矿用橡套电缆井下修补工艺技术

矿用橡套电缆井下修补工艺技术

李晓峰

国家能源集团神东煤炭集团 017209

摘要：矿用橡套电缆的故障判断和及时修补可以为井下电缆的安全性以及稳定性提供保障。基于此，本文就常见的矿用橡套电缆的故障类型以及故障查找方法展开探究并以此在护套和线芯的修复等方面，利用硫化热补技术进行修复方案的制定，以此为矿用橡套电缆的井下修补提供建议。

关键词：矿用橡套电缆；护套修复；硫化热补

引言：由于矿井下供电线路较多，并且矿用橡套软电缆在井下由于其灵活性、柔软性较好，因此，其在矿井下应用较大。但由于井下的工作环境较为恶劣，并且由于机械外力以及设备老化等因素的影响，使得矿用橡套线路的故障时有发生，这就需要及时采取处置措施，以遏制故障的进一步扩大，从而保障供配电系统的安全可靠性。

1.矿用橡套电缆的故障

1.1常见故障类型

由于环境、操作、线缆本身质量等因素的影响，会造成线路故障，矿用橡套电缆的常见故障类型通常为：（1）相间绝缘阻值低或为零：其原因通常有机械性撞击、接线头虚接以及电缆受潮后缆线绝缘层受损后，未及时发现而直接投入使用等，在日常使用中要做好密封以及绝缘并要在试验后投入使用，检测时用与额定电压等级相适合的兆欧表进行测量，电阻为零的相即为短路相；（2）相线断线：其原因一般有机械性拉断及割断、虚接处烧掉等外力因素，检测时可以一端接线，另一端测两相间电阻，若芯线间出现电阻无限大的情况，则必有一根存在断线；（3）相线对地绝缘阻值低或为零：电缆收到机械性外力受损、电缆制作工艺粗糙、线路长期浸水等原因均会导致电缆接地故障，在检测中可以利用兆欧表一端接地另一端与任意芯线进行触碰，电阻为零的则存在接地情况。

1.2故障危害

无论哪一种故障都会造成风险增大、设备故障或大面积停电，甚至威胁矿工生命安全、矿井停产等严重后果，所以当矿用电缆所存在问题暴露时必须及时予以可靠处理。

2.矿用橡套电缆的井下修复方案

2.1操作的基本依据

依据《煤矿安全规程》中有关电缆的连接规范中，对于同型电缆的连接与修补有以下说明：电缆连接的橡套电缆的修补连接(包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补)必须采用阻燃材料进行硫化热补或者与热补有同等效能的冷补。在地面热补或者冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用^[1]。

2.2井下电缆修补目的

电缆修复主要有三个方面，一是恢复电缆原有供电性能即芯线对外绝缘性能和同相线电流导通功能；二是恢复电缆的机械强度；三是恢复电缆金属屏蔽层、铠装防护等其他功能。而矿用电缆绝缘加热硫化技术在前面两个方面应用的较好，第三方面中屏蔽层修复可以实现，但是电缆铠装防护的修补则无法实现。

2.3井下电缆修补准备工作

在进行电缆的修补以及硫化之前要进行以下的操作：除准备一般使用的小型设备工具、材料如：矿缆护套修复带、芯线修复带、高压耐温膜、绝缘胶布、芯线连接铜管、矿用电缆硫化器、万用表、摇表、电缆测试高压发生器等之外，重要的是要找到电缆的故障点，若无法找到准确的故障点任何修复方法和工艺都将无效。广泛使用的高压电源脉冲法、电缆路径测听法使用较为普遍，但是这两种方法需要的排查路径较长，较为费时费力。

现在新的电缆故障点精确查找设备应运而生，如电缆故障测距仪，这种设备是用高压脉冲电磁信号返回接收器的时长来判断电缆故障点相对测试点真正距离的一种方法，可以大大缩小故障点排查范围，从而减少电缆故障点的查找时间。

2.4电缆芯线及护套的修复

2018年的一项数据调查显示，某大型煤矿矿井下电缆修复中，护套破损的修补量约占其93.8%、电缆头对接的修补量占其6.2%，由此可以看出电缆的损坏主要为护套的破损以及芯线的断裂^[2]。

电缆芯线的修复，针对于电缆的断相，可采用铜箍紧法使其实现对接。具体操作为：按相序对应好芯线两端，利用小断线钳剪断芯线，在两个铜箍宽度以上2到3毫米的距离，将芯线的搭接部分剥去绝缘层，之后进行铜箍的压紧以及毛刺的修整，在进行两成芯线修复带的缠绕。此外，对于三相芯线的接头，通常要将各芯线错开一定的距离，以保证良好的绝缘值。

电缆护套的修复，若护套的单一破损，且损坏破口较小，其纵向长度在护套周长以下，并且电缆护套直径大于其横向长度，可以采用将损坏部分周围的护套割去，并利用局部硫化热补法进行修补。若在芯线为破损的情况下，其损坏部分超过上述范围，则可以直接将损坏段割去，再利用局部硫化热补进行修复。

电缆护套与芯线同时破损时的修复，首先将整理好的芯线按照一定的捻距绞合成型，在其外层用修复带进行缠绕。接着利用壁纸刀将电缆两端削成60到80mm的椎体，将已割好的护套锉出新茬，再将去掉隔膜的热补胶带拉伸出200%，自锥形面一端顺次缠紧修补段，以半搭式进行芯线的绕包，缠绕时胶带边控制在50%，使其两端严密搭接，热补胶带的缠绕厚度要大于电缆外径2到3mm，为保证硫化的一次成型，依据矿用电缆绝缘硫化机的模具长度，以及根据电缆芯线截面、额定电压等级等因素，以400-550mm作为待修补电缆的长度为宜。

2.4硫化热补技术

硫化热补阶段有以下几个步骤：（1）模具准备，依据电缆型号进行选择，模具要比电缆外径大2-5mm；（2）电缆放入硫化机膜具中，在电缆外层用水性脱模剂或高压耐温膜进行保护，以防止其表面与模具出现黏连等情况，并使电缆外层光亮、平整；（3）压紧电缆，模具关盖、拧紧丝杆手轮，并调整千斤顶，以使模具压紧电缆；（4）通电加温，预热10到15min后，当温度升至120℃时，生胶会变软，这时要旋转热补器，并进行再次的手轮压紧，以防止模具内存在孔隙，当温度升至140到150℃时，可以停留10到25min，但不能超过30min；（5）降温开模，断电保温，使其自然冷却，一般成型需要1.5h，在温度降至80℃以下时，可松开千斤顶，将电缆由模具中取出修整外形。要注意在升温阶段，温度的升高不宜过快，否则会使得生胶出现蜂窝气孔，并且修补长度超过模具长度时，需要以30到40mm为重叠长度进行分段硫化。

2.6修补后的测试

依据《电业安全工作规程》的有关规定，对于修补后的电缆，要按照安全技术的操作规程对于修补其质量进行检验。可以利用摇表对于修补后的电缆的绝缘电阻进行测定，如按照相关标准，额定电压为6000V的电缆的绝缘电阻要在400MΩ以上；1140V以下的电缆的绝缘电阻要在10MΩ以上。此外，需要将检修后的橡套电缆进行浸水耐压试验，保证电缆的两端要露出水面的情况下，将电缆浸入水中2h以上，在此基础上，将一根线的线芯接试验电源，其余线芯短路接地。做耐压试验时，对不同电压等级的橡套电缆应采用不同的试验规格。例如：T-303A电缆在进行试验时，要使用交流50Hz、2倍额定电压加1kV试验电压进行试验，在5min后，进行观察，若电缆绝缘不被击穿，即为合格。

最后，要在整个修补的过程中，对于修补的全过程做好数据的收集与整理。

结论：综上所述，为保证矿用橡套软线缆的使用安全以及生产的稳定性，需要利用科学的方法，就可能出现的故障类型进行分析，并采取有针对性的补救措施，以此提升修补方案的程序性以及规范化，并且要在日常的操作中保证敷设路径以及敷设方式等方面的科学性，并注意按照要求进行日常的运行与维护。

参考文献：

1. 李琴.矿用橡套电缆的检修及常见故障分析[J].煤,2018,27(01):70-71+83.

2. 任建军.矿用橡套软电缆故障分析与修复[J].陕西煤炭,2017,36(05):92-94+124.