深井高压电缆接头绝缘防水装置的设计

谭江英

（同煤集团云冈矿，山西 大同 037017）

1 问题的提出

同煤集团云冈矿二采区1号井是一个千米大采深矿井，从2009年至2018年期间矿井多次发生突水事故，井下高压电缆接头浸入高压矿井水，恢复生产时必须更换大量高压电缆。如何解决大采深矿井高压电缆接头绝缘防水问题是一个重要的课题，该课题的解决可以为煤矿提供更加安全的供电环境，具有很好的现实意义。

2 电缆接头绝缘防水装置的设计

煤矿供电队在集团公司支持下，与长缆电工科技股份有限公司联合攻关研制了6～15kV高压电缆接头绝缘防水装置。如图1所示，该装置由专用堵油连接管、绕包主体、铜编织带等组成。煤矿供电队经过多次试验，不断完善接头工艺，通过了千米水压试验。

图1 高压电缆接头绝缘防水装置的结构

6～15kV高压电缆接头绝缘防水装置完成设计和制作后，采用电力电缆渗水性试验装置进行千米水压试验。电力电缆渗水性试验装置如图2所示，该装置主要包括外盒体、对外盒体端口进行密封的装配端盖、密封端盖A、密封环A、空气增压泵、绝缘摇表和控制面板端。线缆用中间接头连接并作防渗水处理后置于外盒体，由注水管向外盒体内注满水至水充满注水管，然后将注水管的自由端与空气增压泵连接，绝缘摇表用于连接线缆置于外盒体外的两端，空气增压泵、压力传感器连接控制面板端。其能够实现对6～15kV高压电缆接头绝缘防水装置完成千米水压试验，测试其渗水性，以不断优化、促进高压电缆中间接头绝缘防水装置防水手段的发展。

图2 电力电缆渗水性试验装置示意图

3 电缆接头工艺流程分析

（1）校直电缆。将测试合格、准备连接的电缆末端割平、调直锯齐，并重叠400～500mm，确定接头中心。

（2）剥电缆外护套。按图量取所需尺寸，剥除电缆外护套，保留30mm铠装层，其余铠装层剥除干净，保留5mm内护层，其余剥除，清除填充物。

（3）剥屏蔽层及半导电层。线芯错位对齐后在中心点处进行锯断，从中心向两端量取300mm剥除屏蔽层，保留20mm半导电层，在屏蔽断口与半导电层交接处用半导电带包扎紧。

（4）剥电缆线芯。在线芯端口量取L+5mm（L为连接管长度），剥除绝缘层，并由断口处量取绝缘层长35mm将应力带以半搭接方式绕包，长度为30mm，在其末端绕包上一层半导电带，使之平滑过渡。

（5）套入专用堵油连接管。套入铜网，再在线芯套入专用堵油连接管，压接并打光。

（6）绕包半导电带，绕包绝缘带。在连接管上绕包半导电带，并与两端内半导电带搭接紧密，再在半导电带外绕包自粘绝缘带。绕包两端的锥体大于或等于电缆绝缘层外径，注意绕包胶的厚度不能小于3mm。

（7）绕包应力带。将电缆表面用专用清洁纸清洁干净，待表面液体蒸发，重叠绕包应力带（注意：应力带不能过度拉伸），从每相铜屏蔽层20mm处开始绕包应力带，应力带绕包总长度不超过100mm。

（8）绕包绝缘带、半导电带。依次将绝缘带、半导电带绕包在各相上。注意：绕包时，要将带材进行百分之百拉伸，并撕去内衬，绕包绝缘带时，厚度应不少于F+15mm（F为单相电缆直径）。

（9）套铜网，绕第一层防水带，连接铜编织带。将预先套入的铜网移至中间连接处，铜网两端分别与电缆铜屏蔽层搭接（要将双层铜网覆盖在接头上），用恒力簧包裹紧。按此工艺处理其余的两相，然后将三相电缆用PVC带扎紧，从一端的铠装端口（内护层上）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端口（注意胶粘层方向，胶粘层紧贴内护套），用锯条或锉刀将两端铠装打毛后将铜编织带用恒力弹簧扎紧在铠装上，绕完第一层防水带。

（10）绕第二层防水带，绕包铠装带。将防水带拉长至约1.5倍以半搭叠方式从一端与电缆外护套搭盖100～120mm。注意防水带胶粘层方向：胶粘层紧贴外护套。第二层防水带缠绕完毕，按照铠装带在第二层防水带上以半搭叠方式绕包铠装带。至此防水装置安装完毕。

电缆与电缆裂解及防水示意图如图3所示。

图3 电缆与电缆裂解及防水示意图

4 实践应用效果及效益分析

深井高压电缆接头绝缘防水装置设计并制作完成后，于2019年1月～2019年7月在二采区1号井进行了工业试验。从现场情况来看，该电缆接头绝缘防水装置效果良好，解决了大采深矿井高压电缆接头在高水压下千米绝缘防水问题。电缆接头工艺成熟，通过了现场试验，不仅解决了正常生产矿井高压电缆防水、防潮、防高压电网停电问题，而且解决了大采深水患矿井高压接头防水绝缘问题，大大减少了复产矿井高压电缆采购量，缩短了恢复矿井正常生产时间，社会经济效益显著。