李萬松

(安徽凌宇電纜科技有限公司，安徽 無為238371)

0 引言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭由原來的人工開采變?yōu)橛矛F(xiàn)代化的聯(lián)合采煤機組來開采，聯(lián)合采煤機組包括采煤機、梭車和輸送機。采煤機采下的煤由梭車運到皮帶輸送機上，梭車在工作過程中是來回移動的，而電纜是通過梭車上的滾筒自動收放的，會發(fā)生嚴(yán)重的彎曲和拖拉，同時還受到跌落的煤塊和石塊的沖擊，很容易使電纜導(dǎo)體斷裂和護套破損，從而發(fā)生短路，若遇到瓦斯將會產(chǎn)生爆炸。在遇到火災(zāi)時電纜燃燒又會產(chǎn)生大量的有毒氣體，使人的生命安全受到很大威脅。

1 技術(shù)要求與結(jié)構(gòu)設(shè)計

公司組織技術(shù)人員專赴煤礦實地考察，發(fā)現(xiàn)梭車電纜的使用環(huán)境惡劣，要求梭車電纜具有耐磨、抗拉、抗扭、抗彎曲、抗靜電、抗干擾、低煙無鹵等性能。

目前，國內(nèi)尚無梭車電纜的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們根據(jù)使用環(huán)境和用戶的要求，參照MT 818—2009煤礦用電纜標(biāo)準(zhǔn)和TICW/06—2009計算機與儀表電纜技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合使用特點對結(jié)構(gòu)加以改進，以提高部分性能，設(shè)計了煤礦梭車用橡套軟電纜。圖1為MDSCPTJB－0.66/1.14和MDSCPTJB－1.9/3.3的電纜結(jié)構(gòu)圖。

(1)監(jiān)視線芯和地線芯。導(dǎo)體采用高強度紡綸絲纖維經(jīng)股絞構(gòu)成導(dǎo)體的抗拉絲。采用六類鍍錫軟銅線分層纏繞在高強度、高彎曲性能的抗拉絲上，每層的纏繞方向相反，最外層的纏繞方向為左向，構(gòu)成監(jiān)視線芯導(dǎo)體。這種結(jié)構(gòu)形式節(jié)距很小，導(dǎo)體單絲展開后其長度是原長度的1.3～1.5倍，電纜在彎曲和拖拉時，導(dǎo)體猶如一根彈簧，大部分的作用力都集中在抗拉絲上，從而有效地避免了電纜導(dǎo)體被拉斷和彎斷。監(jiān)視線芯擠包絕緣后編織一層金屬屏蔽層，這樣就能有效地避免外界電源信號對監(jiān)視回路的干擾。

地線芯導(dǎo)體同樣采用六類鍍錫軟銅線分層纏繞在抗拉絲上，地線芯導(dǎo)體無絕緣層，提高了電纜的抗靜電能力。

圖1 MDSCPTJB－0.66/1.14和MDSCPTJB－1.9/3.3電纜的結(jié)構(gòu)圖

(2)動力線芯。為保證梭車電纜有較好的柔軟性，動力線芯導(dǎo)體采用六類導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。多股鍍錫軟銅線股絞后復(fù)絞，導(dǎo)體股絞節(jié)徑比控制在12倍以下，復(fù)絞的節(jié)徑比控制在10倍以下，并且為股絞和復(fù)絞方向相同的同心式正規(guī)絞合，外層絞合方向為左向。此種絞合方式中每一根股線的位置均輪流在絞線上部的伸長區(qū)和絞線下部的壓縮區(qū)，當(dāng)絞線彎曲時導(dǎo)體不會發(fā)生變形斷裂，使其柔軟性和延展性更好。為了改善導(dǎo)體表面的電場分布、均化電場和消除導(dǎo)體與絕緣層之間氣隙，同時防止導(dǎo)體絞合過程中的毛刺等尖端突起刺入絕緣層，先繞包一層半導(dǎo)電帶后擠包絕緣形成絕緣線芯，然后編織一層金屬屏蔽層，避免對外界的干擾。

(3)纜芯。三根動力線芯、一根監(jiān)視線芯和兩根地線芯，三大三小絞合成纜芯，絞向為右向，纜芯外繞包一層半導(dǎo)電帶。動力線芯用金屬和纖維編織屏蔽，而地線芯沒有絕緣，在成纜纜芯外繞包半導(dǎo)電帶也就增大了動力線芯屏蔽和地線芯的接觸面，這樣在電纜絕緣任何一處受到損傷時整個設(shè)備都會立即斷電，井下不會因電纜故障而發(fā)生危險。

(4)加強層和護套。電纜的加強層采用芳綸絲編織在內(nèi)、外護套之間，且內(nèi)外護套要緊密結(jié)合。內(nèi)、外護套采用耐油、耐熱、耐腐蝕、耐磨的以三元乙丙膠為基料的低煙無鹵阻燃橡皮擠包，使電纜的抗扭轉(zhuǎn)和抗彎曲性能有了很大提高，同時在電纜遇火災(zāi)時無有毒氣體放出。

2 材料的選用

(1)為保證梭車電纜具有較好的柔軟性，導(dǎo)體采用符合GB/T 3953標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電工圓銅線，結(jié)構(gòu)符合GB/T 3956標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的六類導(dǎo)體。

(2)監(jiān)視線芯絕緣和動力線芯絕緣采用以三元乙丙膠為基料的絕緣橡皮，性能符合GB 7594.8—1987標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，抗張強度不小于6.5 MPa。

(3)內(nèi)護套和外護套采用具有良好機械物理性能的耐油、耐熱、耐腐蝕、耐磨的以三元乙丙膠為基料的低煙無鹵阻燃橡皮，性能符合GB 7594.7—1987標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，且抗拉強度不小于15.0 MPa，抗撕不小于5.0 N/mm。

(4)編織加強層采用高強度的紡綸絲纖維。

3 試制工藝

下面以MDSCPTJB－0.66/1.14 kV 3×25+2×6/2+1×2.5低煙無鹵梭車電纜為例說明試制過程，電纜結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(1)監(jiān)視線芯和地線芯。導(dǎo)體采用了高強度紡綸絲纖維經(jīng)400型束線機股絞構(gòu)成導(dǎo)體的抗拉絲。采用六類鍍錫軟銅線，用500型纏繞機分層纏繞，每層纏繞方向相反，最外層的纏繞方向為左向，用 65擠橡機擠包絕緣層，用16錠編織機編織金屬屏蔽層。同樣采用六類鍍錫軟銅線用500型纏繞機分層纏繞在抗拉絲上構(gòu)成地線芯導(dǎo)體，地線芯導(dǎo)體無絕緣層。

(2)動力線芯。采用多股鍍錫軟銅線用500型束絞機股絞和500型籠絞機復(fù)絞，并且為股絞和復(fù)絞方向相同的同心式正規(guī)絞合，絞合方向為左向，同時繞包一層半導(dǎo)電帶后采用 90擠橡機擠包絕緣形成動力線芯，動力線芯用24錠編織機編織金屬和纖維屏蔽層。

(3)纜芯。三根動力線芯、一根監(jiān)視線芯和兩根無絕緣層的地線芯，三大三小采用1+6/1250成纜機絞合成纜芯，同時繞包一層半導(dǎo)電帶。

(4)加強層和護套。使用 120擠橡機擠包內(nèi)護套后采用36錠編織機編織加強層，再用 120擠橡機擠包外護套。

在擠包電纜外護套時要注意:因為電纜內(nèi)外護套之間有加強層，擠包外護套時要防止產(chǎn)生氣泡、爆裂，生產(chǎn)時設(shè)備要選用有水汽平衡的連續(xù)硫化生產(chǎn)線，蒸汽壓力控制在0.6 MPa左右，出線速度控制在2 m左右，電纜出冷卻管后能夠充分冷卻，使內(nèi)外溫度達到平衡就不至于產(chǎn)生氣泡、爆裂。

4 性能測試

我們對低煙無鹵梭車電纜做了主要性能測試，試驗結(jié)果見表1。從試驗結(jié)果可知本產(chǎn)品完全滿足 梭車工作環(huán)境的要求。

表1 低煙無鹵梭車電纜的主要性能

5 結(jié)束語

由于對MDSCPTJB型梭車電纜結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，因此提高了電纜的抗靜電和抗干擾能力以及抗彎曲性能，電纜受到損傷時整個設(shè)備會立即斷電;同時選用了具有良好機械物理性能的耐油、耐熱、耐腐蝕、耐磨的以三元乙丙膠為基料的低煙無鹵阻燃橡皮為護套材料，在電纜燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，使人的生命安全有了保障，而且使用壽命長。該型號電纜完全可以替代進口產(chǎn)品。

［1］MT 818—2009煤礦用阻燃電纜［S］.

［2］GB/T 3956—2008電纜的導(dǎo)體［S］.

［3］GB 7594—1987電線電纜橡皮絕緣和橡皮護套［S］.

［4］TICW/06—2009計算機與儀表電纜［S］.