四周对称排布；在三相输出供电线及地线外包敷有多层外皮；线缆的两端安装有连接器，对连接器进行尾罩内灌胶密封与尾罩外涂敷高温腻子的处理，能够在多种极端环境使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新型运载火箭
，涉及面向多种极端环境的高可靠中频电缆。
技术介绍
针对新型低温运载火箭，液氢循环预冷试验是火箭点火起飞前的一个重要试验流程，箭上液氢循环泵由变频电源通过地面脱拔电缆和箭上脱拔电缆驱动输出额定转矩。新一代运载火箭使用低温液体推进剂液氢(零下252℃)、液氧(零下183℃)，低温推进剂加注后，箭体内部稳定极低，箭体表面覆着冷凝水，而常规电缆连接器不具备低温防水特性，不能适应新型低温运载火箭的需求。箭上脱拔电缆和地面脱拔电缆的对接面位于箭体一级尾段，当火箭点火时地面脱拔电缆需要承受1000K左右的火焰烧灼和持续12秒的370kw/m2的热流，常规不具备防烧特性的电缆及连接器极有可能受到发动机火焰烧蚀后受损，而导致地面电缆无法正常脱落，影响火箭的正常发射。由于循环泵在箭体中安装位置以及变频电源在靶场前端设备间部署位置所限，无法规避长电缆对变频电源输出供电品质的影响，特别要考虑长电缆与低温电机的负载特性耦合所产生的谐振问题。通过常规方法设计生产的电缆存在相间电容较大且不平衡的问题，可能导致液氢循环泵无法正常工作。
技术实现思路
本技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，能够在多种极端环境使用。本技术的技术方案是：一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，包括线缆和连接器；线缆包括一股信号线、三股三相输出供电线、一股地线；一 股信号线放置于电缆中心，三股三相输出供电线与一股地线在信号线的四周对称排布；在三相输出供电线及地线外包敷有多层外皮；线缆的两端安装有连接器，对连接器进行尾罩内灌胶密封与尾罩外涂敷高温腻子的处理。所述多层外皮由内到外依次包括：两层耐热层、两层防火层、一层编织层、一层屏蔽层、一层防辐射层、一层氟塑料绝缘层、一层阻燃型高抗拉撕硅橡胶护套以及一层不锈钢裸铠装。所述一股信号线、三股三相输出供电线以及一股地线内部均采用双点双线设计，即每股均内涵两根双绞的芯线，且每根芯线焊接电连接器中的一个接点。所述线缆一端安装的连接器选用型号为杭州航天电子技术有限公司的YF19系列圆形分离电连接器，另一端安装的连接器选用中航光电科技股份有限公司的YMC系列圆形防水电连接器。本技术与现有技术相比的优点在于：1)通过在YMC系列圆形防水电连接器尾罩内灌胶密封，能够有效防止液氢、液氧等火箭低温推进剂加注后对外界环境(液氢加注后箭体温度低至零下15℃，湿度可达98％，)所产生的冷凝、结霜等潮气浸入，保持100％的密封性能，抑制电缆绝缘性能下降。2)通过对电缆多层外皮的耐高温防烧设计以及在YF19系列圆形分离电连接器尾罩外涂敷高温防烧腻子的设计，使得脱拔电缆能够承受火箭点火时1000K左右的火焰烧灼和持续12秒的370kw/m2的热流，并在此过程中仍能够实现正常的通电分离脱落。3)通过对中频电缆内部的一股信号线、三相供电线以及地线进行对称设计，提高中频电缆内部相间电容的平衡特性，降低因三相不平衡而导致驱动电机出现异常故障，提高了传输品质。4)通过对一股信号线、三股三相供电线以及一股地线的双点双线设计，彻底防止了因一根芯线断裂或者电连接器中一个接点接触不良所导致的信号传输中断问题，提高了传输可靠性。附图说明图1为一种低温流体循环泵电机测控系统示意图；图2为面向多种极端环境的高可靠中频电缆设计框图；图3为高可靠中频电缆的线缆内部信号线、供电线及地线位置示意图；图4为可靠中频电缆的线缆多层外皮组成示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：如图1所示的一种低温推进剂循环泵电机驱动系统，其中，中频供电电缆一端的YMC系列圆形防水电连接器连接在液氢推进剂浸泡中的循环泵永磁同步电机上，该处由于液氢推进剂(零下252℃)的作用，在推进剂加注后温度可达零下20～30℃，湿度可达98％。中频供电电缆另一端的YF19系列圆形分离电连接器所处位置正在火箭大喷管下方，此处在火箭点火时会存在1000K左右的火焰烧灼和持续12秒的370Kw/m2的热流。低温推进剂循环泵电机驱动系统从液氢推进剂加注后即开始加电工作，由于循环泵电机选用永磁同步电机，其对中频电缆内部三股三相供电线的相间电容分布要求具有较高的品质要求，特别要求三相供电的平衡。此外，低温推进剂循环泵电机驱动系统在点火后，需要由后端指控系统发送分离电平信号，指示YF19系列圆形分离电连接器执行分离脱落动作。YF19系列圆形分离电连接器尾罩内的分离线包在收到上述分离电平信号后，驱动该电连接器尾罩内部的系锁结构动作，最终实现分离脱落。为确保上述中频电缆在低温高湿环境下的可靠供电输出以及在点火后的可靠分离脱落，如图2所示，本专利技术从低温电连接器选型、电连接器灌胶密封处理、防烧线缆设计、电连接器高温腻子涂敷处理、三相线路平衡设计以及双点双线冗余设计几个方面，设计了一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆。面向多种极端环境的高可靠中频电缆由线缆和连接器两部分组成。如图3所示，线缆包括一股信号线、三股三相输出供电线以及一股地线。为提高三股 三相输出供电线之间的平衡特性，减小其相间电容的偏差，对其排布进行对称设计：一股信号线放置于线缆中心，三股三相输出供电线与一股地线在信号线的四周对称排布。中频电缆在液氢推进剂加注后即开始正常通电工作，由于其内部传输的供电信号为三相380V交流强电信号，且外部温度和湿度环境长时间处于低温、高湿状态，极易出现绝缘性能下降，进而导致线缆漏电、短路乃至击穿问题发生。为防止上述现象出现，在YMC系列圆形防水电连接器的尾罩内采取灌胶密封处理(封胶选型为：GD414硅橡胶)。灌胶密封前需预先进行底胶涂覆：用竹签导流使胶流入YMC系列圆形防水电连接器尾罩内的各接线端子、引线间，使各接线端子、引线间充满胶液，并完全覆盖电缆外护套端头和电连接器接线端子周围的绝缘板面。待底胶固化后，采取反复多次灌封/固化的方法，直至灌胶完成。(一次灌胶厚度一般不超过5mm，常温静置固化时间一般为24小时。)中频电缆在点火后由于火焰热流的高温灼烧有可能出现如下两种异常情况导致YF19系列圆形分离电连接器无法正常分离：(1)中频电缆的线缆因高温灼烧而出现熔断现象，致使YF19系列圆形分离电连接器无法正常收到分离信号。为防止该信号传输异常中断问题，对中频电缆采用耐高温、防灼烧的多层外皮设计，如图4所示，其自内向外依次包括：两层耐热层(可耐1500℃的高温)、两层防火层(可抗1200℃的火焰灼烧)、一层编织层、一层屏蔽层、一层防辐射层、一层氟塑料绝缘层、一层阻燃型高抗拉硅橡胶护套以及一层不锈钢裸铠装。(2)中频电缆圆形分离电连接器内部的系锁机构因高温灼烧而出现机械结构故障，导致系锁机构无法正常执行分离脱落动作。为防止该系锁机构机械故障问题，对圆形分离电连接器尾罩外部采取高温腻子涂敷处理，提高该电连接器对高温灼烧环境的适应性。(高温腻子选用北方涂料工业设计的YJ-66A高温腻子。)最后，为进一步提高中频电缆传输线路的可靠性，如图3所示，对面向多种极端环境的高可靠中频电缆内部的一股信号线、三股三相输出供电线以及一股地线内部均采取双点双线的冗余设计，即：每股均内涵两根双绞的芯线，且每根芯线焊接电连接器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，其特征在于：包括线缆和连接器；线缆包括一股信号线、三股三相输出供电线、一股地线；一股信号线放置于电缆中心，三股三相输出供电线与一股地线在信号线的四周对称排布；在三相输出供电线及地线外包敷有多层外皮；线缆的两端安装有连接器，对连接器进行尾罩内灌胶密封与尾罩外涂敷高温腻子的处理。

【技术特征摘要】
1.一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，其特征在于：包括线缆和连接器；线缆包括一股信号线、三股三相输出供电线、一股地线；一股信号线放置于电缆中心，三股三相输出供电线与一股地线在信号线的四周对称排布；在三相输出供电线及地线外包敷有多层外皮；线缆的两端安装有连接器，对连接器进行尾罩内灌胶密封与尾罩外涂敷高温腻子的处理。2.根据权利要求1所述的一种面向多种极端环境的高可靠中频电缆，其特征在于：所述多层外皮由内到外依次包括：两层耐热层、两层防火层、一层编织层、一层屏蔽层、一层防辐射层、一层氟塑料绝缘层...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雨桐，卢頔，张学英，李茂，岳梦云，卢伟，黄辉，董余红，徐晨，黄晨，汪文明，娄路亮，陈晓东，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11