云岡礦3M電纜中間接頭的應用

譚江英

（同煤集團云岡礦供電隊山西大同037017）

1 引言

同煤集團云岡礦是一座有著46 年開采歷史的老礦井。近年來，由于地質條件逐漸復雜、井下淋水潮濕等惡劣環境的影響，給煤礦生產帶來嚴重的安全隱患，同時也造成了一定的經濟損失。

云岡礦以前的高壓電纜接頭主要是老式鑄鐵中間接頭，笨重，工藝復雜，壓接時還得生火熬瀝青澆灌，做一個中間接頭得7～8 個小時，不僅有污染還不能及時把電纜修好。由于密封不嚴實，淋雨或受潮容易再次爆炸，使用時間短。基于這一問題云岡礦引進了3M電纜中間接頭，從現場情況來看，該接頭能方便快捷的把電纜接好，使電路通暢，并且使用時間較長，不僅縮短了停電時間，延長了電纜使用壽命，保證井下能正常生產，大大減少事故率的發生。

2 3M電纜接頭的總體結構及主要制作流程

2.1 3M的總體結構

中間接頭通常來說指的是電纜中間接頭，即電纜線路中間部位的電纜接頭。中間接頭的作用是續接，或是電纜故障后整段費裁掉后換新電纜需要用中間接頭。一般來說，一盤電纜的長度最好控制在500 m 以內，對于長度超過500 m的電纜最好增設中間接頭，一是可以減輕敷設的難度，二是可以減少敷設時電纜的牽引力，防止拉傷電纜，還可減輕電纜運輸的難度。

云岡礦采用了美國制造的3M8096-4 和8096-6兩種礦用電纜連接器裝置，用于各種電壓等級的交聯電纜或油浸電纜的中間連接。主要作用是使線路通暢，使電纜保持密封，并保證電纜接頭處的絕緣等級。

這種3M電纜附件箱內有：由冷縮式絕緣套管、24號銅編織網帶、130C 高壓自粘絕緣膠帶、13 號半導電膠帶、CC-2 型電纜處理組件、33+PVC 絕緣膠帶、2130雙組份阻燃聚氨酯絕緣耐磨樹脂、灌膠模盒及漏斗組件等組成，如圖1所示。

圖1 3M接頭裝置的結構

2.2 3M的主要工藝制作流程

2.2.1 電纜預處理

（1）將需要連接的電纜置于水平位置，兩端電纜的切口平齊；

（2）剝去兩端電纜的外護套，開剝長度大約為25 cm～30 cm，兩端開剝長度要有距離差，開剝外護套時切勿傷及內部屏蔽層和絕緣層；

（3）對電纜護套口進行倒角處理，厚度小于5 mm的電纜護套，倒角長度為25 mm，厚度大于5 mm 的電纜護套，倒角長度為50 mm；

（4）用所配80 的砂紙打磨兩端護套口后250 mm的區域，并且清除干凈；

（5）在距離電纜尾端230 mm 的位置，繞包兩層33+PVC 絕緣膠帶，將電纜銅屏蔽層扎緊，33+PVC 膠帶前保留20 mm長的銅屏蔽網，其余的去除，將保留的銅網反折在33+PVC絕緣膠帶上；

（6）剝去電纜的外半導電屏蔽層，去除半導電層時注意切勿劃傷電纜主絕緣，在金屬屏蔽口前保留10 mm，半導電切口處應平滑整齊；

（7）用13 號半導電膠帶從半導電層上5 mm 處開始繞包到主絕緣上5 mm 處，拉伸繞包一個來回，固定電纜外半導電屏蔽層，繞包13號半導電膠帶時注意有字的一面朝外，并充分拉伸；

（8）注意電纜接管長度不要超過90 mm，按照接管長度的一半加6 mm 長，去除電纜端部主絕緣，切除主絕緣時注意切勿傷及線芯導體；

（9）在主絕緣端部削25 mm長的鉛筆頭，鉛筆頭前露出3 mm長的電纜內半導電層，并用120的砂紙（CC-2型電纜處理組件）打磨、修平；

（10）用砂紙將電纜主絕緣表面完全打磨光滑。

2.2.2 連接電纜及恢復主絕緣層和屏蔽層

（1）連接導體前先將冷縮管套入電纜護套開剝較長一端，裝上接管，對稱壓接；

（2）先用13 號半導電膠帶填充連接管上的壓坑，然后從一端主絕緣上3 mm 處開始，半重疊拉伸繞包13 號半導電膠帶至另一端主絕緣3 mm 處，繞包一個來回；

（3）用所配的專用清潔劑完全清潔主絕緣表面的污漬和半導電顆粒，注意清潔劑不要碰到外半導電層及13號半導電膠帶上；

（4）現在恢復接頭的主絕緣，先量取13 號半導電膠帶外徑D1；

（5）從絕緣鉛筆頭后5 mm處開始半重疊拉伸繞包130C 高壓自粘絕緣膠帶一直到另一端絕緣鉛筆頭后5 mm處，依次來回繞包，繞包時拉伸膠帶至原長度的2倍以上，以確保其電氣性能，量取130C號帶外徑D2；

（6）從130C 膠帶邊緣開始逆時針抽去冷縮管芯繩，將其完全收縮，再在冷縮管和電纜主絕緣外繞包130C 絕緣膠帶2 個來回（不要包到電纜外半導電層上）；

（7）恢復電纜的外屏蔽，半重疊繞包13號膠帶，從一端10 mm的銅屏蔽層開始，經整個接頭到另一端10 mm的銅屏蔽層處，注意應充分拉伸繞包；

（8）從一端銅屏蔽層上20 mm 開始，在整個13 膠帶外繞包24號銅屏蔽網帶，至另一端銅屏蔽上20 mm處結束，以連接兩端電纜的銅屏蔽層；

（9）用33+PVC 帶固定綁扎銅屏蔽網帶的開頭和結尾處，照此步驟完成另外兩相電纜的安裝，按照合理的方式完成接地線和接地檢查線的導體連接，可繞包兩層33+pVC 膠帶作為其絕緣，三相接頭外整體半重疊繞包一層33+pVC膠帶作為綁扎和固定。

2.2.3 恢復電纜外護套

（1）先在接頭兩端和中間的合適位置，繞包33+PVC膠帶，有膠的一面朝外；

（2）在33+pVC膠帶的外面纏繞分隔網帶，高度比電纜外護套或中間連接部分的外徑高出一層網帶的高度，撕開網帶末端，并且將其固定；

（3）安裝模盒，先檢查模盒，如果模盒曾經使用過，注意其灌膠口是否被堵塞，如果電纜外徑過小，可根據其具體尺寸調節模盒寬度；

（4）將電纜盡量擺直，模盒卷緊至于接頭的中間位置，灌膠口朝上；

（5）將漏斗底座對準放置在灌膠口上，用彈性固定帶扎緊，把模盒兩端邊緣在電纜上卷緊；

（6）從電纜護套上開始20 mm 處半重疊繞包33+pVC膠帶，把整個模盒的鋸齒狀邊緣包裹住；

（7）在模盒上裝上漏斗，將2103 雙組份阻燃聚氨酯絕緣樹脂充分擠壓混合膠，直至顏色完全均勻，注意擠壓30～40次即可，時間不超過1分鐘；

（8）立即將混合好的樹脂從漏斗灌入，一直灌至完全填充整個模盒，灌膠時確保模盒的所有排氣孔為打開狀態；

（9）檢查樹脂是否固化，如完全固化即可拆去模盒和漏斗。

以上幾個問題現場工作中都是相輔相成的，每道工序都是互相銜接、互相影響的，我們要把它們作為一個連續的整體來看待。

3 應用與實踐

云岡礦井下高壓電纜供電面多，使用范圍廣，電纜接頭經常掛斷、撞斷。之前使用的電纜接頭是老式鑄鐵冷包頭、冷縮頭兩種，這兩種接頭怕撞擊、擠壓，而且密封、絕緣不好，容易受潮，驟水，或淋水，容易擊穿，經常爆損。檢修需要搖電纜、據頭、長時間停電，影響生產且影響范圍廣，有時直接威脅人生安全，如分機電纜、主排水、主提升高壓電纜等。

2014 年7 月引入3M 電纜中間接頭，3M8096-4 和8096-6 中間接頭首先用于云岡礦井下采掘、分機電纜、主排水、主提升等工作面，高壓電纜MYJV22-95和MYPJ-3*95+3*25/3+7s 等多種電纜型號進行了實施。安裝3M中間接頭，每一環節都是按3M的工藝流程和注意事項嚴密操作，確保它防水絕緣，經久耐用。比起老式的接頭安裝方便，省時省力，防水絕緣，使用壽命長，縮短了停電時間，保障了人生的安全，保證了供電的穩定性、持續性和可靠性。

表1 老式接頭與3M的制作以及故障使用率

由表1 可知，一年內電纜老式接頭爆損次數平均10次，每次修復費人、費力、費時間，停電時間長，嚴重影響正常生產，造成經濟損失遠遠大于5 000元。

自2014 年7 月引入3M 電纜中間接頭以來，井下電纜投入率五年累比逐年降低（1：0.8：0.6：0.4：0.1），避免了電纜工程二次投入，減少機電設備事故率，提高生產效能。

表2 老式接頭和3M接頭性能比較

云岡礦井下電纜最長400 m 增設中間接頭，由于工作需要，有的電纜幾十米就設有一個接頭。由表2可知，3M 電纜中間接頭采用冷縮技術，無需動火及特殊工具，也無逐件套入的麻煩，只需輕輕抽取芯繩，接地采用恒力彈簧，無需焊接或銅綁線，對于施工空間狹小的場所，尤其適合。

3M礦用中間接頭有5 kV、8 kV、15 kV三種，云岡礦用的是15 kV 的耐高壓、絕緣防水的8096-4 和8096-6 兩種中間接頭。3M 電纜中間接頭在制作時，采用預擴張技術構造，因此每種規格可適用多種電纜線徑。3M電纜中間接頭從結構上講，為整體預制式緊湊設計，外絕緣材料為高品質硅橡膠材料，它具有良好的疏水性能，水滴在上面隨時滾落，不形成導電的水膜，且具有疏水性自愈性能。此外，它極強的絕緣性、抗電痕、耐腐蝕性及抗紫外線性,保證長期使用性能穩定，與電纜本體同壽命。

4 結語

云岡礦于2014年7月～2019年7月引進并實施3M電纜接頭絕緣防水裝置后，大大減少事故率的發生，實踐應用效果良好。有效的避免了井下供電事故的發生，保證了礦井供電設備的安全、可靠運行，保障了井下工人的人身安全，全年達到了零事故發生率。節約了人工、設備、配件費用，五年累計創造可觀的經濟效益，取得了良好的社會效益。