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【最佳实践】成都机场助航灯光灯箱电缆保护管防水密封装置研制与应用

2023-05-10 14:56:27

摘要

案例名称

成都双流机场助航灯光灯箱电缆保护管防水密封装置的研制与应用

关联课题

助航灯光回路电缆整体绝缘水平提升

来源类别

外部案列

报送部门/单位

飞行区中心灯光室

报送人

钱骏华

报送日期

2018921

摘要

机场助航灯光电缆绝缘等级的提升,一直是助航灯光施工质量的瓶颈之一,助航灯光电缆回路绝缘等级的高低是由多项施工工序所决定的,其中灯箱的防水降潮是关键所在,而灯箱防水降潮的关键又在于灯箱与电缆保护管连接处的密封防水堵漏。成都双流机场力争找出一种结构合理,工艺简单、效果良好、成本低廉、维修便捷、操作安全、用材环保的机场助航灯光灯箱电缆保护管密封防水装置和施工方法。

一、单位/部门基本情况介绍

成都双流国际机场,机场飞行区等级为4F级,是中国八大区域枢纽机场之一、中国内陆地区的航空枢纽和客货集散地。根据20188月机场官网信息显示,机场有2座航站楼,候机面积50万平方米,可满足年旅客吞吐量5000万人次需求,建有3座航空货运站;有2条平行跑道,有3个飞机停放区,总面积约100万平方米;共设置停机位178个,其中近机位74个、远机位104个;开通航线270条,通航国内外城市209个。

2016年,成都双流国际机场完成旅客吞吐量4603.9万人次,同比上年增长9%;完成货邮吞吐量61.15万吨,同比上年增长9.9%;完成起降31.93万架次,同比上年增长8.8%2015年,成都双流国际机场全年旅客吞吐量超4200万人次。

二、实施背景

传统灯箱堵水工艺在机场施工作业中已运用了几十年,所存在的诸多缺陷已明显不适应目前发展的需要,甚至已严重影响了机场助航灯光系统的技术升级。成都双流机场二跑道采用全新设计,将灯箱与灯箱之间全部采用管道进行连接,且跑道两端高差有10余米,一旦遇到雨水天或当道面养护切槽期间,道面上积水会从高处沿管道向低处流动,使整个跑道两侧的灯箱内充满积水,无法排放,采用传统的施工工艺根本无法作业。

三、主要目标

一是堵水施工现场一次成功率达到或超过90%;二是绝缘等级提高,绝缘值达到或超过500兆欧;三是密封材料抗老化性能有提升;四是密封材料环保指标优于现有材料。

四、具体做法

由管道所用保温材料和试管瓶塞装置的设计中受到启发,提出以下方案:方案一,采用膨胀发泡剂进行封堵;方案二,采用橡胶密封圈进行封堵:方案三,采用硅胶密封圈进行封堵。对比各方案优缺,选定方案三为最优方案。此方案结构简单,防水、堵水效果好,节约施工人工成本和材料成本、维修便捷、安全、环保。

五、实施效果

成都双流机场使用新型助航灯光灯箱电缆保护管防水密封装置后,灯箱堵水施工效率极大提高,一次成功率在98%以上。施工材料成本、人工成本大大下降,材料抗老化性能优越,用材环保、杜绝环境污染。

 详细内容

一、机场简介

成都双流国际机场,机场飞行区等级为4F级,是中国八大区域枢纽机场之一、中国内陆地区的航空枢纽和客货集散地。根据2018年8月机场官网信息显示,机场有2座航站楼,候机面积50万平方米,可满足年旅客吞吐量5000万人次需求,建有3座航空货运站;有2条平行跑道,有3个飞机停放区,总面积约100万平方米;共设置停机位178个,其中近机位74个、远机位104个;开通航线270条,通航国内外城市209个。

2015年,成都双流国际机场全年旅客吞吐量超4200万人次。2016年,成都双流国际机场完成旅客吞吐量4603.9万人次,同比上年增长9%;完成货邮吞吐量61.15万吨,同比上年增长9.9%;完成起降31.93万架次,同比上年增长8.8%。2017年12月14日,成都双流国际机场全年出入境客流突破500万人次。标志着成都航空口岸成为全国第4个、中西部唯一一个出入境流量突破500万的一类航空口岸,仅次于上海浦东、北京首都、广州白云国际机场。

二、实施背景

助航灯光灯箱的正式名称是机场专用埋地式隔离变压器箱。因通常在其顶部装有航空指示灯,故简称其为灯箱。灯箱内主要装有航空指示灯用隔离变压器、单灯检测单元和出入灯箱的电缆等。机场助航灯光电缆绝缘等级的提升,灯箱的防水降潮是关键所在,现有的灯箱防水堵漏工艺操作复杂,质量不稳定,成本高,且用材不环保。灯箱防水堵漏如不到位,电缆回路绝缘等级在投入运行后会下降明显,将加快电缆头、隔离变压器、单灯检测单元等元件老化,致使单灯定位系统会产生漏报、误报甚至不报现象。会对机场使用维护造成混乱,甚至影响机场运行安全。

传统灯箱堵水工艺在机场施工作业中已运用了几十年,所存在的诸多缺陷已明显不适应目前发展的需要,甚至已严重影响了机场助航灯光系统的技术升级。成都双流机场二跑道采用全新设计,将灯箱与灯箱之间全部采用管道进行连接,且跑道两端高差有10余米,一旦遇到雨水天或当道面养护切槽期间,道面上积水会从高处沿管道向低处流动,使整个跑道两侧的灯箱内充满积水,无法排放,采用传统的施工工艺根本无法作业。

三、主要目标

成都双流机场为课题设定了以下目标:一是堵水施工现场一次成功率达到或超过90%;二是绝缘等级提高,绝缘值达到或超过500兆欧;三是密封材料抗老化性能有提升;四是密封材料环保指标优于现有材料。

四、具体做法

(一)提出方案

序号

施工方法

方案优点

方案缺点

综合评价

方案一

采用膨胀发泡剂进行封堵

堵水施工效率极大的提高,施工成本显著降低。材料毒性低,较环保。

发泡剂成型后自身有蜂窝眼,影响了堵水效果。

施工效率虽然有所提高,但是堵水成功率不能满足施工要求。

方案二

采用橡胶密封圈进行封堵

1、堵水施工效率极大的提高,施工成本显著降低;2、堵水质量有待商榷。

1、由于密封圈材质采用的是普通橡胶,硬度大,可塑性不够,电缆在绕动时会有缝隙,影响堵水效果;2、普通橡胶的抗老化性能差,老化后其堵水效果明显下降。

施工质量和施工效率虽然有所提高,但是堵水成功率不能满足施工要求。

方案三

采用硅胶密封圈进行封堵

1、堵水施工效率极大的提高。灯箱堵水一次成功率在98%以上;2、施工材料成本、人工成本大大下降;3、抗老化性能优越;4、用材环保,杜绝了二次污染的可能。

对灯箱加工时要求较高,要求等像在浇筑时加厚连接环(管口)位置的厚度。

此方案结构简单,防水、堵水效果好,节约施工人工成本和材料成本、维修便捷、安全、环保。

提出方案后,并进行了实验,经分析结果选定方案三为最佳方案。但在灯箱加工时存在缺陷,底孔、侧孔的丝扣在胶圈安装时会存在一定间隙,容易产生渗水,胶圈的材质、硬度以及胶圈加工成型的不规范会影响到堵水效果。针对以上问题,采取了多项对策:

对策一:严格控制铸铁箱铸造翻砂质量,铸铁箱翻砂时不允许有傻沙眼,出厂前必须进行储水试验

对策二:将元灯箱的电缆保护管连接孔重新设计为一个密封孔加一个连接孔。并严格控制灯箱加工质量,在连接底孔、侧孔攻丝不能有缺牙,密封圈不攻丝,便于胶圈安装。

对策三:试制初期密封胶圈采用的由市场购买的成品硅胶板,再由模具冲压制成。成形不规整,浪费较大,后将改为工厂定制一次硫化成形。

(二)现场应用

成都双流机场二跑道采用全新设计,灯箱与灯箱之间全部采用碳素波纹管连接,且跑道两端有10余米高差,在道面养护切槽期间,灯箱内积水会从高处沿碳素波纹管向低处流动,一旦遇到雨水,道面上雨水会通过灯箱口流入波纹管,形成管涌。采用原有灯箱排水方式无法将灯箱内雨水排除,只有采用胶圈先封闭管内涌出地下水,再进行灯箱清理,然后重新套入胶圈,即可封闭管内水流。现场在安装胶圈时,采用敲击安装方式,在电缆头开始施工前在电缆上套入胶圈,安装时可在电缆头制作前后施工。胶圈安装时可用力将胶圈推入灯箱底部,再用一字改锥将胶圈底部压进灯箱底孔管,用木制小棒将胶圈平行敲入灯箱底孔管。安装胶圈时必须防止胶圈翻边,尽量做到平行入位。胶圈在敲入灯箱底孔时,胶圈上平面应低于灯箱底部上平面,此时,胶圈可最大限度的与灯箱底孔侧壁以及电缆外壁形成过盈配合。就此来达到防水最佳效果。

五、实施效果

成都双流机场二跑道灯箱堵水研究取得了较好的堵水效果,一次灯箱堵水成功率在98%以上,施工材料成本较原环氧树脂降低成本60%。电缆绝缘抽检线路长度8公里以上,灯具150套以上,各灯具之间绝缘值全部大于3000兆欧。在随后几个月的运行观察中,灯光回路绝缘没有下降趋势,现场所有回路绝缘全部大于1000兆欧。硅胶密封圈经近三年时间无一老化,且硅胶圈检修更换方便。采用新型胶圈堵水,不仅可以起到很好的防水效果,提升和保持灯光电缆回来绝缘等级,延长灯箱内各组件的使用寿命,降低施工人工成本和材料成本,同时该方式更为环保,是较为理想的新型堵水工艺。