云冈矿3M电缆中间接头的应用

谭江英

（同煤集团云冈矿供电队山西大同037017）

1 引言

同煤集团云冈矿是一座有着46 年开采历史的老矿井。近年来，由于地质条件逐渐复杂、井下淋水潮湿等恶劣环境的影响，给煤矿生产带来严重的安全隐患，同时也造成了一定的经济损失。

云冈矿以前的高压电缆接头主要是老式铸铁中间接头，笨重，工艺复杂，压接时还得生火熬沥青浇灌，做一个中间接头得7～8 个小时，不仅有污染还不能及时把电缆修好。由于密封不严实，淋雨或受潮容易再次爆炸，使用时间短。基于这一问题云冈矿引进了3M电缆中间接头，从现场情况来看，该接头能方便快捷的把电缆接好，使电路通畅，并且使用时间较长，不仅缩短了停电时间，延长了电缆使用寿命，保证井下能正常生产，大大减少事故率的发生。

2 3M电缆接头的总体结构及主要制作流程

2.1 3M的总体结构

中间接头通常来说指的是电缆中间接头，即电缆线路中间部位的电缆接头。中间接头的作用是续接，或是电缆故障后整段费裁掉后换新电缆需要用中间接头。一般来说，一盘电缆的长度最好控制在500 m 以内，对于长度超过500 m的电缆最好增设中间接头，一是可以减轻敷设的难度，二是可以减少敷设时电缆的牵引力，防止拉伤电缆，还可减轻电缆运输的难度。

云冈矿采用了美国制造的3M8096-4 和8096-6两种矿用电缆连接器装置，用于各种电压等级的交联电缆或油浸电缆的中间连接。主要作用是使线路通畅，使电缆保持密封，并保证电缆接头处的绝缘等级。

这种3M电缆附件箱内有：由冷缩式绝缘套管、24号铜编织网带、130C 高压自粘绝缘胶带、13 号半导电胶带、CC-2 型电缆处理组件、33+PVC 绝缘胶带、2130双组份阻燃聚氨酯绝缘耐磨树脂、灌胶模盒及漏斗组件等组成，如图1所示。

图1 3M接头装置的结构

2.2 3M的主要工艺制作流程

2.2.1 电缆预处理

（1）将需要连接的电缆置于水平位置，两端电缆的切口平齐；

（2）剥去两端电缆的外护套，开剥长度大约为25 cm～30 cm，两端开剥长度要有距离差，开剥外护套时切勿伤及内部屏蔽层和绝缘层；

（3）对电缆护套口进行倒角处理，厚度小于5 mm的电缆护套，倒角长度为25 mm，厚度大于5 mm 的电缆护套，倒角长度为50 mm；

（4）用所配80 的砂纸打磨两端护套口后250 mm的区域，并且清除干净；

（5）在距离电缆尾端230 mm 的位置，绕包两层33+PVC 绝缘胶带，将电缆铜屏蔽层扎紧，33+PVC 胶带前保留20 mm长的铜屏蔽网，其余的去除，将保留的铜网反折在33+PVC绝缘胶带上；

（6）剥去电缆的外半导电屏蔽层，去除半导电层时注意切勿划伤电缆主绝缘，在金属屏蔽口前保留10 mm，半导电切口处应平滑整齐；

（7）用13 号半导电胶带从半导电层上5 mm 处开始绕包到主绝缘上5 mm 处，拉伸绕包一个来回，固定电缆外半导电屏蔽层，绕包13号半导电胶带时注意有字的一面朝外，并充分拉伸；

（8）注意电缆接管长度不要超过90 mm，按照接管长度的一半加6 mm 长，去除电缆端部主绝缘，切除主绝缘时注意切勿伤及线芯导体；

（9）在主绝缘端部削25 mm长的铅笔头，铅笔头前露出3 mm长的电缆内半导电层，并用120的砂纸（CC-2型电缆处理组件）打磨、修平；

（10）用砂纸将电缆主绝缘表面完全打磨光滑。

2.2.2 连接电缆及恢复主绝缘层和屏蔽层

（1）连接导体前先将冷缩管套入电缆护套开剥较长一端，装上接管，对称压接；

（2）先用13 号半导电胶带填充连接管上的压坑，然后从一端主绝缘上3 mm 处开始，半重叠拉伸绕包13 号半导电胶带至另一端主绝缘3 mm 处，绕包一个来回；

（3）用所配的专用清洁剂完全清洁主绝缘表面的污渍和半导电颗粒，注意清洁剂不要碰到外半导电层及13号半导电胶带上；

（4）现在恢复接头的主绝缘，先量取13 号半导电胶带外径D1；

（5）从绝缘铅笔头后5 mm处开始半重叠拉伸绕包130C 高压自粘绝缘胶带一直到另一端绝缘铅笔头后5 mm处，依次来回绕包，绕包时拉伸胶带至原长度的2倍以上，以确保其电气性能，量取130C号带外径D2；

（6）从130C 胶带边缘开始逆时针抽去冷缩管芯绳，将其完全收缩，再在冷缩管和电缆主绝缘外绕包130C 绝缘胶带2 个来回（不要包到电缆外半导电层上）；

（7）恢复电缆的外屏蔽，半重叠绕包13号胶带，从一端10 mm的铜屏蔽层开始，经整个接头到另一端10 mm的铜屏蔽层处，注意应充分拉伸绕包；

（8）从一端铜屏蔽层上20 mm 开始，在整个13 胶带外绕包24号铜屏蔽网带，至另一端铜屏蔽上20 mm处结束，以连接两端电缆的铜屏蔽层；

（9）用33+PVC 带固定绑扎铜屏蔽网带的开头和结尾处，照此步骤完成另外两相电缆的安装，按照合理的方式完成接地线和接地检查线的导体连接，可绕包两层33+pVC 胶带作为其绝缘，三相接头外整体半重叠绕包一层33+pVC胶带作为绑扎和固定。

2.2.3 恢复电缆外护套

（1）先在接头两端和中间的合适位置，绕包33+PVC胶带，有胶的一面朝外；

（2）在33+pVC胶带的外面缠绕分隔网带，高度比电缆外护套或中间连接部分的外径高出一层网带的高度，撕开网带末端，并且将其固定；

（3）安装模盒，先检查模盒，如果模盒曾经使用过，注意其灌胶口是否被堵塞，如果电缆外径过小，可根据其具体尺寸调节模盒宽度；

（4）将电缆尽量摆直，模盒卷紧至于接头的中间位置，灌胶口朝上；

（5）将漏斗底座对准放置在灌胶口上，用弹性固定带扎紧，把模盒两端边缘在电缆上卷紧；

（6）从电缆护套上开始20 mm 处半重叠绕包33+pVC胶带，把整个模盒的锯齿状边缘包裹住；

（7）在模盒上装上漏斗，将2103 双组份阻燃聚氨酯绝缘树脂充分挤压混合胶，直至颜色完全均匀，注意挤压30～40次即可，时间不超过1分钟；

（8）立即将混合好的树脂从漏斗灌入，一直灌至完全填充整个模盒，灌胶时确保模盒的所有排气孔为打开状态；

（9）检查树脂是否固化，如完全固化即可拆去模盒和漏斗。

以上几个问题现场工作中都是相辅相成的，每道工序都是互相衔接、互相影响的，我们要把它们作为一个连续的整体来看待。

3 应用与实践

云冈矿井下高压电缆供电面多，使用范围广，电缆接头经常挂断、撞断。之前使用的电缆接头是老式铸铁冷包头、冷缩头两种，这两种接头怕撞击、挤压，而且密封、绝缘不好，容易受潮，骤水，或淋水，容易击穿，经常爆损。检修需要摇电缆、据头、长时间停电，影响生产且影响范围广，有时直接威胁人生安全，如分机电缆、主排水、主提升高压电缆等。

2014 年7 月引入3M 电缆中间接头，3M8096-4 和8096-6 中间接头首先用于云冈矿井下采掘、分机电缆、主排水、主提升等工作面，高压电缆MYJV22-95和MYPJ-3*95+3*25/3+7s 等多种电缆型号进行了实施。安装3M中间接头，每一环节都是按3M的工艺流程和注意事项严密操作，确保它防水绝缘，经久耐用。比起老式的接头安装方便，省时省力，防水绝缘，使用寿命长，缩短了停电时间，保障了人生的安全，保证了供电的稳定性、持续性和可靠性。

表1 老式接头与3M的制作以及故障使用率

由表1 可知，一年内电缆老式接头爆损次数平均10次，每次修复费人、费力、费时间，停电时间长，严重影响正常生产，造成经济损失远远大于5 000元。

自2014 年7 月引入3M 电缆中间接头以来，井下电缆投入率五年累比逐年降低（1：0.8：0.6：0.4：0.1），避免了电缆工程二次投入，减少机电设备事故率，提高生产效能。

表2 老式接头和3M接头性能比较

云冈矿井下电缆最长400 m 增设中间接头，由于工作需要，有的电缆几十米就设有一个接头。由表2可知，3M 电缆中间接头采用冷缩技术，无需动火及特殊工具，也无逐件套入的麻烦，只需轻轻抽取芯绳，接地采用恒力弹簧，无需焊接或铜绑线，对于施工空间狭小的场所，尤其适合。

3M矿用中间接头有5 kV、8 kV、15 kV三种，云冈矿用的是15 kV 的耐高压、绝缘防水的8096-4 和8096-6 两种中间接头。3M 电缆中间接头在制作时，采用预扩张技术构造，因此每种规格可适用多种电缆线径。3M电缆中间接头从结构上讲，为整体预制式紧凑设计，外绝缘材料为高品质硅橡胶材料，它具有良好的疏水性能，水滴在上面随时滚落，不形成导电的水膜，且具有疏水性自愈性能。此外，它极强的绝缘性、抗电痕、耐腐蚀性及抗紫外线性,保证长期使用性能稳定，与电缆本体同寿命。

4 结语

云冈矿于2014年7月～2019年7月引进并实施3M电缆接头绝缘防水装置后，大大减少事故率的发生，实践应用效果良好。有效的避免了井下供电事故的发生，保证了矿井供电设备的安全、可靠运行，保障了井下工人的人身安全，全年达到了零事故发生率。节约了人工、设备、配件费用，五年累计创造可观的经济效益，取得了良好的社会效益。