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技術(shù)文章

淺談煤礦用采煤機(jī)電纜線芯斷裂的原因及解決方法

閱讀：2804發(fā)布時(shí)間：2015-1-16

　　近幾年，隨著煤礦產(chǎn)能的提升，其自動(dòng)化、機(jī)械化、智能化的程度不斷提高，遠(yuǎn)程控制的采煤機(jī)亦在井下大批量使用。隨著采煤機(jī)生產(chǎn)效率的提高，采煤機(jī)用電纜的負(fù)荷量和機(jī)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(jī)電纜。一旦出現(xiàn)故障，電纜線芯斷線的修復(fù)十分麻煩，而且會(huì)影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)出量。
　　
　　電纜線芯斷裂原因分析
　　
　　(1)導(dǎo)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(dāng)，導(dǎo)致銅單絲過度氧化而發(fā)脆，或者是擠絕緣后的硫化過程中由于進(jìn)水或與膠料高溫分解出來的酸性物質(zhì)反應(yīng),從而降低銅絲的斷裂伸長率，進(jìn)而降低導(dǎo)體的耐彎曲性能。
　　
　　(2)線芯(銅線)束、絞節(jié)徑比過大。MT818標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一次束絞導(dǎo)線的節(jié)徑比不得超過25，復(fù)絞線的股線絞合節(jié)徑比應(yīng)不大于30，內(nèi)層和外層絞合節(jié)徑比分別應(yīng)不超過20和14。有些制造廠將此上限值理解為由工廠生產(chǎn)工藝控制的指標(biāo)，但因設(shè)備等綜合因素，造成成品電纜導(dǎo)體的絞合節(jié)徑比往往比標(biāo)準(zhǔn)值要大，少則超標(biāo)10％，大則20％以上，甚至達(dá)30％。對(duì)耐彎曲性能有特別要求的采煤機(jī)電纜來說，增大其絞合節(jié)徑比后，其允許彎曲半徑變大，大大降低了其運(yùn)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(jié)徑比過大。對(duì)于采煤機(jī)電纜，MT818標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定纜芯絞合節(jié)徑比不得超過10。同樣，有些制造廠亦按zui大節(jié)徑比控制，但纜芯絞好后，隨著后續(xù)工藝(如復(fù)繞、擠護(hù)套等工序)的進(jìn)行，zui終的成纜節(jié)徑比往往也超過標(biāo)準(zhǔn)10％。這樣的結(jié)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(hù)套膠料機(jī)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(hù)套材料的含膠量（以氯丁橡膠為例）不宜低于42％。實(shí)踐證明，只有保證足夠的含膠量，絕緣和護(hù)套材料才能有良好的機(jī)械物理性能和耐老化性能。特別是材料應(yīng)具有足夠的伸長率、抗張強(qiáng)度和拉伸回縮率。這幾個(gè)指標(biāo)將直接關(guān)系到絕緣和護(hù)套對(duì)線芯和纜芯的保護(hù)能力和避免應(yīng)力的過分集中，使線芯免受短時(shí)間破壞性應(yīng)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(yīng)選擇合理的加工工藝，銅絲可采用有惰性氣體保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)已于2011年7月正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)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(huì)對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生影響。電纜生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)改良工藝，防止導(dǎo)體進(jìn)水，降低連硫生產(chǎn)過程中水汽對(duì)導(dǎo)體的影響。
　　
　　(2)控制導(dǎo)體絞合與成纜的節(jié)徑比。理論節(jié)徑比要適當(dāng)小些，一般可比標(biāo)準(zhǔn)值下調(diào)10％～15％，這樣才能使成品節(jié)徑比滿足標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際使用要求。
　　
　　(3)材料的抗張強(qiáng)度、斷裂伸長率，跟配方組成和煉膠工藝及硫化工藝有關(guān)，在配方設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)余量，尤其是膠料的含膠量，不能因成本因素而舍棄應(yīng)有的性能。

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