礦用電纜連接器修復技術

楊樹義

(中國中煤能源集團 中煤北京煤礦機械有限責任公司， 北京 102400)

0 引言

在我國煤礦行業中，液壓支架電液控制系統始終是其重要的組成部分。電液控制系統作為煤礦綜采主要支護設備液壓支架的重要控制系統，電纜連接器在其中起到供電及信息傳輸的作用,它是連接控制器—控制器及控制器—傳感器的重要傳輸通道。礦用電纜連接器用于實現井下控制系統的信號傳輸，其可靠性直接影響系統的穩定性。

由于煤礦井下環境惡劣，液壓支架在降—移—升過程中，電纜連接器與膠管之間產生摩擦，長時間的摩擦擠壓造成電纜連接器破損，其次采煤過程中煤層中的煤矸石的迸射也會造成電纜連接器的損壞。破損后的電纜連接器內部芯線外漏，導致其防護等級失效，此時如有潮氣進入，會發生短路故障，嚴重的會引起失爆事故[1-2]。

目前電纜連接器出現破損后的修復手段主要有兩種：一種是利用絕緣膠帶纏繞，保護芯線不外漏，繼續使用，修復后的電纜連接器達不到電纜規定的強度要求及防護要求，會影響與之連接的設備正常工作;另一種方法是增加外置膠管，將粗膠管護套從電纜頭引入，到達破損位置后，利用鋼絲在破損處兩端進行固定，修復后的電纜可以起到保護芯線的作用，但修復位置固定的強度弱，粗細膠管連接處密封弱，達不到防護等級IP68要求。基于對電纜連接器的結構分析，提出一種礦用電纜連接器的修復技術，修復后的電纜符合礦用電纜連接器的出廠試驗要求，實現了礦用電纜連接器的再制造。

1 電纜連接器修復技術的理論分析

目前煤礦常用的電纜連接器有兩種結構形式，即LCYBV4和Conm/4類型，通過對比兩種結構形式，發現其結構方式大同小異，本文以LCYBV4結構形式為例進行研究分析。

LCYBV4電纜連接器結構如圖1所示，其實現通信的基礎是芯線，芯線嵌入鋼絲橡膠護套內部，芯線兩端一一對應焊接在電纜插頭的插針上，將焊好芯線的電纜插頭裝配到外接頭上并固定、注入環氧樹脂膠，防止焊點裸露。通過卡箍將管接套固定在鋼絲編織橡膠護套上。該管接套前端外表面上設有鋼絲槽和密封槽，在外接頭內表面上設有另一鋼絲槽，鋼絲嵌設在兩鋼絲槽內，實現兩者的連接與固定，另外外接頭和管接套內部鑲嵌有固定銷，保證兩者可在270°范圍內旋轉。外接頭與設備連接處設有O型密封圈，通過U型卡與設備快速連接頭保證整個電纜連接器的防護性能。

圖1 電纜連接器結構示意圖

通過對電纜連接器結構形式及密封結構的分析可以看出，將固定旋轉鋼絲拔出后發現,芯線在鋼絲編織護套內是纏繞的，反向旋轉后可使外接頭和管接套脫離，所以解決修復問題的關鍵在于去除卡箍后將新鋼絲編織橡膠護套穿過芯線重新固定。

對于上述情況，可以在電纜連接器兩端分別剪斷芯線，只保留外接頭部分及芯線部分，再更換鋼絲編織護套、管接套、卡箍。芯線需在兩端分別焊接，由于內部芯線的長度富余量是固定的，所以穿線和焊接的難度均較高，這種方法雖然實現了電纜連接器的修復，但并不是最高效的，不僅增加了工作難度，還造成維修成本的增加，顯然是不切實際的。

通過分析認為,電纜連接器的修復必須取下損壞的鋼絲編織橡膠護套，由圖1可知，卡箍和管接套是扣壓連接，去除鋼絲編織橡膠護套必須破壞其中一部分，兩者中卡箍是經過扣押后變形的，在修復中必須更換，利用破壞卡箍來保留管接套是修復技術的難點之一。破壞卡箍后，芯線的剪短位置及剪短后重新焊接的工藝保證是另一難點。由此可見只要解決了這兩個難點，電纜連接器的修復就可以實現。

2 電纜連接器修復的具體實施方案

1) 清洗處理。用高濕高壓清洗機清洗電纜表面的煤粉、油垢，重點清洗電纜連接頭，清洗后放入鼓風干燥箱進行烘干。

2) 噴砂處理。對電纜連接器兩端外接頭部分進行噴砂處理，噴砂材料選用80目白剛玉砂。噴砂過程中對電纜連接器內部插針進行保護，避免噴砂過程破壞插針表面鍍金層。

3) 去除鋼絲。表面處理過后，利用臺鉗或者專用工裝固定外接頭，用一字螺絲刀將嵌入鋼絲的一端翹起，然后用偏口鉗將鋼絲拔出。

4) 切割卡箍。去除鋼絲后，外接頭和管接套分離，根據電纜的長度，將外接頭反向旋轉對應的圈數，使芯線達到最大長度。利用工具角磨機或切割機180°切割卡箍，切割深度為卡箍壁厚。切割后卡箍僅有3 mm×2 mm連接，利用扁鑿從開口處切進，破壞掉僅有的連接點，從而保護了管接套。

5) 剪短芯線。芯線相對鋼絲編制橡膠護套的外露長度是固定的，剪短芯線時，第一根距離外接頭40 mm，第二根距離外接頭50 mm，依次遞增。電纜連接器的另一端不剪短，直接拉出。按此工藝要求剪短芯線后，焊接點相互間沒有重合，可避免焊接后因保護不到位而造成連電。同時也保證了芯線焊接后的整體細度，便于芯線旋入鋼絲編制橡膠護套。

6) 芯線的裝配及焊接。將剪短的芯線引入準備好的鋼絲編制橡膠護套中，芯線去保護皮，剝皮長度控制在2～3 mm之間。剝皮后取出氧化皮，按照芯線焊接要求一一進行焊接[3]。焊接后在單根芯線焊點處點道康寧膠并用熱塑管熱塑，熱塑后整體芯線再用大熱塑管熱縮，并纏繞絕緣膠帶2層。

7) 扣壓及裝配。焊接完成后，按電纜正常的裝配要求進行旋入及扣壓，過程中更換電纜連接器中所有O型圈，嵌入鋼絲固定，完成電纜連接器的修復。

3 電纜連接器的修復試驗驗證

按照具體的實施方案進行試驗，針對200根鋼絲編織護套損壞的電纜進行修復。修復后對其主要技術指標、工作穩定性、電器安全、防爆性能和防護性能進行測試。測試結果顯示，修復后的電纜全部符合上述試驗要求。

4 結論

通過對電纜連接器的結構進行分析，提出的修復技術是切實可行的，修復后的電纜連接器符合煤礦安全的規定。此修復技術實現了煤礦報廢電纜連接器的再利用，在保證質量的前提下，減少了企業運營成本。