淺談煤礦用采煤機電纜線芯斷裂的原因及解決方法
閱讀：2814發布時間：2015-1-16
近幾年，隨著煤礦產能的提升，其自動化、機械化、智能化的程度不斷提高，遠程控制的采煤機亦在井下大批量使用。隨著采煤機生產效率的提高，采煤機用電纜的負荷量和機械疲勞損傷程度也在成倍增長。在礦井的開采工作面，電氣故障頻率較高的是采煤機電纜。一旦出現故障，電纜線芯斷線的修復十分麻煩，而且會影響生產效率及產出量。
電纜線芯斷裂原因分析
(1)導體材料(銅)加工工藝控制不合理。拉絲或退火過程中，工藝控制不當，導致銅單絲過度氧化而發脆，或者是擠絕緣后的硫化過程中由于進水或與膠料高溫分解出來的酸性物質反應,從而降低銅絲的斷裂伸長率，進而降低導體的耐彎曲性能。
(2)線芯(銅線)束、絞節徑比過大。MT818標準規定，一次束絞導線的節徑比不得超過25，復絞線的股線絞合節徑比應不大于30，內層和外層絞合節徑比分別應不超過20和14。有些制造廠將此上限值理解為由工廠生產工藝控制的指標，但因設備等綜合因素，造成成品電纜導體的絞合節徑比往往比標準值要大，少則超標10％，大則20％以上，甚至達30％。對耐彎曲性能有特別要求的采煤機電纜來說，增大其絞合節徑比后，其允許彎曲半徑變大，大大降低了其運行過程中的耐彎曲性能，縮短了電纜的工作壽命。
(3)纜芯絞合節徑比過大。對于采煤機電纜，MT818標準規定纜芯絞合節徑比不得超過10。同樣，有些制造廠亦按zui大節徑比控制，但纜芯絞好后，隨著后續工藝(如復繞、擠護套等工序)的進行，zui終的成纜節徑比往往也超過標準10％。這樣的結果是使電纜本身的柔軟度下降，耐彎曲的性能也隨之下降。
(4)絕緣和護套膠料機械性能的影響。就目前的橡膠性能來講，絕緣材料的含膠量不宜低于35％，而護套材料的含膠量（以氯丁橡膠為例）不宜低于42％。實踐證明，只有保證足夠的含膠量，絕緣和護套材料才能有良好的機械物理性能和耐老化性能。特別是材料應具有足夠的伸長率、抗張強度和拉伸回縮率。這幾個指標將直接關系到絕緣和護套對線芯和纜芯的保護能力和避免應力的過分集中，使線芯免受短時間破壞性應力的沖擊，這是延長電纜使用壽命*的條件之一。
解決問題方法的探討
(1)避免銅絲氧化。首先應選擇合理的加工工藝，銅絲可采用有惰性氣體保護的管式退火的方法，合理控制單絲的伸長率，以保證單絲的柔軟度。其次MT818-2009版標準已于2011年7月正式實施，該標準明確要求礦用電纜必須使用異丙基膠料作為絕緣，而乙丙基膠料的硫化體系通常為過氧化物，不再含硫，膠料本身不會對導體產生影響。電纜生產企業應改良工藝，防止導體進水，降低連硫生產過程中水汽對導體的影響。
(2)控制導體絞合與成纜的節徑比。理論節徑比要適當小些，一般可比標準值下調10％～15％，這樣才能使成品節徑比滿足標準與實際使用要求。
(3)材料的抗張強度、斷裂伸長率，跟配方組成和煉膠工藝及硫化工藝有關，在配方設計上，應充分考慮設計余量，尤其是膠料的含膠量，不能因成本因素而舍棄應有的性能。
