矿用电缆及其连接装置

1、矿用电缆矿用电缆一一、矿用电缆的类型矿用电缆的类型、适用场所、适用场所二、矿用电缆的选择二、矿用电缆的选择三三、矿用电缆的敷设、矿用电缆的敷设四、矿用电缆的连接四、矿用电缆的连接五、矿用电缆的维护运行五、矿用电缆的维护运行六六、电缆故障点的寻找方法电缆故障点的寻找方法矿用电缆的特点矿用电缆的特点优点优点: : 安全可靠、不占空间、不受外界影响安全可靠、不占空间、不受外界影响 缺点缺点: : 投资大、查找故障困难、维护检修不便投资大、查找故障困难、维护检修不便 适用适用: : 有火灾和瓦斯爆炸危险、潮湿和地下淋有火灾和瓦斯爆炸危险、潮湿和地下淋水、空间狭窄和人机拥挤的井下输电水、空间狭窄和人机拥

2、挤的井下输电 重要性重要性: : 矿井供电系统的大动脉矿井供电系统的大动脉 要求要求: : 正确的选择、安装、使用和精心维护矿正确的选择、安装、使用和精心维护矿用电缆用电缆 分类分类一、一、 矿用电缆的类型、适用场所矿用电缆的类型、适用场所动力电缆动力电缆向电动机供电向电动机供电照明、控制、通信等电缆照明、控制、通信等电缆向井下向井下 照明、控制、通信设备供电照明、控制、通信设备供电按用途按用途按电压按电压低压电缆低压电缆1200v1200v电网电网高压电缆高压电缆大于大于1200v1200v电网电网按结构按结构铠装电缆铠装电缆 用于固定敷设用于固定敷设橡套电缆橡套电缆 给移动设备供电给移动设

3、备供电塑料电缆塑料电缆 铠装、橡套换代产品铠装、橡套换代产品1.1.动力电缆动力电缆结构、类型结构、类型监视芯线监视芯线 动力芯线动力芯线1 1 ) )导电芯线导电芯线 按芯线作用不同可以分为：按芯线作用不同可以分为：动力芯线：有二芯、三芯，输送单相或三相电能；动力芯线：有二芯、三芯，输送单相或三相电能；中性线：为一芯，用于三相四线制系统；中性线：为一芯，用于三相四线制系统；接地芯线：为一芯，用来实现电气设备的接地；接地芯线：为一芯，用来实现电气设备的接地；控制芯线：可多芯，用来实现远控、联控制等电路连接控制芯线：可多芯，用来实现远控、联控制等电路连接监视芯线：监视接地芯线连续性，监视外界破坏

4、物体侵入作用监视芯线：监视接地芯线连续性，监视外界破坏物体侵入作用按芯线的材料不同可分为：按芯线的材料不同可分为： 铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但价格较高；价格较高； 铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性能活泼，接铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性能活泼，接头容易氧化造成接触不良，产生断续电弧高温，尤头容易氧化造成接触不良，产生断续电弧高温，尤其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引燃引爆瓦斯和煤尘。井下限用。燃引爆瓦斯和煤尘。井下限用。 煤矿安全规程规定：在进风斜井、井底车场及其煤矿安全规

5、程规定：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，可以采用铝附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。2 2 ) )电缆的绝缘层电缆的绝缘层 按作用不同按作用不同芯线绝缘芯线绝缘: : 分包在每个导电芯线分包在每个导电芯线外，以防止相间短路外，以防止相间短路统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外面以防止对地短路。面以防止对地短路。芯线绝缘统包绝缘按绝缘材料不同可分为按绝缘材料不同可分为1:1:橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡胶、乙丙橡胶两种。天然丁苯橡胶、乙

6、丙橡胶两种。天然橡胶易燃，已被耐高温、耐高压橡胶易燃，已被耐高温、耐高压耐潮性好的乙丙橡胶取代耐潮性好的乙丙橡胶取代. .2:2:塑料绝缘塑料绝缘。塑料绝缘又分为聚。塑料绝缘又分为聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。3:3:聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸具有耐油、耐酸碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限等等; ;4:4:交联聚乙烯绝缘交联聚乙烯绝缘电缆还耐高压，电缆还耐高压，并且耐热性及耐溶剂性能都有所并且耐热性及耐溶剂性能都有所改善，故应优先选用。塑料绝缘改善，故应优先选用。塑料绝缘电缆电缆已取代油浸纸绝缘。已取代油浸纸绝缘。芯线绝缘统包绝缘

7、3 3 电缆的保护层电缆的保护层按作用不同分为：按作用不同分为： 内护层：用于直接保护绝缘层内护层：用于直接保护绝缘层外护层：用于保护内护层外护层：用于保护内护层 钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线金属套阻燃橡套-阻燃，井下用橡胶护套普通橡套-易燃，井下禁用铅包-不易引爆，井下用铝包-易引爆，井下禁用聚氯乙烯-井下用塑料护套：内衬层-保护内护层钢带铠装-抗压，用于45井巷 外被层-保护钢铠层粗钢丝铠装-抗拉，用于45井巷黄麻层-易燃，井下禁用塑料带-不易燃，井下用 钢铠层无妨带-不易燃，井下用 4 4 电缆的屏蔽层电缆的屏蔽层 导线屏蔽。包在电

8、缆导线表面外导线屏蔽。包在电缆导线表面外的半导电材料，用于大于的半导电材料，用于大于3kv3kv的高的高压电缆防止电晕产生。压电缆防止电晕产生。 绝缘屏蔽。包在绝缘和接地芯线绝缘屏蔽。包在绝缘和接地芯线之外的半导电材料，一相绝缘破之外的半导电材料，一相绝缘破损时，主芯线经绝缘屏蔽与接地损时，主芯线经绝缘屏蔽与接地芯线相连，使单相接地保护动作芯线相连，使单相接地保护动作切断电源，防止相间短路故障以切断电源，防止相间短路故障以及短路电弧引爆瓦斯煤尘绝缘屏及短路电弧引爆瓦斯煤尘绝缘屏蔽电缆适用于有爆炸危险场所。蔽电缆适用于有爆炸危险场所。 金属屏蔽。包在统包绝缘之外的金属屏蔽。包在统包绝缘之外的导电

9、材料，产生电磁屏蔽以防止导电材料，产生电磁屏蔽以防止强电场辐射干扰通信信号。强电场辐射干扰通信信号。3kv3kv以以上的电缆均应有金属屏蔽。上的电缆均应有金属屏蔽。接地芯线绝缘屏蔽监视芯线绝缘屏蔽铠装电缆机械强度高、寿命长，用于向固定设备铠装电缆机械强度高、寿命长，用于向固定设备输电。粗钢丝铠装电缆抗拉强度高，用于倾角输电。粗钢丝铠装电缆抗拉强度高，用于倾角4545度及其以上的井巷；钢带铠装抗压强度高，用于度及其以上的井巷；钢带铠装抗压强度高，用于倾角小于倾角小于4545度的井巷。无铠装的塑料电缆和橡胶度的井巷。无铠装的塑料电缆和橡胶电缆用于向移动设备供电。有导体屏蔽、金属屏电缆用于向移动设备

10、供电。有导体屏蔽、金属屏蔽的电缆用于高压设备的供电。有绝缘屏蔽的电蔽的电缆用于高压设备的供电。有绝缘屏蔽的电缆用于有爆炸危险的工作面设备的供电。除进风缆用于有爆炸危险的工作面设备的供电。除进风斜井、井底车场及附近、中央变电所至采区变电斜井、井底车场及附近、中央变电所至采区变电所之间的高压可以采用铝芯电缆，其它地点的高所之间的高压可以采用铝芯电缆，其它地点的高低压均采用铜芯电缆。低压均采用铜芯电缆。比较比较煤矿常用电缆的结构示意图图4-1 YJV22型塑料电缆1-外被层；2-钢铠；3-内衬层；4-统包绝缘；5-相间绝缘；6-导电芯线图4-2 采煤机专用电缆部分英国进口电缆外形图部分英国进口电缆外

11、形图 BS188BS188柔性柔性拖拽电缆拖拽电缆 BS505BS505柔性柔性拖拽电缆拖拽电缆 BS504BS504柔性柔性拖拽电缆拖拽电缆 BS504BS504柔性柔性拖拽电缆拖拽电缆 2.2.电缆的额定电压、型号及使用场所电缆的额定电压、型号及使用场所 1)1)电缆的额定电压电缆的额定电压 电缆的额定电压用电缆的额定电压用UoUoU U表示，单位为表示，单位为kV kV UoUo表示任一主导体和表示任一主导体和“地地”之间的电压有效值之间的电压有效值; ; U U 表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导体之表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导体之间的电压有效值。间的电压有效值。 例如：例如

12、：0.38/0.66v0.38/0.66v表示表示U U0 0为为380v380v；U U为为660v660v表表1 1 电缆的型号组成及含义电缆的型号组成及含义类别类别导体导体绝缘层绝缘层内护层内护层铠装层铠装层外被层外被层代号代号含义含义代代号号含含义义代代号号含义含义代代号号含义含义代代号号含义含义代代号号含义含义Z Z纸绝缘纸绝缘无无 L L铜铜芯芯 铝铝芯芯无无D D油浸纸油浸纸不滴流不滴流Q Q铅包铅包0 01 12 23 34 4无无联锁钢带联锁钢带双钢带双钢带细圆钢丝细圆钢丝粗圆钢丝粗圆钢丝0 0无无1 1纤维外被纤维外被L L铝包铝包2 2聚氯乙烯外聚氯乙烯外套套V V聚氯乙

13、聚氯乙烯绝缘烯绝缘V V聚氯乙烯聚氯乙烯护套护套3 3聚乙烯或聚聚乙烯或聚烯烃外套烯烃外套YJYJ交联聚交联聚乙烯绝乙烯绝缘缘4 4弹性体外套弹性体外套Y Y聚乙烯护聚乙烯护套套例如例如ZQ20ZQ20表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆。表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆。VLV33VLV33表示聚氯乙烯绝缘铝表示聚氯乙烯绝缘铝芯聚氯乙烯护套细钢丝铠装聚乙烯外护套；芯聚氯乙烯护套细钢丝铠装聚乙烯外护套；YJQ02YJQ02表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯乙表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯乙烯护套铜芯电缆烯护套铜芯电缆 2)电缆的型号表表2 2 矿用电缆型号的组成矿用电缆型号的组成类类别别用途用途结

14、构结构 特征特征额定电压额定电压U UO O/U(kv)/U(kv)动力线动力线地线地线控制控制( (监视监视) )芯数芯数标准截面标准截面芯数芯数标准截面标准截面线芯数线芯数标准截面标准截面MM矿矿用用橡橡套套电电缆缆C-C-采采掘机掘机专用专用 Y-Y-移移动设动设备用备用 M-M-帽帽灯用灯用 Z-Z-电电钻用钻用 H-H-电电话用话用P-P-非金非金属屏属屏蔽蔽T-T-金属金属屏蔽；屏蔽； J- J-监视；监视； Q-Q-轻轻型；型； B-B-编编织加织加强；强；R-R-绕绕包加包加强强0.3/0.5 0.3/0.5 0.38/0.66 0.38/0.66 0.66/1.143.0.6

15、6/1.143.6/66/66/106/101- 1-单芯单芯 2- 2-双芯双芯3- 3-三芯三芯1mm1mm2 21- 1-单单芯芯2.5mm2.5mm2 2 4mm4mm2 2 6mm6mm2 2 10mm10mm2 2 16mm16mm2 2 25mm25mm2 2 35mm35mm2 2 50mm50mm2 21- 1-单芯单芯 2- 2-双芯双芯 3- 3-三芯三芯2.5mm2.5mm2 2 4mm4mm2 2 6mm6mm2 2 10mm10mm2 2 16mm16mm2 2 25mm25mm2 2 35mm35mm2 2 50mm50mm2 21.5mm1.5mm2 22.5m

16、m2.5mm2 24mm4mm2 26mm6mm2 210mm10mm2 216mm16mm2 225mm25mm2 235mm35mm2 250mm50mm2 270mm70mm2 295mm95mm2 2二、二、 电力电缆芯线截面选择计算电力电缆芯线截面选择计算2.1 高压电缆芯线截面选择计算 电缆与架空线相比，散热条件较差，故还应考虑在电缆与架空线相比，散热条件较差，故还应考虑在短路条件下的热稳定问题。因此高压电缆截面除按短路条件下的热稳定问题。因此高压电缆截面除按经济电流密度、允许电压损失、长时允许电流选择经济电流密度、允许电压损失、长时允许电流选择外，还应按短路的热稳定条件进行校验。

17、外，还应按短路的热稳定条件进行校验。例如：例如：MYPJ-3.6/6-3MYPJ-3.6/6-335-135-116-316-32.52.5表示矿用移表示矿用移动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为3.6/63.6/6千伏，三芯千伏，三芯动力截面、每芯截面为动力截面、每芯截面为3535平方毫米，一芯接地线为平方毫米，一芯接地线为1616平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为2.52.5平方毫平方毫米米1 1 按经济电流密度选择电缆截面按经济电流密度选择电缆截面 根据高压电缆线路所带负荷的最大负荷年利根据高压电缆线路所带负荷的最大负荷年利用

18、小时，及电缆芯线材质，查出经济电流密用小时，及电缆芯线材质，查出经济电流密度度JecJec，然后计算最大长时负荷电流，然后计算最大长时负荷电流IcaIca（如（如为双回路并联运行的线路，应按最大长时负为双回路并联运行的线路，应按最大长时负荷电流的一半计算），电缆的经济截面荷电流的一半计算），电缆的经济截面SecSec为为2caecec, mmISJ2 2 按长时允许电流校验所选电缆截面按长时允许电流校验所选电缆截面根据按经济电流密度选择的标准截面，查出根据按经济电流密度选择的标准截面，查出其长时允许电流其长时允许电流I Ia al l，应不小于其最大长时负，应不小于其最大长时负荷电流（此时双回

19、路供电应按一回故障的情荷电流（此时双回路供电应按一回故障的情况考虑），即况考虑），即 Ial Ica 3 3 按电压损失校验电缆截面按电压损失校验电缆截面cN VPLUS U式中式中 L L线路长度，线路长度，m m；S Sc c导线截面，导线截面，mmmm2 2；导线电导率，导线电导率，m m.mm.mm2 2。 4 4 按短路电流校验电缆的热稳定性按短路电流校验电缆的热稳定性式中式中I I最大三相稳态短路电流，最大三相稳态短路电流，A A；t ti i 短路电流作用的假想时间，短路电流作用的假想时间，s s；C C热稳定系数热稳定系数，i2min, mmtSIC2/mmA s2.2 2.2

20、 低压电缆型号、芯数和长度确定低压电缆型号、芯数和长度确定1.低压电缆型号的选择低压电缆型号的选择电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合等条件来决定。煤矿井下所选电缆的型号必须符合煤矿安全规程煤矿安全规程的有关规定。矿用低压电缆的型的有关规定。矿用低压电缆的型号，一般按下列原则确定：号，一般按下列原则确定：(1) (1) 支线一律采用阻燃橡套电缆。支线一律采用阻燃橡套电缆。1 140 V1 140 V设备及设备及采掘工作面的采掘工作面的660 V660 V和和380 V380 V设备，必须用设备，必须

21、用MYPMYP、MCPMCP、MZPMZP系列的分相屏蔽阻燃橡套电缆；移动式和手持系列的分相屏蔽阻燃橡套电缆；移动式和手持式电气设备，应使用专用的橡套电缆。式电气设备，应使用专用的橡套电缆。 （2) 2) 固定敷设的干线应采用固定敷设的干线应采用MVVMVV系列铠装或非铠装系列铠装或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆；对于半固定敷设的干线电缆，聚氯乙烯绝缘电缆；对于半固定敷设的干线电缆，为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆，也可选用上为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆，也可选用上述铠装电缆。述铠装电缆。 (3) (3) 采区低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。采区低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。 (4) (4) 电

22、缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。 (5) (5) 照明、通信和控制用电缆，固定敷设时应采用照明、通信和控制用电缆，固定敷设时应采用 铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆，非固定铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆，非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。敷设时应采用阻燃橡套电缆。2.2.确定电缆的芯线数目确定电缆的芯线数目 (1) (1) 干线用的铠装电缆选三芯电缆，非铠装电缆选用干线用的铠装电缆选三芯电缆，非铠装电缆选用四芯电缆。四芯电缆。 (2) (2) 支线用电缆就地控制时，一般采用四芯电缆；远支线用电缆就地控制时，一般采用四芯电缆；远方控制和联锁控

23、制时，应根据控制要求增加控制芯方控制和联锁控制时，应根据控制要求增加控制芯线的根数。注意电缆中的接地芯线，除用作监测接线的根数。注意电缆中的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作其他用途。地回路外，不得兼作其他用途。 (3) (3) 信号电缆芯线根数要按控制、信号、通信系统的信号电缆芯线根数要按控制、信号、通信系统的需要决定，并留有备用芯线。需要决定，并留有备用芯线。3.3.确定电缆长度确定电缆长度就地控制的支线电缆长度，一般取就地控制的支线电缆长度，一般取5m5m10m10m。其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲，所以电缆其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度的实际长度L L应按式计

24、算。应按式计算。 式中式中 L L电缆敷设路径的长度，电缆敷设路径的长度，m m； K K电缆弯曲系数，橡套电缆取电缆弯曲系数，橡套电缆取1.11.1，铠，铠装电缆取装电缆取1.051.05。为了便于安装维护和便于设备移动，确定电缆长度时为了便于安装维护和便于设备移动，确定电缆长度时还应考虑以下两点：还应考虑以下两点：移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度3m3m5m5m余量。余量。当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加3m3m余量。余量。二、低压电缆主芯线截面的选择二、低压电缆主芯线截面的选择1 1、选择原则

25、、选择原则低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件：低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件：正常工作时，电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长正常工作时，电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度，所以应保证流过电缆的最大长时工作电流时允许温度，所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。不得超过其允许持续电流。 正常工作时，应保证供电网所有电动机的端电压在正常工作时，应保证供电网所有电动机的端电压在9595105105的额定电压范围内，个别特别远的电的额定电压范围内，个别特别远的电动机端电压允许偏移动机端电压允许偏移8 81010。 距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正距

26、离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动，并保证其起动器有足够的吸持电压。常起动，并保证其起动器有足够的吸持电压。 所选电缆截面必须满足机械强度的要求。所选电缆截面必须满足机械强度的要求。2.选择方法 在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时，支线电在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时，支线电缆一般按机械强度初选，按允许持续电流校验后，即缆一般按机械强度初选，按允许持续电流校验后，即可确定下来。可确定下来。 选择干线电缆主芯线截面时，如干线电缆不长，应先选择干线电缆主芯线截面时，如干线电缆不长，应先按电缆的允许持续电流初选；当干线电缆较长时，应按电缆的允许持续电流初选；当干线电缆较长时

27、，应先按正常时的允许电压损失初选；然后再按其他条件先按正常时的允许电压损失初选；然后再按其他条件校验。校验。 1 1）按机械强度选择）按机械强度选择 根据不同的机械设备，选择电缆的截面不小于橡套电根据不同的机械设备，选择电缆的截面不小于橡套电缆满足机械强度要求的最小截面，见下表。缆满足机械强度要求的最小截面，见下表。用电设备名称用电设备名称最小截面最小截面/mm/mm2 2用电设备名用电设备名称最小截面称最小截面/mm/mm2 2采煤机组采煤机组35355050调度绞车调度绞车4 46 6可弯曲输送机可弯曲输送机16163535局部通风机局部通风机4 46 6一般输送机一般输送机1010252

28、5煤电钻煤电钻4 46 6回柱绞车回柱绞车16162525照明设备照明设备2.52.54 4装岩机装岩机161625252 2）按长时允许电流选择）按长时允许电流选择电缆的长时允许电流电缆的长时允许电流I IP P应不小于通过电缆的最大长时应不小于通过电缆的最大长时工作电流工作电流I Icaca。即：。即：I IP PIIcaca I IP P 电缆的长时允许电流电缆的长时允许电流I Icaca通过电缆的最大长时工作电流；按以下方法确通过电缆的最大长时工作电流；按以下方法确定：支线电缆最大长时工作电流可取电动机的额定定：支线电缆最大长时工作电流可取电动机的额定电流。如果查不到电动机的额定电流，

29、可按下面的电流。如果查不到电动机的额定电流，可按下面的经验公式估算：经验公式估算：I IcacaIIN N=0.76P=0.76PN N/ /U UN N干线电缆最大长时工作电流可按下式计算：干线电缆最大长时工作电流可按下式计算：a aPPN N电缆所带负荷的额定功率之和，电缆所带负荷的额定功率之和，kWkW；U UN N电缆所在电网的额定电压，电缆所在电网的额定电压，V V；K Kdede电缆线路所带负荷的需用系数电缆线路所带负荷的需用系数coscoswmwm电缆所带负荷的加权平均功率因数电缆所带负荷的加权平均功率因数wmNNdeUPKcos31033）按正常工作时允许电压损失选择正常工作时

30、电网的电压损失正常工作时电网的电压损失应不超过电网允许应不超过电网允许的电压损失的电压损失p p ，p p （1 1） 低压电网的允许电压损失低压电网的允许电压损失按要求，正常工作时应保证供电网所有电动机的端按要求，正常工作时应保证供电网所有电动机的端电压不低于额定电压电压不低于额定电压的的95%95%。为了保证用电设备的供电质量，低压电网允。为了保证用电设备的供电质量，低压电网允许电压损失为许电压损失为p p2NT2NT-0.95-0.95p p低压电网的允许电压损失，低压电网的允许电压损失，V V；2NT2NT变压器二次侧额定电压，变压器二次侧额定电压，V V。可求得：可求得：对于对于38

31、0 V380 V电网电网UUp p=400-0.95=400-0.95380=39 V380=39 V对于对于660 V660 V电网电网UUp p= 690-0.95= 690-0.95660=63 V660=63 V对于对于1 140 V1 140 V电网电网UUp p=1200-0.95=1200-0.951140=117 V1140=117 V(2) (2) 采区低压电网电压损失采区低压电网电压损失采区低压电网的电压损失包括变压器的电压损失和线采区低压电网的电压损失包括变压器的电压损失和线路电压损失两部路电压损失两部分分。线路一般又包括干线和支线两部分。全部低压电网的线路一般又包括干线

32、和支线两部分。全部低压电网的总电压损失总电压损失UU为为 U=UU=UT T+U+Umsms+U+Ublbl UUT T变压器的电压损失，变压器的电压损失，V V；UUmsms干线电缆的电压损失，干线电缆的电压损失，V V；UUblbl支线电缆的电压损失，支线电缆的电压损失，V V。 3）按正常工作时允许电压损失选择按正常工作时允许电压损失选择变压器的电压损失变压器的电压损失UUT TUUT T=3I=3IT T（R RT TcoscosT T+X+XT TsinsinT T） I IT T变压器的计算电流，变压器的计算电流， R RT T变压器的电阻，变压器的电阻， PPNTNT变压器的负载

33、损耗，变压器的负载损耗，W W；X XT T变压器的电抗，变压器的电抗， Z ZT T变压器的阻抗，变压器的阻抗，T2NTTU3S=I22TTTRZXNTTNSU22.2NTTP=RTNTNSU.2.2ST%U=Z US%US%变压器阻抗百分数，变压器阻抗百分数，% %。 T T变压器的加权平均功率因数角；变压器的加权平均功率因数角； S ST T变压器的计算容量，变压器的计算容量，kVkV A A； U UT2NT2N变压器二次侧额定电压（按所变压器二次侧额定电压（按所选变压器的技术数据），选变压器的技术数据），V V； S STNTN变压器的额定容量，变压器的额定容量，MVAMVA；负荷集

34、中的干线电缆线路的电压损失负荷集中的干线电缆线路的电压损失UUmsmsms3msms10AULPUSCNca负荷沿线分布的干线电缆线路的电压损失负荷沿线分布的干线电缆线路的电压损失UUmsms干线的电压损失应为各段电缆线路电压损失之和干线的电压损失应为各段电缆线路电压损失之和支线电缆电压损失支线电缆电压损失UUblblUUblbl=P=PblblL L10103 3/(U/(UN NscscA Ablbl) )U UN N支线电缆线路所在电网的额定电压，支线电缆线路所在电网的额定电压，V V；L Lblbl支线电缆的长度、支线电缆的长度、m m；A Ablbl支线电缆的截面积、支线电缆的截面积

35、、mmmm2 2；scsc支线电缆导体的电导率支线电缆导体的电导率，m/(m/( mmmm2 2) )；P Pblbl支线电缆所带负荷的计算功率值支线电缆所带负荷的计算功率值( (可近似取可近似取额定功率额定功率) )，kWkW。 AULPUSCNiini)10(3ms1ms (3)(3)按允许电压损失选择干线电缆截面按允许电压损失选择干线电缆截面按允许电压损失选择干线电缆截面按允许电压损失选择干线电缆截面UUmsmsUUpmspms U Upmspms= =U UP PU UT TU Ubl bl U Upmspms干线电缆的允许电压损失，干线电缆的允许电压损失，V V；式整理后，得出其满足

36、电压损失的最小截面为式整理后，得出其满足电压损失的最小截面为 根据上式的计算结果，选择标准截面不小于计算截面根据上式的计算结果，选择标准截面不小于计算截面的电缆即可满足电压损失的要求。的电缆即可满足电压损失的要求。 mspscNmsNdemsUULPKA.3min.10 (4)(4)按允许电压损失校验电缆截面按允许电压损失校验电缆截面如果电缆截面按其他条件已经选出，此时需按电压如果电缆截面按其他条件已经选出，此时需按电压损失的条件校验电缆截面。校验时需按式损失的条件校验电缆截面。校验时需按式 U=UU=UT T+U+Umsms+U+Ublbl 计算出整个低压电网的电压损失，然后按式计算出整个低

37、压电网的电压损失，然后按式p p 进行校验。进行校验。如校验后不满足，可采取如下措施：如校验后不满足，可采取如下措施：(1) (1) 加大电缆截面，一般加大干线电缆的截面；加大电缆截面，一般加大干线电缆的截面；(2) (2) 分散负荷，即增加电缆的根数；分散负荷，即增加电缆的根数；(3) (3) 更换大容量的变压器，以减小变压器的电压损更换大容量的变压器，以减小变压器的电压损失；失； (4) (4) 移动变电所的位置，使其靠近工作面；移动变电所的位置，使其靠近工作面；(5) (5) 调整变压器的分接头，此方法在设计中不考虑。调整变压器的分接头，此方法在设计中不考虑。(5)(5)按起动时的电压损

38、失校验电缆截面按起动时的电压损失校验电缆截面 由于电动机起动电流大，起动时电压损失大，必须由于电动机起动电流大，起动时电压损失大，必须满足电动机和磁力起动器的起动条件的要求，否则满足电动机和磁力起动器的起动条件的要求，否则无法起动。一般只须校验供电功率最大、供电距离无法起动。一般只须校验供电功率最大、供电距离最远的干线，如该干线满足起动要求，其它干线必最远的干线，如该干线满足起动要求，其它干线必能满足要求。能满足要求。确定电动机的最小启动电压确定电动机的最小启动电压。满足电动机最小启动满足电动机最小启动转矩所需要的最小启动电压转矩所需要的最小启动电压Ust.minUst.min，可按下式求出：

39、，可按下式求出：KNstminU=U U UN N电动机的额定电压，电动机的额定电压，V V；K K电动机的最小启动转矩倍数；电动机的最小启动转矩倍数；电动机额定电压时的启动转矩电动机额定电压时的启动转矩M MstNstN与电动机额定转与电动机额定转矩矩M MN N之比之比(值可查电动机技术数据值可查电动机技术数据) )，矿用隔爆型电动，矿用隔爆型电动机一般可取机一般可取2 22.52.5。 起动时支线电压损失。应选择起动时电压损失最大的一起动时支线电压损失。应选择起动时电压损失最大的一条支线计算：条支线计算： I Istst=I=IstNstNU Ustst/ /N N coscosstst

40、支线所带电动机起动时的功率因数支线所带电动机起动时的功率因数stblscblstALIcos3=Ubl.st启动时干线电缆的电压损失。启动时干线电缆的电压损失。按干线所带电动机中最大按干线所带电动机中最大一台启动，其他正常工作条件计算，即：一台启动，其他正常工作条件计算，即：L Lmsms干线电缆的长度，干线电缆的长度，m m；A Amsms干线电缆的截面积，干线电缆的截面积，mmmm2 2scsc干线电缆的电导率，干线电缆的电导率，m/m/（ mmmm2 2）；）；I Istst、coscosstst与式与式(7-25)(7-25)中符号相同；中符号相同；K Kderedere除启动电动机外

41、，干线中其他用电设备的需用系数；除启动电动机外，干线中其他用电设备的需用系数；PPNreNre除启动电动机外，干线中其他用电设备额定功率之和，除启动电动机外，干线中其他用电设备额定功率之和，kWkW；U UN N用电设备的额定电压，用电设备的额定电压，V V。 )U10PK+cos(L3=UN3N.rede.reststmsscmsstms按启动条件检验电缆截面按启动条件检验电缆截面电动机启动时，其端电压不小于电动机的最小启动电动机启动时，其端电压不小于电动机的最小启动电压。即电压。即 U UststUUst.minst.min U Ustst=U=U2N.T2N.T-U-UststUUst.

42、minst.min启动时变压器的电压损失。按变压器所带电动机中启动时变压器的电压损失。按变压器所带电动机中最大一台启动，其他正常工作条件计算，即最大一台启动，其他正常工作条件计算，即UTst=3ITstUTst=3ITst（RTcosTst+XTsinTstRTcosTst+XTsinTst） 磁力起动器的起动电压应不小于起动器的最小吸合磁力起动器的起动电压应不小于起动器的最小吸合电压电压( (为线路额定电压为线路额定电压U UN N的的0.70.7倍倍) )。即：。即： U U2N.T2N.TU UT.sT.st t- -ms.stms.st0.7U0.7UN N 三、矿用电缆的敷设三、矿用

43、电缆的敷设矿用电缆的敷设必须符合煤矿安全规程有关规定。矿用电缆的敷设必须符合煤矿安全规程有关规定。1.1.电缆的敷设方式及要求电缆的敷设方式及要求 1)1)水平巷道和倾角在水平巷道和倾角在3030以下井巷中电缆应用吊钩悬挂以下井巷中电缆应用吊钩悬挂要求电缆的悬挂间距不得超过要求电缆的悬挂间距不得超过3 3米；米；向移动工作设备供电电缆可盘圈或盘字形带电，放向移动工作设备供电电缆可盘圈或盘字形带电，放在电缆车上随设备的移动而收放在电缆车上随设备的移动而收放。电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并保持保持0.30.3米以上的距离。米以上的距离。

44、 电缆必须与瓦斯抽放管路分放在巷道两侧，防止电缆必须与瓦斯抽放管路分放在巷道两侧，防止瓦斯管路破损时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯瓦斯管路破损时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯 通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，以防止电力电缆的强磁场对通讯信号的干扰，或在以防止电力电缆的强磁场对通讯信号的干扰，或在井筒内应设在电力电缆井筒内应设在电力电缆0.30.3米以外；在巷道内应设米以外；在巷道内应设在电力电缆上方在电力电缆上方0.10.1米以上的。米以上的。高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于

45、之间的距离应大于0.10.1米，高压电缆之间、低压电米，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于缆之间不得小于5050毫米。毫米。 2)2)立井井筒和倾角在立井井筒和倾角在3030 及其以上的井巷用夹子、及其以上的井巷用夹子、卡箍或其它夹持装置固定电缆。卡箍或其它夹持装置固定电缆。要求：电缆的悬挂间距不得超过米；要求：电缆的悬挂间距不得超过米；因井筒太深需要设置接头时，应设在中间水平因井筒太深需要设置接头时，应设在中间水平巷道内；或在井筒中设置接线盒，接线盒放在托巷道内；或在井筒中设置接线盒，接线盒放在托架上，不使接头受力架上，不使接头受力3)3)沿钻孔敷设的电缆必须绑沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝

46、绳上，钻孔必须加装套管紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。压和截面的标志牌。 为了防止电缆在敷设为了防止电缆在敷设时扭伤和折伤，电缆时扭伤和折伤，电缆的允许弯曲半径不得的允许弯曲半径不得小于右表规定的数值。小于右表规定的数值。 温度较低的冬季，电温度较低的冬季，电缆变硬而不易弯曲时，缆变硬而不易弯曲时，应预先放在温度较高应预先放在温度

47、较高的室内或通电加热后的室内或通电加热后再进行敷设。再进行敷设。表表4-5 4-5 电缆的最小允许弯曲半径电缆的最小允许弯曲半径 电电 缆缆 型型 式式最小允许弯曲半径与最小允许弯曲半径与电缆和导体的外径比值电缆和导体的外径比值多芯多芯控制控制电缆电缆非铠装、屏蔽型软电缆非铠装、屏蔽型软电缆6 6铠装型、铜屏蔽型铠装型、铜屏蔽型1212其他其他1010橡皮橡皮绝缘绝缘多芯多芯电缆电缆无铅包、有铠装无铅包、有铠装1010裸铅包护套裸铅包护套1515铠装护套铠装护套2020塑料塑料绝缘绝缘多芯多芯电缆电缆无铠装无铠装1515有铠装有铠装12122.2.电缆敷设路径的选择电缆敷设路径的选择 路径应尽

48、可能短路径应尽可能短, ,安全安全. . 在总回风巷和专用回在总回风巷和专用回风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆缆; ;在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电缆缆; ;在机械提升的进风斜井（不包括输送机上、在机械提升的进风斜井（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中，必须有可下山）和使用木支架的立井井筒中，必须有可靠的安全措施，以防提升机械掉道轧伤电缆和靠的安全措施，以防提升机械掉道轧伤电缆和电缆引燃木支架。电缆引燃木支架。四、矿用电缆的连接四、矿用电缆的连接1.1.电缆与电气设备连接电缆与电气设备连

49、接 必须用与电气设备性能（矿必须用与电气设备性能（矿用防爆型、矿用一般型等）用防爆型、矿用一般型等）相符的接线盒。电缆线芯必相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连或线鼻子与电气设备进行连结。接头应整齐、无毛刺，结。接头应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘层，也不得压卡爪不压绝缘层，也不得压住和接触屏蔽层住和接触屏蔽层2.2.橡套电缆之间连接橡套电缆之间连接必须采必须采用阻燃材料进行硫化热补或用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，与热补有同等效能的冷补，或用隔爆接线盒连接。或用隔爆接线盒连接。四、矿用电缆的连接四、矿用电缆的连接3. 3

50、. 高压电缆连接高压电缆连接高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间的连接应采用预制型电缆终端盒连接，内灌绝缘胶的连接应采用预制型电缆终端盒连接，内灌绝缘胶或环氧树脂。或环氧树脂。 注意：不同类型电缆之间严禁直接连接，必须注意：不同类型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器和母线盒进行连接。经过符合要求的接线盒、连接器和母线盒进行连接。 电缆芯线的连接主要有焊接、压接、螺栓连接电缆芯线的连接主要有焊接、压接、螺栓连接和绑扎等方法。井下电缆多采用压接、螺栓连接。和绑扎等方法。井下电缆多采用压接、螺栓连接。五、矿用电缆的运行维护五、矿

51、用电缆的运行维护 电缆的运行维护主要是防止电缆绝缘受热、受电缆的运行维护主要是防止电缆绝缘受热、受潮、及机械损伤引起的短路、断路、漏电等事故的发潮、及机械损伤引起的短路、断路、漏电等事故的发生。生。1. 1. 电缆的巡视电缆的巡视 矿井中的电缆由于环境不好，应加强巡视。立井矿井中的电缆由于环境不好，应加强巡视。立井和斜井井筒中敷设的电缆，应由专职电工每月至少巡和斜井井筒中敷设的电缆，应由专职电工每月至少巡查一次。井底车场、大巷、采区运输巷道和配电硐室查一次。井底车场、大巷、采区运输巷道和配电硐室敷设的电缆，应由专职电工每周至少巡视一次。矿用敷设的电缆，应由专职电工每周至少巡视一次。矿用橡套电缆

52、与防爆三通、四通、插销及母线盒等的连接橡套电缆与防爆三通、四通、插销及母线盒等的连接点，应由专人每月检查一次点，应由专人每月检查一次 。 2.2.电缆的运行与维护电缆的运行与维护 新安装的电缆投入运行时，应由电工跟班全面测定新安装的电缆投入运行时，应由电工跟班全面测定负荷电流及电压损失，并检查电缆接头有无发热现负荷电流及电压损失，并检查电缆接头有无发热现象，发现问题及时处理。象，发现问题及时处理。 无外被层铠装电缆的铠装层应定期涂防腐漆，一般无外被层铠装电缆的铠装层应定期涂防腐漆，一般每两年进行一次。每两年进行一次。 应定期测量电缆铅包中的杂散电流密度，凡超过规应定期测量电缆铅包中的杂散电流密

53、度，凡超过规定值时，必须采取措施加以解决。定值时，必须采取措施加以解决。 应每年进行一次绝缘电阻的测定，其绝缘电阻值应应每年进行一次绝缘电阻的测定，其绝缘电阻值应符合规定符合规定 . . 测量泄漏电流及直流耐压试验应每年进行一次测量泄漏电流及直流耐压试验应每年进行一次1.1.常见故障的原因及预防措施常见故障的原因及预防措施在井下供电中，常见的电缆故障有相间短路、单相接在井下供电中，常见的电缆故障有相间短路、单相接地和断相等故障。地和断相等故障。(1)(1)电缆相间短路故障电缆相间短路故障相间短路故障的原因主要有以下几点：相间短路故障的原因主要有以下几点：制作铠装电缆接头时，工艺不符合要求，三叉

54、口处制作铠装电缆接头时，工艺不符合要求，三叉口处的绝缘受到损伤，接线盒内的绝缘充填物老化、开的绝缘受到损伤，接线盒内的绝缘充填物老化、开裂受潮；低压橡套电缆受到各种严重撞击，接线盒裂受潮；低压橡套电缆受到各种严重撞击，接线盒内的接线有毛刺、遭遇淋水、接线头虚接产生高温内的接线有毛刺、遭遇淋水、接线头虚接产生高温或电火花而发生短路故障。或电火花而发生短路故障。 预防措施：严格接线工艺，提高连接处的密封与绝预防措施：严格接线工艺，提高连接处的密封与绝缘，防止水气的浸入。加强巡视，避免任何外力冲缘，防止水气的浸入。加强巡视，避免任何外力冲击损伤。击损伤。电缆的铠装带裂开，铅包有裂纹；低压橡套电缆电缆

55、的铠装带裂开，铅包有裂纹；低压橡套电缆出现降低相间绝缘性能的破口。此时，潮气浸入，出现降低相间绝缘性能的破口。此时，潮气浸入，则会发生短路故障。则会发生短路故障。预防措施：加强维护，避免机械伤害，敷设和搬移预防措施：加强维护，避免机械伤害，敷设和搬移过程中，弯曲半径不应小于最低允许弯曲半径值。过程中，弯曲半径不应小于最低允许弯曲半径值。铜一铝、铝一铝连接头，压接工艺不当，质量不铜一铝、铝一铝连接头，压接工艺不当，质量不合格，造成接触不良，阻值加大和温度过高而出合格，造成接触不良，阻值加大和温度过高而出现短路故障。现短路故障。库存电缆时间长，两端铅封不严，绝缘受潮，不库存电缆时间长，两端铅封不严

56、，绝缘受潮，不作试验直接投入运行，导致出现短路故障。作试验直接投入运行，导致出现短路故障。 预防措施：切除受潮部分，先做耐压试验，试验预防措施：切除受潮部分，先做耐压试验，试验合格后，方可接线投入运行。合格后，方可接线投入运行。(2)(2)单相接地故障单相接地故障 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：严禁井下配电变压器中性规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地；严禁由地面中性点直接接地的变压器点直接接地；严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。因此，井下供电系统是或发电机直接向井下供电。因此，井下供电系统是一个中性点不接地的供电系统。单相接地故障也叫一个中性点不接地的供电系统。单相接

57、地故障也叫做单相漏电接地故障，是井下常见的故障。做单相漏电接地故障，是井下常见的故障。 单相接地故障事故原因主要有：机械损伤破坏绝缘，单相接地故障事故原因主要有：机械损伤破坏绝缘，电缆接线工艺粗糙，有毛刺，接头脱落碰及外壳，电缆接线工艺粗糙，有毛刺，接头脱落碰及外壳，热补或冷补质量不合格，线路上出现热补或冷补质量不合格，线路上出现“鸡爪子鸡爪子”、“羊尾巴羊尾巴”等。等。 单相接地故障预防措施：加强维护管理，消除隐患；单相接地故障预防措施：加强维护管理，消除隐患；严格按严格按煤矿安全规程煤矿安全规程要求进行敷设、吊挂、连要求进行敷设、吊挂、连接。接。(3)(3)电缆断相故障电缆断相故障 电缆主

58、芯线断开称为断相，也称做断线。电缆主芯线断开称为断相，也称做断线。 电缆断相故障的主要原因：被采掘运输机械电缆断相故障的主要原因：被采掘运输机械拴住而拉断；被锋利器物割断；接线端子处拴住而拉断；被锋利器物割断；接线端子处虚接而被烧断，放炮崩断电缆。虚接而被烧断，放炮崩断电缆。 电缆断相故障的预防措施：加强维护、管理。电缆断相故障的预防措施：加强维护、管理。2.2.故障探测及处理故障探测及处理(1)(1)电缆故障性质的确定电缆故障性质的确定 电缆线路出现故障，应首先判明故障的性质。电缆电缆线路出现故障，应首先判明故障的性质。电缆故障除了因缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘破坏形故障除了因缆芯之间或缆芯

59、对外皮间的绝缘破坏形成短路、接地和因缆芯的连续性受到破坏形成断线成短路、接地和因缆芯的连续性受到破坏形成断线和不完全断线两种情况外，有时也发生兼有两种情和不完全断线两种情况外，有时也发生兼有两种情况的混合式故障。况的混合式故障。 通常以第一类故障居多，其中短路接地又有高阻和通常以第一类故障居多，其中短路接地又有高阻和低阻之分。低阻之分。 判断故障的性质可以从保护跳闸的情况分析，可以判断故障的性质可以从保护跳闸的情况分析，可以用测量的方法，也可从故障线路的状态进行观察和用测量的方法，也可从故障线路的状态进行观察和分析。分析。(1)(1)电缆故障性质的确定电缆故障性质的确定相间短路故障的判定相间短

60、路故障的判定 若发生相间短路，则会出现短路保护装置的熔件若发生相间短路，则会出现短路保护装置的熔件被烧断或过电流继电器动作，使开关跳闸。被烧断或过电流继电器动作，使开关跳闸。 可以用兆欧表（摇表）测量各芯线之间的绝缘；可以用兆欧表（摇表）测量各芯线之间的绝缘； 可手感由于短路电流造成电缆的发热，查找是否可手感由于短路电流造成电缆的发热，查找是否有短路崩破电缆护套的放炮点。有短路崩破电缆护套的放炮点。 短路的出现往往伴随着绝缘烧焦气味，据此可判短路的出现往往伴随着绝缘烧焦气味，据此可判定是否是短路故障。定是否是短路故障。(1)(1)电缆故障性质的确定电缆故障性质的确定单相接地故障的判定单相接地故