矿用电缆连接器修复技术

0 引言

在我国煤矿行业中，液压支架电液控制系统始终是其重要的组成部分。电液控制系统作为煤矿综采主要支护设备液压支架的重要控制系统，电缆连接器在其中起到供电及信息传输的作用,它是连接控制器—控制器及控制器—传感器的重要传输通道。矿用电缆连接器用于实现井下控制系统的信号传输，其可靠性直接影响系统的稳定性。

由于煤矿井下环境恶劣，液压支架在降—移—升过程中，电缆连接器与胶管之间产生摩擦，长时间的摩擦挤压造成电缆连接器破损，其次采煤过程中煤层中的煤矸石的迸射也会造成电缆连接器的损坏。破损后的电缆连接器内部芯线外漏，导致其防护等级失效，此时如有潮气进入，会发生短路故障，严重的会引起失爆事故[1-2]。

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目前电缆连接器出现破损后的修复手段主要有两种：一种是利用绝缘胶带缠绕，保护芯线不外漏，继续使用，修复后的电缆连接器达不到电缆规定的强度要求及防护要求，会影响与之连接的设备正常工作;另一种方法是增加外置胶管，将粗胶管护套从电缆头引入，到达破损位置后，利用钢丝在破损处两端进行固定，修复后的电缆可以起到保护芯线的作用，但修复位置固定的强度弱，粗细胶管连接处密封弱，达不到防护等级IP68要求。基于对电缆连接器的结构分析，提出一种矿用电缆连接器的修复技术，修复后的电缆符合矿用电缆连接器的出厂试验要求，实现了矿用电缆连接器的再制造。

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1 电缆连接器修复技术的理论分析

目前煤矿常用的电缆连接器有两种结构形式，即LCYBV4和Conm/4类型，通过对比两种结构形式，发现其结构方式大同小异，本文以LCYBV4结构形式为例进行研究分析。

LCYBV4电缆连接器结构如图1所示，其实现通信的基础是芯线，芯线嵌入钢丝橡胶护套内部，芯线两端一一对应焊接在电缆插头的插针上，将焊好芯线的电缆插头装配到外接头上并固定、注入环氧树脂胶，防止焊点裸露。通过卡箍将管接套固定在钢丝编织橡胶护套上。该管接套前端外表面上设有钢丝槽和密封槽，在外接头内表面上设有另一钢丝槽，钢丝嵌设在两钢丝槽内，实现两者的连接与固定，另外外接头和管接套内部镶嵌有固定销，保证两者可在270°范围内旋转。外接头与设备连接处设有O型密封圈，通过U型卡与设备快速连接头保证整个电缆连接器的防护性能。

从表2可以看出，从1级到3级，土壤 pH 降低，酸性越来越强，水田中作物所需氮养分呈上升趋势，磷养分下降。从 4 级到 6 级，氮含量逐渐减少，磷养分逐渐上升；从1级到6级，旱田土壤中钾养分大幅度减少，硼养分递增，锌含量整体呈递减趋势。在水田中，有机质在各级别土壤中的含量差别不大，但在旱田中整体呈减少趋势[7]。

图1 电缆连接器结构示意图

通过对电缆连接器结构形式及密封结构的分析可以看出，将固定旋转钢丝拔出后发现,芯线在钢丝编织护套内是缠绕的，反向旋转后可使外接头和管接套脱离，所以解决修复问题的关键在于去除卡箍后将新钢丝编织橡胶护套穿过芯线重新固定。

对于上述情况，可以在电缆连接器两端分别剪断芯线，只保留外接头部分及芯线部分，再更换钢丝编织护套、管接套、卡箍。芯线需在两端分别焊接，由于内部芯线的长度富余量是固定的，所以穿线和焊接的难度均较高，这种方法虽然实现了电缆连接器的修复，但并不是最高效的，不仅增加了工作难度，还造成维修成本的增加，显然是不切实际的。

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通过分析认为,电缆连接器的修复必须取下损坏的钢丝编织橡胶护套，由图1可知，卡箍和管接套是扣压连接，去除钢丝编织橡胶护套必须破坏其中一部分，两者中卡箍是经过扣押后变形的，在修复中必须更换，利用破坏卡箍来保留管接套是修复技术的难点之一。破坏卡箍后，芯线的剪短位置及剪短后重新焊接的工艺保证是另一难点。由此可见只要解决了这两个难点，电缆连接器的修复就可以实现。

2 电缆连接器修复的具体实施方案

1) 清洗处理。用高湿高压清洗机清洗电缆表面的煤粉、油垢，重点清洗电缆连接头，清洗后放入鼓风干燥箱进行烘干。

2) 喷砂处理。对电缆连接器两端外接头部分进行喷砂处理，喷砂材料选用80目白刚玉砂。喷砂过程中对电缆连接器内部插针进行保护，避免喷砂过程破坏插针表面镀金层。

3) 去除钢丝。表面处理过后，利用台钳或者专用工装固定外接头，用一字螺丝刀将嵌入钢丝的一端翘起，然后用偏口钳将钢丝拔出。

4) 切割卡箍。去除钢丝后，外接头和管接套分离，根据电缆的长度，将外接头反向旋转对应的圈数，使芯线达到最大长度。利用工具角磨机或切割机180°切割卡箍，切割深度为卡箍壁厚。切割后卡箍仅有3 mm×2 mm连接，利用扁凿从开口处切进，破坏掉仅有的连接点，从而保护了管接套。

5) 剪短芯线。芯线相对钢丝编制橡胶护套的外露长度是固定的，剪短芯线时，第一根距离外接头40 mm，第二根距离外接头50 mm，依次递增。电缆连接器的另一端不剪短，直接拉出。按此工艺要求剪短芯线后，焊接点相互间没有重合，可避免焊接后因保护不到位而造成连电。同时也保证了芯线焊接后的整体细度，便于芯线旋入钢丝编制橡胶护套。

6) 芯线的装配及焊接。将剪短的芯线引入准备好的钢丝编制橡胶护套中，芯线去保护皮，剥皮长度控制在2～3 mm之间。剥皮后取出氧化皮，按照芯线焊接要求一一进行焊接[3]。焊接后在单根芯线焊点处点道康宁胶并用热塑管热塑，热塑后整体芯线再用大热塑管热缩，并缠绕绝缘胶带2层。

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7) 扣压及装配。焊接完成后，按电缆正常的装配要求进行旋入及扣压，过程中更换电缆连接器中所有O型圈，嵌入钢丝固定，完成电缆连接器的修复。

3 电缆连接器的修复试验验证

按照具体的实施方案进行试验，针对200根钢丝编织护套损坏的电缆进行修复。修复后对其主要技术指标、工作稳定性、电器安全、防爆性能和防护性能进行测试。测试结果显示，修复后的电缆全部符合上述试验要求。

4 结论

通过对电缆连接器的结构进行分析，提出的修复技术是切实可行的，修复后的电缆连接器符合煤矿安全的规定。此修复技术实现了煤矿报废电缆连接器的再利用，在保证质量的前提下，减少了企业运营成本。