趙和凡

（冀中能源峰峰集團有限公司，河北 邯鄲 056500）

一、引言

隨著煤礦采掘機械化率不斷提高，礦井開采廣泛應用電能，電纜是其輸電的主要手段。因此，如何使用維護電纜對煤礦安全生產有著重要的作用。由于煤礦開采深度不斷加深，礦山企業(yè)面臨的水患威脅也越來越大。當?shù)V井淹井后，如何快速恢復供電是很現(xiàn)實的問題。

二、交聯(lián)聚乙烯電力電纜

1.電纜特性

交聯(lián)聚乙烯電力電纜是指電纜的絕緣層采用將線性分子結構的聚乙烯（PE）材料通過特定的加工方式，形成網(wǎng)狀分線結構的交聯(lián)聚乙烯電力電纜。其允許長期工作溫度為90℃，短路允許溫度到250℃，在保持其原有優(yōu)良電氣性能的前提下，大大地提高了使用性能。

交聯(lián)聚乙烯電力電纜是新型電纜，具有優(yōu)良的介電性能，耐熱良好,比聚氯乙烯電纜、聚乙烯電纜都高，不僅在電氣、熱機械、耐化學腐蝕方面性能優(yōu)良，而且具有重量輕、終端結構簡單、安裝敷設方便、使用中不受高度落差限制、無漏油引發(fā)火災危險等優(yōu)點，因此在工礦企業(yè)中得到了廣泛應用。

2.電纜受潮的因素

電纜在儲藏、運輸、敷設過程中難免受潮，特別是在井下濕度比較大，在施工中稍有不慎，如電纜外皮受損、端部防潮封頭處理不良、存放時間太長等，都會使之受潮。

3.電纜受潮的危害

交聯(lián)聚乙烯電力電纜進水受潮分為線芯進水受潮和緩沖層進水受潮。電纜線芯進水受潮，水分子會被電纜高聚物材料吸收、吸附或擴散，將導致其體積電阻、表面電阻和擊穿場強下降。在高電壓作用下，產生領結形式發(fā)散性氣隙，出現(xiàn)“水樹枝”現(xiàn)象?！八畼渲Α爆F(xiàn)象將造成交聯(lián)聚乙烯電纜局部應力增加，在高溫作用下出現(xiàn)明顯氧化、電纜導電性增加，最終導致電纜熱擊穿。在低溫下，“水樹枝”現(xiàn)象經(jīng)過長時間氧化作用，會逐漸轉換為“電樹”現(xiàn)象，對電纜造成嚴重破壞。緩沖層主要由半導電黏合劑、高速膨脹吸水樹脂和半導電聚合膨松材料組成，能起到阻水和機械緩沖作用。當電纜進水受潮時，遇水后膨脹成為晶體狀，長期運行也會誘發(fā)“水樹枝”現(xiàn)象產生，進而引發(fā)電纜護套受損。

4.電纜受潮的修復技術

（1）氣體壓入法：干燥空氣壓入除濕法、氮氣壓入除濕法。

（2）真空析出法：真空泵析出法、高壓氣流析出法。

（3）加熱蒸發(fā)法：加熱空氣輸入法、低壓大電流加熱法。

（4）修復液注入法：硅氧烷修復液。

三、井筒高壓電纜修復技術實踐

梧桐莊礦井筒動力電纜為交聯(lián)聚乙烯鎧裝電纜，型號MYJV42-185mm26/10kV、外徑76mm、長1200米/根，數(shù)量18條。發(fā)生故障為電纜接頭和線芯進水接地，井底切開電纜后，護套和線芯斷面連續(xù)淋水。根據(jù)進水電纜的規(guī)格型號，制定出如下綜合修復技術方案（圖1）。

圖1

1.自然控水

將井底和地面端的電纜頭切開，利用井筒中垂直電纜的水的重力，將大量的存水自然控出。

2.壓水通氣、熱風干燥

在地面端口安裝壓風適配器，并與過濾器、干燥器、加溫器及壓縮機連接。先用空壓機向在地面端口適配器輸送經(jīng)過精濾的0.3MPa空氣，電纜實際長度1000m，加壓3h后，井下端頭有水滴溢出端頭線芯。

3.氮氣除濕、干燥（圖1）

充氮過程：通過減壓閥來控制氮氣輸出的壓力，壓力要選擇適當，一般在0.035MPa。在另一端觀察出水情況，如果未發(fā)現(xiàn)有水出來，可將充入氣體的壓力適當提高，直至發(fā)現(xiàn)水分為止。然后停止供氣，持真空1h，重復循環(huán)直至看不到水分。

4.通電加熱、負壓吸空

電力電纜受潮后用1臺大電流發(fā)生器對其進行加熱干燥處理，以提高電纜的絕緣電阻。工作時電壓應降低至60～70V。電抗器起限流和調節(jié)焊接電流的作用，改變電抗器的電抗就可以調節(jié)電流?？衫媒涣麟姾笝C的這種特性，用普通交流電焊機的低壓輸出來替代大電流發(fā)生器。

首先對施工中受損的高壓電力電纜的外觀進行檢查，查看外皮有無損傷，如果電力電纜破損，應立即將電力電纜的外皮作好絕緣處理。

5.壓注干燥液

壓力注入電纜修復液是一項電介質絕緣提高技術，通過向水樹老化XLPE電纜內部注入特制的修復液，使其由線芯縫隙滲入絕緣層中，利用其與水樹通道內水的反應，消耗水分子，生成介電性能良好的有機聚合物，將水樹通道填充，達到修復的絕緣目的。有數(shù)據(jù)表明，該技術最好可延長電纜使用壽命達 40年。

由于梧桐莊礦快速恢復生產的要求，壓力注入電纜修復液技術在項目的第一期工程暫不實施，待供電系統(tǒng)恢復正常后，在項目第二期安排具體實施。

6.檢測技術指標

（1）直流泄漏。在電力電纜的一相上施加電纜額定工作電壓5倍的試驗電壓，其它相均同時與外皮一起短路連接并接地，測量出電力電纜在直接耐壓過程中于0.25倍、0.5倍、0.75倍、1.0倍試驗電壓下各相停留1min、5min、10min時讀取的泄漏電流值，記錄讀取的數(shù)據(jù)并列出表格、比較各相間、各時間的泄漏電流值，注意在每完成一相泄漏電流值的測量后，一定要進行放電接地，而且接地時間不應少于2min。如遇到測量時相間不平衡系數(shù)大于2、同時泄漏電流值比前一次有明顯增大、泄漏電流上下波動很大、泄漏電流隨試驗電壓增加而急劇上升、或隨時間延長而有上升現(xiàn)象時，說明電力電纜存在著缺陷，不能投入使用，必須處理。

（2）吸收比。在測量電力電纜芯線吸收比時一般用2500V兆歐表，將電力電纜的一相接兆歐表的輸出火線上，其他相均同電纜外皮連接并且接地，測量出電力電纜在15s和60s時的絕緣電阻值。用15s時的絕緣電阻值與60s時的絕緣電阻值相比較，這個比值就稱為吸收比，其值的大小直接反映此電力電纜的受潮程度。

比值越大，電纜受潮程度越大；比值越小，電纜受潮程度也就越小。當這個比值大于1.3時，就說明這條電纜已受潮比較嚴重，不能投入運行，必須經(jīng)過干燥處理后才能使用。

7.封堵端頭

電纜干燥結束測試合格后，及時將電纜端頭用堵水接頭或堵水終端進行防水封堵，也可用電纜防水封帽封堵。

四、結語

井下和礦山電纜用量大，成本高，電纜受潮的修復技術可降低煤礦系統(tǒng)成本和減少不安全因素。