礦用電纜連接器修復(fù)技術(shù)

楊樹(shù)義

(中國(guó)中煤能源集團(tuán) 中煤北京煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司， 北京 102400)

0 引言

在我國(guó)煤礦行業(yè)中，液壓支架電液控制系統(tǒng)始終是其重要的組成部分。電液控制系統(tǒng)作為煤礦綜采主要支護(hù)設(shè)備液壓支架的重要控制系統(tǒng)，電纜連接器在其中起到供電及信息傳輸?shù)淖饔?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(shí)現(xiàn)井下控制系統(tǒng)的信號(hào)傳輸，其可靠性直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

由于煤礦井下環(huán)境惡劣，液壓支架在降—移—升過(guò)程中，電纜連接器與膠管之間產(chǎn)生摩擦，長(zhǎng)時(shí)間的摩擦擠壓造成電纜連接器破損，其次采煤過(guò)程中煤層中的煤矸石的迸射也會(huì)造成電纜連接器的損壞。破損后的電纜連接器內(nèi)部芯線外漏，導(dǎo)致其防護(hù)等級(jí)失效，此時(shí)如有潮氣進(jìn)入，會(huì)發(fā)生短路故障，嚴(yán)重的會(huì)引起失爆事故[1-2]。

目前電纜連接器出現(xiàn)破損后的修復(fù)手段主要有兩種：一種是利用絕緣膠帶纏繞，保護(hù)芯線不外漏，繼續(xù)使用，修復(fù)后的電纜連接器達(dá)不到電纜規(guī)定的強(qiáng)度要求及防護(hù)要求，會(huì)影響與之連接的設(shè)備正常工作;另一種方法是增加外置膠管，將粗膠管護(hù)套從電纜頭引入，到達(dá)破損位置后，利用鋼絲在破損處兩端進(jìn)行固定，修復(fù)后的電纜可以起到保護(hù)芯線的作用，但修復(fù)位置固定的強(qiáng)度弱，粗細(xì)膠管連接處密封弱，達(dá)不到防護(hù)等級(jí)IP68要求。基于對(duì)電纜連接器的結(jié)構(gòu)分析，提出一種礦用電纜連接器的修復(fù)技術(shù)，修復(fù)后的電纜符合礦用電纜連接器的出廠試驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)了礦用電纜連接器的再制造。

1 電纜連接器修復(fù)技術(shù)的理論分析

目前煤礦常用的電纜連接器有兩種結(jié)構(gòu)形式，即LCYBV4和Conm/4類(lèi)型，通過(guò)對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)形式，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)方式大同小異，本文以LCYBV4結(jié)構(gòu)形式為例進(jìn)行研究分析。

LCYBV4電纜連接器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其實(shí)現(xiàn)通信的基礎(chǔ)是芯線，芯線嵌入鋼絲橡膠護(hù)套內(nèi)部，芯線兩端一一對(duì)應(yīng)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(huán)氧樹(shù)脂膠，防止焊點(diǎn)裸露。通過(guò)卡箍將管接套固定在鋼絲編織橡膠護(hù)套上。該管接套前端外表面上設(shè)有鋼絲槽和密封槽，在外接頭內(nèi)表面上設(shè)有另一鋼絲槽，鋼絲嵌設(shè)在兩鋼絲槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩者的連接與固定，另外外接頭和管接套內(nèi)部鑲嵌有固定銷(xiāo)，保證兩者可在270°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。外接頭與設(shè)備連接處設(shè)有O型密封圈，通過(guò)U型卡與設(shè)備快速連接頭保證整個(gè)電纜連接器的防護(hù)性能。

圖1 電纜連接器結(jié)構(gòu)示意圖

通過(guò)對(duì)電纜連接器結(jié)構(gòu)形式及密封結(jié)構(gòu)的分析可以看出，將固定旋轉(zhuǎn)鋼絲拔出后發(fā)現(xiàn),芯線在鋼絲編織護(hù)套內(nèi)是纏繞的，反向旋轉(zhuǎn)后可使外接頭和管接套脫離，所以解決修復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵在于去除卡箍后將新鋼絲編織橡膠護(hù)套穿過(guò)芯線重新固定。

對(duì)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(hù)套、管接套、卡箍。芯線需在兩端分別焊接，由于內(nèi)部芯線的長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)了電纜連接器的修復(fù)，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(shí)際的。

通過(guò)分析認(rèn)為,電纜連接器的修復(fù)必須取下?lián)p壞的鋼絲編織橡膠護(hù)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(hù)套必須破壞其中一部分，兩者中卡箍是經(jīng)過(guò)扣押后變形的，在修復(fù)中必須更換，利用破壞卡箍來(lái)保留管接套是修復(fù)技術(shù)的難點(diǎn)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(diǎn)。由此可見(jiàn)只要解決了這兩個(gè)難點(diǎn)，電纜連接器的修復(fù)就可以實(shí)現(xiàn)。

2 電纜連接器修復(fù)的具體實(shí)施方案

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

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

3) 去除鋼絲。表面處理過(guò)后，利用臺(tái)鉗或者專(zhuān)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(jù)電纜的長(zhǎng)度，將外接頭反向旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的圈數(shù)，使芯線達(dá)到最大長(zhǎng)度。利用工具角磨機(jī)或切割機(jī)180°切割卡箍，切割深度為卡箍壁厚。切割后卡箍?jī)H有3 mm×2 mm連接，利用扁鑿從開(kāi)口處切進(jìn)，破壞掉僅有的連接點(diǎn)，從而保護(hù)了管接套。

5) 剪短芯線。芯線相對(duì)鋼絲編制橡膠護(hù)套的外露長(zhǎng)度是固定的，剪短芯線時(shí)，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(diǎn)相互間沒(méi)有重合，可避免焊接后因保護(hù)不到位而造成連電。同時(shí)也保證了芯線焊接后的整體細(xì)度，便于芯線旋入鋼絲編制橡膠護(hù)套。

6) 芯線的裝配及焊接。將剪短的芯線引入準(zhǔn)備好的鋼絲編制橡膠護(hù)套中，芯線去保護(hù)皮，剝皮長(zhǎng)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(jìn)行焊接[3]。焊接后在單根芯線焊點(diǎn)處點(diǎn)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(jìn)行旋入及扣壓，過(guò)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(fù)。

3 電纜連接器的修復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證

按照具體的實(shí)施方案進(jìn)行試驗(yàn)，針對(duì)200根鋼絲編織護(hù)套損壞的電纜進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)后對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)、工作穩(wěn)定性、電器安全、防爆性能和防護(hù)性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，修復(fù)后的電纜全部符合上述試驗(yàn)要求。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電纜連接器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提出的修復(fù)技術(shù)是切實(shí)可行的，修復(fù)后的電纜連接器符合煤礦安全的規(guī)定。此修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤礦報(bào)廢電纜連接器的再利用，在保證質(zhì)量的前提下，減少了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。