矿用交联聚乙烯高压电缆冷缩接头的工艺研究与应用

矿用交联聚乙烯高压电缆冷缩接头的工艺研究与应用

崔皓淇 1 刘男 2

1 辽宁铁法能源有限责任公司小青煤矿 辽宁省铁岭调兵山市 112700 2 辽宁铁法能源有限责任公司下属矿建公司综采预备一队 辽宁省铁岭调兵山市

112700

摘要：交联聚乙烯高压电缆的冷缩接头工艺普遍运用于煤矿井下高压供电系统线路中，对比分析交联聚乙烯高压电缆中间接头各种工艺的特点、深入掌握和研究冷缩接头制作方法，是对煤矿高压供电线路能够安全稳定运行的基础保障。冷缩接头的工艺质量标准目前已达到了矿用交联聚乙烯高压电缆防水、绝缘、耐压等技术性能指标同级别的要求，适用于煤矿井下各地点的高压供电线路之中，并为煤矿井下供电系统的安全稳定运行起到了保驾护航的作用。

关键词：高压电缆 冷缩 接头

1.前言

矿用交联聚乙烯高压电缆在煤矿井下使用广泛，高压电缆和电缆中间接头一起构成了电力输送线路。高压电缆的中间接头的性能指标应与电缆一样能够长期稳定运行并敷设固定在巷道之。但煤矿井下实际生产中，发生线路故障时，中间接头往往是首要的故障排查点，也是一个很普遍的故障隐患点。安全性能不可靠的中间接头往往会影响线路末端的机电设备的正常运转，严重时会导致整个供电线路瘫痪，造成矿井大面积停电事故发生。因此,安全完好、性能可靠的电缆中间接头对保障矿井高压供电线路的安全稳定运行具有及其重要的作用。

2.交联聚乙烯高压电缆中间接头的制作工艺对比分析

矿用交联聚乙烯高压电缆中间接头在煤矿井下普遍存在三种制作工艺：使用矿用隔爆型高压接线盒连接电缆；使用热缩工艺连接；使用冷缩工艺连接。

2.1使用矿用隔爆型高压接线盒制作交联聚乙烯高压电缆接头

交联聚乙烯高压电缆在使用接线盒的方式连接中间接头时对接线盒不仅要求必须安设接地系统，而对于高压铠装电缆来说需要配置专门的漏斗式进、出线口并灌注环氧树脂胶以及使用黄泥配合封堵，保质期较短、很容易变质失效，制作效果不理想。其次，当中间接头处在巷道比较潮湿的环境下，需要定期对接线盒进行检修，虽然高压接线盒属于防爆等级，但并非防潮、防水。雨季来临，井下潮气大量增多，接线盒外部螺栓、弹簧垫等零部件会发生锈蚀导致防爆等级下降；接线盒内部也很容易受潮，导致供电线路绝缘等级下降。一旦检修或防潮处理不及时，很容易发生线路故障，影响矿井安全供电。

2.2使用热缩工艺制作交联聚乙烯高压电缆接头

交联聚乙烯高压电缆在使用热缩工艺方式连接中间接头时，制作工艺中需要烘烤应力管、导电管、内绝缘层、外绝缘层，最后还要烘烤外护套。其次，电缆各相都要套入铜网屏蔽和电缆原来的屏蔽层压在一起并用锡焊焊接，另外地线也需要锡焊焊接。在压接芯线过程中需要使用打磨机对压接接头进行打磨消除尖端放电。这些步骤在井下尤其是巷道条件差的地点施工都是很不方便的，加之制作工艺完成时间较长，施工前还必须制定和审批相关的、特殊的安全技术措施作为保障。井下高压线路一旦发生故障时，对于应急抢修的工作来说，此方法相对比较繁琐，耽误时间。

2.3使用冷缩工艺制作交联聚乙烯高压电缆接头

交联聚乙烯高压电缆在使用冷缩工艺方式连接中间接头时，工艺流程较多，但不受井下环境影响，现场灵活操作性强且方法步骤简单上手。其次，防水性和绝缘性都能达到与电缆同等级水平。其安全运行系数高、故障率极低、正常运行使用寿命可达十年以上。在煤矿井下高压供电线路上使用，保障了供电线路的安全稳定、可靠运行。

3.交联聚乙烯高压电缆冷缩接头的工艺方法

交联聚乙烯高压电缆中间接头的冷缩工艺分为七个主要步骤。

3.1剥电缆外护套、铠装和内护套

将准备好的电缆端头锯齐并拉直，需要连接的部分交错400mm重叠放置。电缆外护套表面清理干净后，将两根电缆的外护套分别剥去1000mm和800mm。由外护套端面向上留30mm铠装，其余剥去；再由铠装端面向上留50mm长内护套，其余剥去并除去电缆内衬物。把三相芯线分开，尽量从分叉处将各相弯曲分开使各相呈对接状，相间距离约55mm。确定各相对接心，并使其与电缆内护套两端口分别相距740mm和540mm，断掉每相多余的电缆，各相电缆切断处为电缆末端。

3.2剥铜屏蔽层和外半导电层

由电缆末端向下剥270mm长铜屏蔽，并在铜屏蔽末端用PVC胶粘带临时包好。从两根电缆末端分别量取167mm用PVC胶粘带作好标记，剥去167mm长的外半导电层，剥切时要求断面整齐，且不能划伤绝缘层。拆除外半导电层上的PVC胶粘带标记，将端部倒成小斜坡使之与绝缘层光化过渡，不允许有凹坑、台阶、刀痕等缺陷。

3.3剥绝缘层、套接头绝缘主体

按一半电缆连接管长度将绝缘层及内半导电层剥去，去除绝缘端部的尖角。把接头绝缘主体套入剥切较长的电缆上，将接头绝缘主体和电缆绝缘临时保护好。

3.4压接连接管，装配接头绝缘主体

打磨去除线芯表面氧化层，随后线芯及连接管要清理干净，将电缆线芯分别套入连接管，挤紧后先压连接管两端，再压连接管中间，连接管中间需要压两道。确定两根电缆线芯绝缘端部的中心位置，由中心位置向剥切较短的电缆一端分别量取205mm与235mm，将电缆的绝缘层、半导电层、铜屏蔽层、线芯及连接管表面用清洁巾清洗干净，在线芯绝缘表面均匀涂抹一层硅油，将接头绝缘主体移至中心处，按逆时针方向拔掉衬管条，使接头的绝缘主体收缩。

3.5接头两端防水处理

去掉铜屏蔽层上的PVC胶带，从电缆外半导电层上开始，搭接约50mm半搭接绕包3层防水带至接头绝缘主体上并搭接50mm后，接头主体端部台阶处需绕包填充成锥形过渡。在防水带上绕包一层半导电带，分别盖过铜屏蔽和接头绝缘主体约15mm。

3.6绕包铜网、连接过桥线

将铜网以重搭接约10mm方式绕包在接头绝缘主体上，铜网两端分别与电缆铜屏蔽层搭接约50mm，两端用铜扎线扎紧在铜屏蔽上。然后将一根短铜编织带两端用铜扎线扎紧在电缆铜屏蔽层上。

3.7外密封处理

内护套防水处理（第一层）:将三相电缆用PVC绑带扎紧，清洁电缆内部护套，从一端铠装断口开始将防水带拉长至约1.5倍以半搭叠方式绕包至另一铠装断口，然后在防水带外以三分之一搭叠方式绕包PVC胶粘带一层，将防水带完全覆盖。

外护套防水处理（第二层）：将较长铜编织带两端分别用铜扎线扎紧，将铠装层连通。将防水带拉长至约1.5倍以半搭叠方式从一端电缆外护套开始绕包至另一端电缆外护套上。再在防水带外按上述相同方式绕包PVC胶粘带一层，胶粘带要与电缆外护套有20mm的搭接长度。在PVC胶粘带上以半搭叠方式绕包铠装带。

3.8结束收尾

整理工具及杂物，待铠装带胶层完全固化后，便可移动制作好的接头。

4.交联聚乙烯高压电缆冷缩接头的应用效果

铁法能源集团小青煤矿井下6KV高压线路中交联聚乙烯高压电缆中间接头共28个，均使用冷缩工艺制作，井下高压供电系统运行期间未出现一起由于冷缩接头的工艺或质量问题而产生的线路故障。对于使用单位电缆维护人员的投入以及检修工作量不但可以大大减少，更使矿井的安全供电、生产的顺利进行得到了可靠的保障，为矿井整个供电系统的质量提升起到了重要的意义和作用。

参考文献:

• ［[1]王建. 煤矿机电设备常见故障分析及处理[J]. 同煤科技,2014,(04):32-33+40.

• [2]陈达,杨家庆,张新华. 高压电缆冷缩中间接头的应用研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊),2011,(10):308.