CN104377527A - 一种高压电缆网的装联方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压电缆网的装联方法，包括：单根导线屏蔽皮的处理、第一至四层绝缘皮的处理、导线压接、端子及尾罩的装配、导线束的首次绑扎、导线束的屏蔽接地处理、导线束的绝缘处理、以及电连接器尾罩固定。本发明的方法中创造性的提出了适用于高压电缆网产品中高压导线的绝缘层去除方法，并根据高压电缆网的功能要求和特点提出了高压电缆网的端头装联工艺方法，解决了高压电缆网在航天器型号产品上可靠应用的工艺问题。
Description
技术领域
本发明属于电缆网装联工艺技术领域，具体地涉及一种长寿命、高可靠的高压电缆网的装联工艺方法。
背景技术
近年来，随着航天器任务的快速增长，航天器电缆网的研制任务也急剧增加。卫星采用高压大功率供配电系统成为必然趋势。尤其部分供电电缆网需要安装在航天器外部，其直接暴露在极端温度、真空、电离辐射、高能粒子环境中，要求其应该具有更高的耐高低温、耐辐射以及耐高压能力。
为适应航天器对电缆网的以上要求，设计人员设计开发了新的电缆类型。由于新型电缆采用的导线具有屏蔽皮，导线线径粗，绝缘层的层数多、且绝缘层的材料类型多，采用常规的热剥器剥除导线绝缘层的工艺方法已经不能够满足产品的生产要求。因此，需要解决高压电缆网导线绝缘层的去除工艺技术。此外，由于新型电缆被设计成能耐受上千伏高压，需要可以抵抗在气压从0.1～13Pa时可能产生的电晕放电效应。常规电缆装联工艺方法已不能满足使用要求。因此，需要发明一种电缆网端头的装联工艺方法，以解决高压电缆网的电气安全问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种高压电缆网的装联方法。
本发明所采用的技术方案包括：
一种高压电缆网的装联方法，包括以下步骤：
(一)去除单根导线的绝缘层
S1、将导线最外层一定长度的屏蔽皮打散，然后翻折编成小辫，保留一定长度后剪切掉多余的屏蔽丝；
S2、用激光剥线机剥除第一层绝缘皮
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：1次；
S3、用激光剥线机剥除第二层绝缘皮
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：2次；
S4、用精密剥线钳剥除第三层绝缘皮；
S5、用激光剥线机剥除第四层绝缘皮，露出导线芯线；
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt。
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：2次；
S6、按上述步骤S1-S5对电缆的所有导线进行处理；
(二)高压电缆网端头装联处理
S7、导线与端子压接
将事先准备好的端子与电缆网中的各导线进行一对一的压接连接；
S8、端子及尾罩下半部分的装配
采用专用插拔工具将端子送入电连接器的封线体内，装配过程中注意观察电连接器的封线体不应有损伤，装配完成后从电连接器对插面观察，各端子距离封线体表面的距离相差在0.5mm之内；
将尾罩的顶盖拆除，然后将尾罩的下半部分拧紧固定在安装完导线的电连接器上；
S9、导线束的首次绑扎
根据尾罩的尺寸，对电缆网中各导线的出线方向进行预成型，并采用绑线进行绑扎固定，导线的绑扎应保证导线从封线体出线处于自由状态，无导线拉扯受力情况，绑线的宽度根据实际情况而定；
S10、导线束屏蔽接地处理
在整个导线束上，从各导线的屏蔽皮翻折处开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺薄膜；然后将各导线的屏蔽皮均匀翻折在聚酰亚胺薄膜上；接着，将接地线的一端放在屏蔽皮上，用一定宽度的屏蔽丝将屏蔽皮和接地线包裹缠绕在一起；之后将屏蔽皮、接地线和屏蔽丝焊接在一起；
S11、导线束绝缘处理
(a)在导线束上，从步骤S9中对导线束进行首次绑扎的位置开始缠绕聚酰亚胺单面压敏胶带，一直缠绕到各导线的屏蔽皮翻折处，缠绕圈数以使得缠绕后的聚酰亚胺单面压敏胶带层与导线束上翻折的屏蔽皮的外径一致为准；
(b)在经步骤(a)处理后的导线束上，自步骤(a)中的聚酰亚胺单面压敏胶带层初始缠绕的位置开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺单面压敏胶带，本步骤中，在导线束上缠绕的聚酰亚胺单面压敏胶带的宽度应当覆盖超过步骤S10中缠绕的聚酰亚胺薄膜；
(c)在经步骤(b)处理后的导线束上的聚酰亚胺单面压敏胶带层上，继续缠绕一定宽度的聚四氟乙烯热缩带，聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点距离其下面的聚酰亚胺单面压敏胶带的边缘应保持一定距离，以防后续操作中聚四氟乙烯热缩带脱离或移动；
(d)制作外形匹配的绝缘垫：用聚四氟乙烯热缩带制作两个长方形的绝缘垫，绝缘垫的长度与步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带的长度一致，绝缘垫的宽度和厚度应当保证经下面的步骤(e)处理后的导线束上的缠绕层的形状与尾罩出线口的形状相匹配；然后将两个绝缘垫分别放在步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带的两侧；
(e)在经步骤(d)处理后的导线束上继续缠绕聚四氟乙烯热缩带，缠绕的起点为步骤(c)中的聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点，并且需将步骤(d)中制作的两个长方形的绝缘垫一并包覆在内，缠绕的圈数以使得经缠绕后的导线束能够将整个尾罩的出线口填满位置；
S12、装配尾罩顶盖
将尾罩顶盖放到尾罩的下半部分上，用螺钉固定；
S13、装配尾罩锁紧装置和接地线的另一端
用尾罩锁紧装置将电缆束固定牢固，同时将接地线的另一端固定在尾罩锁紧装置的紧固件上，由此便完成了高压电缆网的装联。
优选地，步骤S13还可以采用以下方式实施：在安装尾罩锁紧装置和接地线的另一端之前，用聚四氟乙烯热缩带制作与尾罩出线口相适应的绝缘垫，然后利用尾罩锁紧装置将防尘罩和接地线的另一端锁紧在尾罩上。
与现有技术相比，根据本发明的装联方法具有有益的技术效果：
1、该方法中创造性的提出了适用于高压电缆网产品中高压导线的绝缘层去除方法，并根据高压电缆网的功能要求和特点提出了高压电缆网的端头装联工艺方法，解决了高压电缆网在航天器型号产品上可靠应用的工艺问题。
2、该工艺方法生产的高压电缆网门槛较高，生产该高压电缆网所使用的导线为高压特制导线，所使用的辅助材料为目前市场上广泛使用的材料，所使用的设备为进口设备，价格昂贵。生产该高压电缆网成本较高，操作工序复杂，具有较高的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明的高压电缆网中的导线的结构示意图；
图2为导线端头的屏蔽皮处理示意图；
图3为导线束屏蔽接地处理示意图；
图4为导线束绝缘处理中在导线束上缠绕聚四氟乙烯热缩带之前的示意图；
图5为导线束绝缘处理中在导线束上缠绕聚四氟乙烯热缩带后的示意图；
图6为尾罩顶盖装配后的示意图；
图7为根据本发明的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的高压电缆网的装联方法做进一步详细的说明。
本发明中的高压导线的绝缘层的层数较多、且绝缘层的材料类型不同。如图1所示，导线的绝缘层从外到内的布置为：屏蔽皮1(铜镀镍屏蔽网)+一层半叠绕半导体聚酰亚胺(PI)绕包2+两层半叠绕聚酰亚胺(PI)绕包3+一层棕色聚醚醚胺(PEEK)挤出绝缘皮4+两层半叠绕聚酰亚胺(PI)绕包5+导线芯线6(多股铜镀银)。针对此导线的特点，工艺上主要采用了激光剥线机结合精密机械剥线钳对高压导线进行端头处理的方式。
此外，由于此种电缆应用的电压较高，对电缆装联的电气安全性要求极高，且导线的第三层绝缘皮较厚，电缆在装联过程中的弯曲力矩较大，按照常规的电缆端头处理方式已不能满足该种电缆的装联要求。本发明中，通过高压导线绝缘层去除工艺技术和高压电缆网端头装联工艺技术，解决了高压电缆网多层绝缘层导线端头处理问题和高压电缆网装联的电气安全问题，采用本高压电缆网的装联工艺方法装联的电缆可直接应用于航天器或军用电缆网产品等对性能要求高的高可靠性高压电缆产品中。
结合图1-图7所示，根据本发明的方法的步骤如下：
(1)去除导线绝缘层
S1.将导线最外层一定长度的屏蔽皮打散，然后翻折编成小辫，保留一定长度后剪切掉多余的屏蔽丝。
本步骤的操作参见图2所示，图2中，1为打散翻折后的屏蔽丝，6为导线芯线。
S2.用激光剥线机剥除第一层绝缘皮，其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s(与材料有关)，配有烟雾净化装置；
(6)重复次数：1次。
S3.用激光剥线机剥除第二层绝缘皮，其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s(与材料有关)，配有烟雾净化装置；
(6)重复次数：2次。
S4.用精密剥线钳剥除第三层绝缘皮。
S5.用激光剥线机剥除第四层绝缘皮，露出导线芯线，其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s(与材料有关)，配有烟雾净化装置；
(6)重复次数：2次。
S6.按上述步骤S1-S5的要求对电缆的所有导线进行处理。
(2)高压电缆网端头装联处理
S7.导线与端子压接
将事先准备好的端子与各导线进行一对一的压接连接。
S8.端子及尾罩下半部分的装配
采用专用插拔工具将端子送入电连接器的封线体内。装配过程中，注意观察电连接器的封线体不应有损伤，装配完成后，从电连接器的对插面观察各端子距离封线体表面的距离相差在0.5mm之内。
将尾罩的顶盖拆除，然后将尾罩的剩余部分拧紧固定在安装完导线的电连接器上。
S9.导线束首次绑扎
根据尾罩的尺寸，对电缆网中各导线的出线方向进行预成型，并采用绑线进行绑扎固定，导线绑扎应保证导线从封线体出线处于自由状态，无导线拉扯受力情况，绑线的宽度根据实际情况而定，例如为10～15mm。
S10.导线束屏蔽接地处理
在整个导线束上，从各导线的屏蔽皮翻折处开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺薄膜；然后将各导线的屏蔽皮均匀翻折在聚酰亚胺薄膜上；接着，将接地线的一端放在屏蔽皮上，用一定宽度的屏蔽丝将屏蔽皮和接地线包裹缠绕在一起；之后将屏蔽皮、接地线和屏蔽丝焊接在一起。
本步骤中，要求翻折的屏蔽皮、缠绕的屏蔽丝平整、无毛刺和尖刺、焊点光滑、不得有拉尖。
经本步骤处理后的导线束如图3所示。图中，7为缠绕的聚酰亚胺薄膜，1为翻折的屏蔽皮，8为缠绕的屏蔽丝，9为接地线。
S11.导线束绝缘处理
(a)在导线束上，从步骤S9中对导线束进行首次绑扎的位置开始缠绕聚酰亚胺单面压敏胶带，一直缠绕到各导线的屏蔽皮翻折处，缠绕圈数以使得缠绕后的聚酰亚胺单面压敏胶带层与导线束上翻折的屏蔽皮的外径一致为准，如图4中的10为本步骤缠绕的聚酰亚胺单面压敏胶带，由图中可以看出，缠绕后的聚酰亚胺单面压敏胶带层紧贴导线的屏蔽皮翻折处，并且二者厚度一致。
(b)在导线束上原有绝缘处理层的基础上(即，经步骤(a)处理后的导线束上)，自步骤(a)中的聚酰亚胺单面压敏胶带层初始缠绕的位置开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺单面压敏胶带。本步骤中，在导线束上缠绕的聚酰亚胺单面压敏胶带的宽度应当覆盖超过步骤S10中缠绕的聚酰亚胺薄膜(即将步骤S10中缠绕的聚酰亚胺薄膜7包裹在其内)。如图4中的11为本步骤中缠绕的聚酰亚胺单面压敏胶带。
(c)在经步骤(b)处理后的导线束上的聚酰亚胺单面压敏胶带层(即图5中的聚酰亚胺单面压敏胶带层11)上，继续缠绕一定宽度的聚四氟乙烯热缩带(如图5中的12)，聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点距离其下面的聚酰亚胺单面压敏胶带的边缘应保持一定距离，以防后续操作中聚四氟乙烯热缩带脱离或移动。
(d)制作外形匹配的绝缘垫：用聚四氟乙烯热缩带制作两个长方形的绝缘垫，每个绝缘垫的长度与步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带(如图5中的12)的长度一致，绝缘垫的宽度和厚度应当保证经下面的步骤(e)处理后的导线束上的缠绕层的形状与尾罩出线口的形状相匹配；然后将两个绝缘垫分别放在步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带的两侧。
由于经步骤(c)缠绕后的导线束仍为圆形，而尾罩的出线口类似于椭圆形，为了使经缠绕处理后的导线束的外形与尾罩出线口的形状相匹配，故提供两个长方形的绝缘垫，通过将两个绝缘垫分别垫在步骤(c)处理后的聚四氟乙烯热缩带外表面的两侧，然后再按照下面的步骤(e)在其上缠绕聚四氟乙烯热缩带,可以保证缠绕后的导线束的形状与尾罩出线口的性质匹配。如图5中的12为经本步骤制作完成的绝缘垫。
(e)在经步骤(d)处理后的导线束上继续缠绕聚四氟乙烯热缩带，缠绕的起点为步骤(c)中的聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点，并且需将步骤(d)中制作的两个长方形的绝缘垫一并包覆在内，缠绕的圈数以使得经缠绕后的导线束能够将整个尾罩的出线口填满位置。
经本步骤处理后的导线束如图5所示。
S12.装配尾罩顶盖
将尾罩顶盖放到尾罩的下半部分上，用螺钉固定。本部分的处理如图6所示。图中，15为尾罩顶盖，16为电连接器。
S13、装配尾罩锁紧装置和接地线的另一端
用尾罩锁紧装置将电缆束固定牢固，同时将接地线的另一端固定在尾罩锁紧装置的紧固件上，由此便完成了高压电缆网的装联。
本步骤中，优选地，在装配之前，先用聚四氟乙烯热缩带制作与尾罩出线口相适应的的绝缘垫，然后利用尾罩锁紧装置将防尘罩和接地线锁紧在尾罩上，制作防尘罩的目的是为了进一步防止多余物进入尾罩内。防尘罩的具体形式可根据实际情况和实践经验来定。
在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高压电缆网的装联方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)去除单根导线的绝缘层
S1、将导线最外层一定长度的屏蔽皮打散，然后翻折编成小辫，保留一定长度后剪切掉多余的屏蔽丝；
S2、用激光剥线机剥除第一层绝缘皮
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：1次；
S3、用激光剥线机剥除第二层绝缘皮
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：2次；
S4、用精密剥线钳剥除第三层绝缘皮；
S5、用激光剥线机剥除第四层绝缘皮，露出导线芯线；
其中，激光剥线机的参数设置如下：
(1)镭射功率：脉冲宽度为5～10ns，10Watt；
(2)频率范围：0～150Khz；
(3)位移精度：25um；重复精度：10um；
(4)快速位移：7000mm/s；
(5)加工速度：2000mm/s；
(6)重复次数：2次；
S6、按上述步骤S1-S5对电缆的所有导线进行处理；
(二)高压电缆网端头装联处理
S7、导线与端子压接
将事先准备好的端子与电缆网中的各导线进行一对一的压接连接；
S8、端子及尾罩下半部分的装配
采用专用插拔工具将端子送入电连接器的封线体内，装配过程中注意观察电连接器的封线体不应有损伤，装配完成后从电连接器对插面观察，各端子距离封线体表面的距离相差在0.5mm之内；
将尾罩的顶盖拆除，然后将尾罩的下半部分拧紧固定在安装完导线的电连接器上；
S9、导线束的首次绑扎
根据尾罩的尺寸，对电缆网中各导线的出线方向进行预成型，并采用绑线进行绑扎固定，导线的绑扎应保证导线从封线体出线处于自由状态，无导线拉扯受力情况，绑线的宽度根据实际情况而定；
S10、导线束屏蔽接地处理
在整个导线束上，从各导线的屏蔽皮翻折处开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺薄膜；然后将各导线的屏蔽皮均匀翻折在聚酰亚胺薄膜上；接着，将接地线的一端放在屏蔽皮上，用一定宽度的屏蔽丝将屏蔽皮和接地线包裹缠绕在一起；之后将屏蔽皮、接地线和屏蔽丝焊接在一起；
S11、导线束绝缘处理
(a)在导线束上，从步骤S9中对导线束进行首次绑扎的位置开始缠绕聚酰亚胺单面压敏胶带，一直缠绕到各导线的屏蔽皮翻折处，缠绕圈数以使得缠绕后的聚酰亚胺单面压敏胶带层与导线束上翻折的屏蔽皮的外径一致为准；
(b)在经步骤(a)处理后的导线束上，自步骤(a)中的聚酰亚胺单面压敏胶带层初始缠绕的位置开始，缠绕一定宽度的聚酰亚胺单面压敏胶带，本步骤中，在导线束上缠绕的聚酰亚胺单面压敏胶带的宽度应当覆盖超过步骤S10中缠绕的聚酰亚胺薄膜；
(c)在经步骤(b)处理后的导线束上的聚酰亚胺单面压敏胶带层上，继续缠绕一定宽度的聚四氟乙烯热缩带，聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点距离其下面的聚酰亚胺单面压敏胶带的边缘应保持一定距离，以防后续操作中聚四氟乙烯热缩带脱离或移动；
(d)制作外形匹配的绝缘垫：用聚四氟乙烯热缩带制作两个长方形的绝缘垫，绝缘垫的长度与步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带的长度一致，绝缘垫的宽度和厚度应当保证经下面的步骤(e)处理后的导线束上的缠绕层的形状与尾罩出线口的形状相匹配；然后将两个绝缘垫分别放在步骤(c)中缠绕的聚四氟乙烯热缩带的两侧；
(e)在经步骤(d)处理后的导线束上继续缠绕聚四氟乙烯热缩带，缠绕的起点为步骤(c)中的聚四氟乙烯热缩带的缠绕起点，并且需将步骤(d)中制作的两个长方形的绝缘垫一并包覆在内，缠绕的圈数以使得经缠绕后的导线束能够将整个尾罩的出线口填满位置；
S12、装配尾罩顶盖
将尾罩顶盖放到尾罩的下半部分上，用螺钉固定；
S13、装配尾罩锁紧装置和接地线的另一端
用尾罩锁紧装置将电缆束固定牢固，同时将接地线的另一端固定在尾罩锁紧装置的紧固件上，由此便完成了高压电缆网的装联。
2.根据权利要求1所述的高压电缆网的装联方法，其特征在于，步骤S13还可以采用以下方式实施：在安装尾罩锁紧装置和接地线的另一端之前，用聚四氟乙烯热缩带制作与尾罩出线口相适应的绝缘垫，然后利用尾罩锁紧装置将防尘罩和接地线的另一端锁紧在尾罩上。
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