第六章 矿用电缆与电缆连接器幻灯片.ppt

第六章矿用电缆与电缆连接器 第一节矿用电缆 一 矿用电缆的分类及结构按传统分类方法 分为铠装电缆 橡套电缆和塑料电缆 矿用阻燃电缆分为 煤矿用移动类阻燃软电缆 矿用额定电压10KV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆和矿用阻燃通信电缆 煤矿安全规定 第467条对固定敷设的高压电缆规定 1 在立井井筒或倾角为45 及其以上的井巷内 应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 2 在水平巷道或倾角在45 以下的井巷内 应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 煤矿用移动类阻燃软电缆 移动类阻燃软电缆按绝缘和护套材料分为橡胶和弹性体材料两种 移动类阻燃软电缆又分为 普通橡套和屏蔽橡套阻燃软电缆 普通橡套阻燃电缆 普通橡套阻燃电缆与普通橡套电缆结构相同 由多根细铜线绞合而成 分相绝缘和垫芯都由橡胶制成 外护套采用氯丁橡胶制成 氯丁橡胶燃烧时生成氯化氢气体 将火焰包围起来 使它与空气隔离 很快熄灭 因此称为阻燃电缆 普通橡套阻燃软电缆1 导电线芯 2 分相绝缘 3 接地线 4 外护套 屏蔽橡套阻燃软电缆 与普通橡套软电缆结构相同 不同在于每根主线芯的分相绝缘外包有导电橡胶制成的屏蔽层 接地芯线外没有橡胶绝缘 直接缠绕橡胶绝缘带 屏蔽电缆的优点 由于各屏蔽层都是与接地线直接相连 所以当任一主线芯的绝缘破坏时 首先通过屏蔽层直接接地造成接地故障 使检漏继电器动作 切除故障电源 既可以防止严重的相间短路发生 又可有效地防止漏电火花或短路电弧引起的瓦斯 煤尘爆炸 屏蔽电缆特别适用于具有瓦斯 煤尘爆炸的场所和启动频繁的电气设备 矿用额定电压10KV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆 固定敷设阻燃电力电缆的主线芯由铜线绞制而成 分相绝缘采用聚氯乙烯或交联聚乙烯 外护套采用聚氯乙烯 分为铠装和非铠装 煤矿用阻燃通信电缆 照明 通信 信号和控制电缆 应采用铠装或非铠装通信电缆 橡套电缆或MVV型塑力缆 二 矿用电缆的选型 电缆型号的选择 遵循 煤矿安全规程 467条 规定 敷设地点的水平差与规定允许敷设水平差相适应 应带有供保护接地用的足够截面的导体 禁用铝包电缆 必须采用取得煤安标志的阻燃电缆 主芯线截面满足线路负荷的要求 高压电缆按敷设电缆的巷道条件选择 低压电缆采用MVV铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆 非固定敷设高低压电缆 必须采用符合MT818标准的橡套软电缆 移动式和手持式电气设备使用专用橡套电缆 照明 通信 信号和控制用电缆 采用铠装或非铠装通信电缆 橡套电缆或MVV型塑力缆 低压电缆不采用铝芯 采区低压电缆严禁采用铝芯 电缆长度的确定 由于电缆有一定的柔性 敷设时要有一定的弯曲和松弛度 因此 电缆实际长度大于敷设路径长度 关系为 式中Ls 电缆实际长度 m K 增长系数 移动类阻燃软电缆取1 1 铠装电缆1 05 L 敷设路径长度 m 电缆有接头时 在接线盒两端各增加3m 电缆主线芯截面积的确定 按机械强度要求选择电缆截面经常移动的电气设备使用的移动类阻燃软电缆的截面积应首先满足机械强度的要求 按机械强度要求的最小截面积选择截面积然后满足允许电流要求 低压动力电缆 1 按长时允许负荷电流选择电缆截面 电缆的长时允许通过的电流值应大于或等于实际流过电缆的工作电流 即 IY Ig式中 IY 电缆长时允许通过的电流 A Ig 实际流过电缆的工作电流 A 2 按电压损失确定电缆主截面在井下低压供电系统中 电压损失由三部分组成 3 按电缆最远点的最小短路电流校验所选电缆是否满足保护装置要求的最小截面 高压动力电缆应按经济电流密度 允许负荷电流 线路允许电压损失进行选择 并按短路电流校验电缆的热稳定性 并要求流过电缆的最小两相短路电流满足过流保护装置灵敏度的要求 三 矿用电缆敷设与维护 一 电缆的敷设1 电缆敷设前的准备 1 首先检查电缆的外观不应有砸伤 压扁 铠装松散 严重锈蚀 外护套龟裂等现象 2 电缆的敷设路径应按长度最短 易于敷设 便于维修 巷道支护良好 有利安全的原则选择 3 敷设线路的检查 巷道内电缆挂钩齐全 安全距离和高度应符合要求 金属电缆钩应作防锈处理 电缆通过硐室门 风门等隔墙时 应安装好穿墙管 预定敷设电缆接线盒的地点不应有淋水 2 电缆敷设的有关规定 1 敷设地点的规定 在总回风巷和专用回风巷不应敷设电缆 溜放煤 矸 材料的溜道中严禁敷设电缆 2 电缆必须悬挂 在水平巷道或倾角在30 以下的井巷中 电缆应用吊钩悬挂 在立井井筒或倾角在30 及其以上的井巷中 电缆应用夹子 卡箍或其他夹持装置进行敷设 3 水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的驰度 并能在意外受力时自由坠落 4 电缆悬挂点间距 在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m 在立井井筒内不得超过6m 5 电缆不应悬挂在风管或水管上 不得遭受淋水 电缆与压风管 供水管在巷道同一侧敷设时 必须敷设在管子上方 并保持0 3m以上的距离 6 井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧 如果必须同侧敷设在井筒内 应敷设在距电力电缆0 3m以外的地方 在巷道内 应敷设在电力电缆上方0 1m以上的地方 7 高 低压电力电缆敷设在巷道同一侧时 高 低电缆之间的距离应大于0 1m 高压电缆之间 低压电缆之间的距离不得小于50mm 以便于摘挂 二 电缆的运行与维护 1 电缆的运行 1 电缆投入运行前应进行下列电气试验 测量电缆各线芯导体的直流电阻和三相电阻的对称性 测量电缆的终端接线盒及中间接线盒各接地极的接地电阻 按有关规定进行绝缘性能试验 检查电缆线路的相位 2 矿井电缆线路禁止升压运行 3 电缆表皮的允许温度应每月测量一次 并符合要求 3kv以下橡套电缆芯线允许最高温度为650c 相应表皮温度为50 550c 4 运行中电缆线路的绝缘电阻值应符合规定要求 2 电缆运行中的定期检查 1 检查周期 固定敷设电缆的绝缘和外部检查 每季1次 但每周应由专责电工检查1次外部和悬挂情况 移动式电气设备的橡套电缆绝缘检查每月1次 但每班由当班司机或专责电工检查1次外皮有无破损 立井井筒中的电缆外部和悬挂情况每月至少检查一次 应由两人进行 每一矿井的井下供电专职人员应与生产单位的维修人员一起 每月对正常生产采区电缆的负荷情况进行一次检查 每年进行一次高压电缆泄露和耐压试验 每季度检查一次固定敷设的电缆绝缘 每周由专责电工检查一次悬挂情况 并进行外部处理 2 检查内容 对敷设在井筒内的电缆应检查 电缆应无机械损伤 铠装层应无松散及严重锈蚀 固定电缆的卡子应无松动 砸 刮损坏 清除电缆卡子与支架上的积垢及杂物 检查接线盒的表面温度 井下中央变电所至采 掘电缆应检查 电缆应按规定吊挂好 电缆应无机械损伤 电缆的金属铠装层应无锈蚀 裂口 断裂 松散 脱落现象 电缆与电气设备的连接应符合防爆要求 电缆的标志应符合要求 绝缘电阻的测量绝缘电阻的测定 对于1000v以下的电缆用500v或1000v兆欧表测量 1000v以上的电缆用2500v兆欧表测量 绝缘电阻值 1KV以下电缆不小于50M 6 10KV电缆不小于100M 运行中的高压橡套电缆的绝缘电阻一般应大于50M 低压一般应大于2M 3 电缆的维护管理 1 电缆外皮的防腐井下敷设的裸钢带或钢丝铠装电缆应定期进行防腐处理 2 电缆的防护 掘进工作面机电设备用的电缆 随时监视电缆情况 防止电缆遭受撞击 挤压 设备移动时 设专人看守 防止电缆挤伤和拖断 立井井筒内更换罐道 风水管路维修及井壁维修时 对井筒内的电缆必须进行防护 在井筒施工时 要制定措施防止砸伤电缆 在井下巷道内运输超宽大型材料或大型设备时 制定措施防止挤伤 撞伤 刮断电缆 在井下堆放物料时严禁压挤电缆 3 电缆的管理各矿井应加强对矿用电缆的管理 成立专门组织负责对全矿电力 照明 通信控制电缆统一管理 做到帐 卡 物一致 禁止电缆露天堆放 严禁不合格的电缆下井 4 电缆的试验为了保证电缆的正常运行 应定期检查电缆和电气设备的绝缘 并按规定做预防性试验 1 浸水耐压试验 浸水耐压试验是将修补后的电缆浸入水池中 但两端头露出水面 将一根芯线接试验电源 其余芯线短接接地 试验电压为2倍额定电压加1kv 持续时间为5min 电缆不被击穿 浸水耐压试验合格 2 载流试验 载流试验用来检查芯线接头的质量 试验时 先将电缆芯线串联起来 然后接电源 使芯线通过长期允许负荷电流 持续时间为30min 芯线接头处温度不超过电缆正常表面温度 认为合格 四 矿用电缆故障及判断 一 电缆故障的种类和原因1 电缆故障的种类电缆常见故障有以下几种 1 电缆的绝缘故障 主线芯之间或线芯对地绝缘电阻达不到要求 线芯之间或主线芯对地泄漏电流过大 2 单相接地故障单相接地故障也称漏电接地故障 即某相线芯完全接地 检漏继电器动作 3 短路故障短路故障包括二相或三相相间短路 二相或三相同时接地短路 4 断相故障电缆一相或几相芯线断开 2 电缆故障的原因 1 电缆在使用中遇到挤 压 埋 砸 刮 受潮 进水都可能使电缆的绝缘下降 造成漏电 短路及断相事故 2 在运输过程中 因电机车 矿车掉道或者材料超宽造成碰撞 损坏运输大巷的电缆出现断相 短路事故 3 电缆接线盒不符合要求 密封不好受潮 造成短路 绝缘下降事故 4 日常维护检修管理不善 将电缆落在地上 甚至浸泡在水中 造成漏电 短路事故 5 电缆连接时出现鸡爪子 羊尾巴 明接头 毛刺是造成单相接地的主要原因 6 选择电缆截面时机械强度不够 拉断或挂断 造成断相事故 7 因操作过电压 大气过电压造成电缆的短路 接地事故 8 电缆截面积过小 使电缆长期过负荷运行 造成绝缘老化 出现电缆绝缘故障造成漏电 案例 某矿使用的橡套电缆发生龟裂 经检测判断 主要原因是由于电缆长期过负荷运行 电缆温度过高 造成绝缘老化 芯线与芯线粘连 9 保护装置失灵或甩掉不用 使短路电流产生高温引起电缆着火事故 二 电缆故障的判断 1 故障性质的判断用兆欧表 摇表 通过测量绝缘电阻判断出相间短路 单相接地 断相故障 具体方法如下 1 单相接地故障判断 2 相间短路故障的判断 3 断相故障的判断2 电缆故障点的判断用摇表测量电缆线芯之间及线芯和地之间的绝缘电阻 判断出电缆故障的性质 凡属电缆绝缘故障 往往是通过检测绝缘电阻和做泄漏试验发现的 或者从检漏继电器绝缘读数判断 接地事故可通过检漏继电器跳闸发现 短路事故通常是接地短路或短路后接地 少数是只短路不接地 三 处理电缆故障的注意事项 1 正确判断及时处理当电缆发生故障后 首先应根据事故的现象和状态 正确判断故障的类别 并立即处理 对不能立即处理的故障 应立即汇报有关部门 迅速组织有关人员进行处理 2 必须注意的事项 1 用普通型携带式电气测量仪表测量电缆故障时 或采用在地面测试的方法测试井下进风巷中铠装电缆的故障时 必须保证周围的瓦斯浓度低于1 以下 在使用过程中 实时监测周围的瓦斯浓度 2 电缆因故障引起火灾时 立即切断电源 用砂子 干粉灭火器等灭火器材灭火 并及时汇报 3 不准用试送电的方法判断电缆故障的性质和故障点所在区段 在万不得以的情况下使用时 只有在瓦斯检查员查明故障电缆所在地点的瓦斯浓度低于1 以下 并做好充分的灭火准备后方可进行 对有煤 岩 与瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出的巷道区域内的电缆故障 严禁用试送电方法判断电缆的故障点 4 用仪器 仪表及人工敲打等方法判断电缆故障点时 必须在故障电缆切断电源 并与其它电网完全隔开后方可进行 第二节电缆的连接与连接装置 一 矿用电缆的连接 一 电缆连接的基本要求1 导电线芯连接处的接触电阻要小 要保持稳定 其最大值不应超过同截面同长度线芯电阻的1 1倍 2 电缆线芯的连接 通常采用压接法 焊接法 严禁采用绑扎法 连接处要有足够的抗拉强度 其值不得低于电缆线芯强度的80 3 电缆连接处的绝缘强度不应低于电缆原值 并能在长期运行中保持绝缘密封良好 能承受运行中经常遇到的操作过电压 大气过电压和故障过电压 4 两根电缆的铠装 屏蔽层和接地线芯都应有良好的电气连接 5 电缆连接装置结构简单 体积要小 并有足够的机械强度和较长的使用寿命 6 电缆与电气设备连接时 接线后紧固件的紧固程度要符合要求 压盘式线嘴压紧电缆后的压扁量不超过电缆直径的10 7 当橡套电缆与各种插销连接时 必须使插座在电源的一边 二 煤矿安全规程 对矿用电缆连接的要求 煤矿安全规程 472条规定 电缆的连接应符合下列要求 1 电缆与电气设备的连接 必须用与电气设备性能相符的接线盒 电缆线芯必须使用齿形压线板 卡爪 或线鼻子与电气设备进行连接 2 不同型电缆之间严禁直接连接 必须经过符合要求的接线盒 连接器或母线盒进行连接 3 同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定 1 橡套电缆的修补连接必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补 在地面热补或冷补后的橡套电缆 必须经浸水耐压试验 合格后方可下井使用 2 塑料电缆连接处的机械强度以及电气 防潮密封 老化等性能 应符合该型矿用电缆的技术标准 三 电缆的连接 1 低压橡套电缆与电气设备的连接1 低压橡套电缆与电气设备的连接必须使用电缆引入装置 2 电缆外护套进入接线盒器壁一般为5 15mm 3 接线应整齐 无毛刺 卡爪不压绝缘胶皮或其它绝缘物 也不得压住或接触屏蔽层 4 橡套电缆与各种插销连接时 必须使插座连接靠电源的一边 2 导电线芯的连接导电线芯的连接一般采用压接法和焊接法 1 导线线芯压接法压接法是用压钳将接线端子或连接管与电缆导电线芯压接在一起 用压接法连接电缆导电线芯的接触电阻小而稳定 并有足够的机械强度 不受环境限制 2 导电线芯焊接法 锡焊法 锡焊法适用于铜芯电缆连接 采用开口铜连接管 将线芯端部剥去一段绝缘 铜铝焊接法 适用于铝导线焊铜接线端子 3 橡套电缆线芯的冷压连接矿用移动橡套软电缆线芯的连接 可采用插接法 固定敷设的各种矿用橡套电缆线芯连接采用搭接法 首先将线芯线头铜丝成伞状散开 用砂纸逐根轻轻打磨除去铜丝表面的氧化层和锈蚀 弄直整顺 使线头端面成圆型 注意不得去股丝 用棉丝擦净线头表面的污垢和潮气 将铜套管内孔长度的1 2套在线头上 并使伸入铜管内的线头仍保持松散状态 两手各捏着铜套管两侧的线芯 不断地来回捻动着向管内轻轻对插 插接后的两侧线头在管内相互交叉合拢长度应大于铜套管长度 并且线头端应稍伸出铜管约3 5mm 2 搭接法 将松散开的两个线芯线头用手指捻圆合拢 将铜套管轻轻套在需要连接的一个线芯线头上 并使线头的末梢从铜套管端伸出5 7mm 将另一线头末梢搭在已伸出连接管的线头上方 并紧密地插入连接管 两个线头在连接管内的搭线长度应大于连接管长度 并且两个线头末梢均应伸出连接管3 5mm 3 压接操作对内插接或搭接好的线头 用铜绑线对伸出铜套管两端的线头紧紧绑扎1 2圈 使绑线线箍从两端挡住铜套管 使之不能串动 然后把套好的铜套管的线芯接头放入压模腔中央 平稳操作压钳手把 直至压模完全合模 二 电缆连接装置 电缆连接装置是电缆与电气设备连接 电缆之间的连接必不可少的装置 按照用途可分为终端联接装置和中间连接装置 按照所使用的地点不同又分为 接线盒和连接器 三 电缆连接装置的安装 运行及维护 一 电缆连接装置的安装电缆连接装置除了传统的热灌绝缘胶 环树氧脂接线盒外 目前应用较多的是热缩电缆连接 电缆连接器 高压防爆接线盒 1 热缩电缆连接安装热缩材料是60年代后期发展起来的一种新材料 它是利用聚合物材料的 强性记忆 效应原理制成各种形状的零件与管材 热缩材料除具有良好的热收缩性能外 还具有防蚀 防潮 轻便 安装方便等一系列优点 因此被广泛应用 现以6kv橡套或塑料电缆为例介绍终端热缩安装工艺 1 剥切电缆 2 焊接地线 3 压接接线端子 4 安装热缩管 5 安装分支手套 6 安装绝缘护套管 7 安装密封护套管 注意事项 热缩材料温度达到100 130 时 开始收缩 若使用汽油喷灯时 火焰不宜硬 并注意远离材料 控制加热温度 火焰应朝收缩方向 预热材料便于收缩 按安装工艺要求的起始部位和方向顺序收缩 便于排除气体和密封 收缩完毕的管子应光滑无皱折 剥除金属屏蔽层时 切口要平齐 不要有毛刺和凸缘 避免损坏和刺穿热缩材料 2 电缆连接器的安装以BCG1 200 6000型矿用隔爆型电缆连接器为例 即原AGKB型 与矿用双屏蔽五芯橡套软电缆连接 安装前应检查电缆的完整性及其芯线有无潮气浸入 然后按下列工艺安装 1 将电缆橡胶外护套切剥开255mm一段长度 不要损伤金属屏蔽并编成两个小辫 2 将三根主芯线的半导体用木锉 砂布清除干净 除端部28mm长及应力锥部分外 全部用聚氯乙烯带包1至2层 3 端部28mm处用合适的GT型铜管套牢 然后用压钳压牢 前已叙述 4 在根部52mm处浇注环氧树脂 5 电缆接地芯线与铜接线座接好后 在适当部位剥开10mm左右绝缘皮与内接地螺栓接紧压牢 6 用压钳压紧的端部电缆芯线放入铜接线座内 用三个内六角圆柱紧定螺钉牢固地与接线座压牢 二 电缆连接装置的运行及维护1 电缆连接装置的安装严禁带电作业 在断电后 必须确保无残余电压后 方可折卸操作 2 应定期检查电缆连接装置的表面温度 3 电缆与电气设备的连接 电缆与电缆的连接应符合防爆要求 无不合格接头 4 电缆连接装置表面应无脏污物 5 电缆连接装置应悬挂在无淋水处 并应可靠与井下接地网连接 6 高压电缆连接装置至少每周检查一次绝缘 71 除在进风斜井 井底车场及其附近 中央变电所至采区变电所之间外 其他地点必须采用 B A 铝芯电缆B 铜芯电缆C 专用电缆108 井下电缆 B 采用铝包电缆 A 必须B 严禁C 不准109 溜放煤 矸 材料的溜道中 A 敷设电缆 A 严禁B