矿用电缆及其连接
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(三)塑料电缆
塑料电缆的芯线绝缘和护套全部采用塑料制成。这种电缆外部如加铠装，则与铠装电缆相似；不加铠装，则与橡套电缆相似。
塑料电缆的优点是允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等，因此，在条件适合时应尽量采用。
第二节矿用电缆的选择
(1)电缆选用应遵守的规定
(1)必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，严禁采用铝包电缆。
(1)电缆在使用当中遇到挤、压、埋、砸、刨、撞、拉等，使电缆的电缘损坏而漏电、接地或短路。
(2)在运输工作中，电机车、矿车掉道或材料车超宽造成碰撞，拉坏运输大巷的主要电缆；材料车撞倒井巷支架而损坏电线。
(3)敷设电线时，铠装电缆弯曲半径过小，使电缆的铅包产生裂纹而进入潮气或水分，损坏绝缘；电缆敷设时超过厂家规定的允许高差，造成电缆漏油，损坏绝缘；敷设时碰撞损伤电缆，时间久了绝缘性能逐渐恶化，造成事故。
(4)电缆接地芯线除用作监测接地回路外，不得兼作他用。
(四)电缆芯线数的选择
(1)动力干线电缆，一般选四芯电缆。
(2)向采掘机械供电的电缆，要根据具体设备的控制方式、信号系统的要求，相应的增加控制芯线数。
(3)专用通讯电缆的芯线数，要按通讯、信号及控制系统的实际要求数选取，并留有一定数量的备用线数。
(4)当电绕通过最小两相短路电流时，应满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。
经常移动的电气设备使用的橡套电缆的截面，其满足机械强度要求的最小截面积如表8—1所示。
表8-1满足机械强度要求的最小截面积
序号
用电设备名称
电缆主芯线新鲜最小截面积/mm
1来自百度文库
采煤机组
35-50
2
采煤机及功率相近的可弯曲输送机
16-35
在井下，铠装电缆多用于对固定设备或半固定设备的供电。铠装电缆最大的优点是纸的绝缘强度高，故适用作高压电缆，其机械强度、耐热和安全性都好。铠装电缆的缺点是弯曲半径大，移动不方便，敷设麻烦，且电缆接头与封端要求工艺水平高。
(二)橡套电缆
橡套电缆可以分为普通橡套电缆和屏蔽电缆。
屏蔽电缆主要用于采区工作面，以提高工作的安全性。屏蔽电缆和普通橡套电缆的构造基本相同，其差别是在普通橡套电缆内护套外又包上一层屏蔽层，在屏蔽层外再加上一层橡胶外护套。屏蔽层用的是半导体材料或铜丝尼龙网。
授课内容
机电班组长
授课教师
岳修胜
授课名称
矿用电缆及其连接
课时
3
重点与难点
矿用电缆的种类、性能极其使用环境
教学方法
多媒体教学
课时分配
授课内容
5分钟
40分钟
45分钟
40分钟
5分钟
1、导语
2、矿用电缆的种类、性能及使用环境
3、矿用电缆的选择
4、矿用电缆发生故障的原因和处理方法
5、小结
导语：
煤矿井下电缆容易受潮和遭到机械损伤，发生漏电、短路的机会较多，因而电缆是井下供电安全方面的一个最薄弱的环节。
(7)操作过电压、故障过电压和大气过电压。
三、电缆故障的处理
(1)当电缆发生故障后，首先应根据事故的现象和状态，正确判断事故的类别，并立即处理；对不能立即处理的故障，应立即向主管部门和矿调度室汇报；迅速组织人员赴现场处理。
(2)当用普通式携带电气测量仪表来测量电缆故障时，必须由瓦斯检查员测量使用地点的沼气含量，只有沼气浓度低于l％以下时方可测量。
②采区低压电缆严禁柒用铝芯电缆。
③发现铝芯电缆的接线盒温度较高时，必须停电处理。
④接地线不得使用铝芯电缆。
(7)由于移动变电站在工作中经常移动，且使用地点接近工作面所以对移动变电站的供电电缆，应采用监视型屏蔽橡胶电缆。
(8)低压动力电缆：
①固定敷设的电缆应采用MVV铠装或非铠装电缆，或对应电压等级的移动橡套软电缆。
②从经济、安全出发，在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内，应采用钢带铠装不滴流铅包纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
(5)非固定敷设的高压电缆，必须采用符合MT 818标准的橡套软电缆。
(6)铝芯电缆：
①在进风斜井、井底车场及其附近、井下中央变电所至采区变电所之间的电缆，可采用铝芯电缆；其他地点的电缆，必须采用铜芯电缆。
第一节矿用电缆的种类、性能及使用环境
矿用电缆分为铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆。
(一)铠装电缆
铠装电缆是用钢丝或钢带铠装起来的。钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中，而钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。其中，有的电缆将相间和统包纸绝缘层的浸渍剂预先滴干，即为“干绝缘”电缆；有的电缆则采用一种特殊浸渍剂，在常温下浸渍剂不会在铅包中流动，即为“不滴流”电缆。这两种电缆适用于高差很大的井筒中。
3
一般小功率的刮板输送机
10-25
4
调度绞车
4-6
5
照明设备
2.5-4
6
回柱绞车
16-25
7
电动装岩机
16-25
8
手持式电钻
4-6
(三)电缆长度的确定．
(1)铠装电缆的实际选用长度，应比敷设电缆巷道的设计长度增加5％。
(2)固定敷设的橡套软电缆的实际选用长度，应比敷设电缆的巷道设计长度增加10％。
(3)移动设备用的橡套软电缆的实际选用长度，应为使用最远点的计算长度另加3-5 m活动长度。
(2)按电缆实际通过的最大工作电流不超过电缆长时允许电流的原则进行校验。
(3)当用熔断器作短路保护时，熔断器中熔件的额定电流应与所选电缆截面相配合。
3.井下低压动力干线电缆截面的选择原则
(1)按低压系统允许电压损失选择电缆主芯线截面。
(2)按电缆的长时允许电流校验电缆截面。
(3)按启动条件校验所选电缆截面。距电源最远、容量最大的一台电动机启动，其余电动机正常运行时的电压损失应小于电网的允许电压损失。
屏蔽电缆克服了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的缺点。屏蔽层是接地的，主芯线首先碰到屏蔽层，造成接地故障，使检漏电器动作，并切断电源，所以不会导致严重的相间短路事故。屏蔽电缆的另一优点是避免了由于电缆损坏而使人触电的危险。因为当电缆主芯线绝缘损坏时，首先碰到屏蔽层，造成接地故障，这样就超前切断了电源，保证了人身安全。此外，屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，可有效地防止漏电火花或短路电弧的产生，因此，特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所及移动频繁的电气设备。
(2)由于铅皮纸绝缘铠装电缆敷设的水平差超过允许值后，将出现接头漏油或铅皮变形，影响电缆寿命，因此，电缆实际敷设地点的水平差应与电缆规定的允许敷设水平差相适应。
(3)一般铅皮铠装电缆的铅皮和其铠装，均可作为保护接地的导体。但采用塑料和橡套绝缘的电缆，必须有单独的足够截面的导体供接地之用，以便连接接地网络。电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体，即保证作保护接地用的电缆芯线的电阻值不超过规定值。用于移动式和手持式电气设备的电缆芯线的电阻值、作保护接地用的电缆芯线的电阻值，都不得超过1Ω；其他电气设备用的电缆、做保护接地用的电缆芯线的电阻值，不得超过2Ω。
5．闪络性故障
当电缆的电压达到某一定值时，芯线间或芯线对地发生闪络性击穿；当电压降低后，击穿停止。在某些情况下，即使再次提高电压值时，击穿亦不出现，经过若干时间后又会发生。这种故障有自动封闭故障点的特点。
二、电缆故障产生的原因
电缆发生故障的原因是多方面的，与设计选型、安装施工、使用环境、运行状况、维护管理都有密切关系，具体原因有以下几个方面：
(4)对固定敷设的高压电缆：
①在立井井筒或倾角45°及其以上的井巷内，由于机械强度的要求，规定要采用钢丝铠装不滴流铅包纸绝缘电缆、钢丝铠装交联聚乙烯绝缘电缆、钢丝铠装聚氯乙烯绝缘电缆或钢丝铠装铅包纸绝缘电缆或铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。如果电缆敷设的高差超过电缆允许的要求，应在中间设堵油接头，以保证电缆能长期稳定使用。
(4)接线盒质量不符合要求，或者导线接头接触电阻大造成发热，或者材料质量低劣，或者受潮而绝缘强度不高，或者密封不好逐渐受潮，经过运行一定时间后绝缘恶化。
(5)日常维护检修管理不善，将电缆落在地上，甚至长期浸泡在水中；将电缆接成“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头，从而造成漏电、接地或短路故障。
(6)电缆过负荷运行，芯线发热，造成绝缘老化，损伤电缆。
(3)电缆因故障着火时，应立即将电缆两侧的电源切断，然后用沙子、灭火器等灭火材料进行灭火，并根据情况向调度室汇报。
(4)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，严禁用试送电的方法来判断电缆的故障点。
(5)用电缆故障测试但和万用表结合人工弯曲敲打电缆等方法来寻找电缆的故障点时，必须在故障电缆的电源切断后方可进行。
②非固定敷设的低压电缆，必须采用符合MT 818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。
③照明、通信、信号和控制用电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑料电缆。
(二)电缆截面的选择
1．井下高压动力电缆截面的选择原则
(1)按经济电流密度确定电缆截面。
(2)按长时允许电流校验电缆截面。
(3)按电缆通过正常负荷电流时电网允许的电压损失校验电缆截面。
(4)按最大运行方式下发生三相短路故障的情况校验电缆的热稳定性。
(5)当电缆通过最小两相短路电流时，必须满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。
2.井下低压动力支线电缆截面的选择原则
(1)按机械强度选择电缆截面，其芯线截面应不小于各种用电设备按机械强度要求所规定的最小截面。
(4)电缆接地芯线除用作监测接地回路外，不得兼做他用。
第三节矿用电缆发生故障的原因和处理方法
一、电缆故障的种类
1．绝缘故障
(1)电缆的绝缘水平低，出现漏电现象；
(2)芯线相间或对地绝缘电阻达不到要求；
(3)芯线之间或对地泄漏电流过大。
2，接地故障
(1)完全接地(也称死接地)，即电缆某相芯线接地，如用摇表(或万能表)测量二者之间绝缘电阻为零；
(2)低电阻接地，指电缆一相或几相芯线对地的绝缘电限值低于500kΩ；
(3)高电阻接地，指电缆一相或几相芯线对地的绝缘电阻值在500kΩ以上，甚至l MΩ以上。
3.短路故障
有完全短路、低电阻或高电阻短路；有两相同时接地短路或两相直接短路；有三相短路和接地。
4.断线故障
电缆一相或几相芯线断开或者一相导电芯线断一部分。
小结：
1、矿用电缆的种类、选择。
2、矿用电缆发生故障的原因和处理方法。
塑料电缆的芯线绝缘和护套全部采用塑料制成。这种电缆外部如加铠装，则与铠装电缆相似；不加铠装，则与橡套电缆相似。
塑料电缆的优点是允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等，因此，在条件适合时应尽量采用。
第二节矿用电缆的选择
(1)电缆选用应遵守的规定
(1)必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆，严禁采用铝包电缆。
(1)电缆在使用当中遇到挤、压、埋、砸、刨、撞、拉等，使电缆的电缘损坏而漏电、接地或短路。
(2)在运输工作中，电机车、矿车掉道或材料车超宽造成碰撞，拉坏运输大巷的主要电缆；材料车撞倒井巷支架而损坏电线。
(3)敷设电线时，铠装电缆弯曲半径过小，使电缆的铅包产生裂纹而进入潮气或水分，损坏绝缘；电缆敷设时超过厂家规定的允许高差，造成电缆漏油，损坏绝缘；敷设时碰撞损伤电缆，时间久了绝缘性能逐渐恶化，造成事故。
(4)电缆接地芯线除用作监测接地回路外，不得兼作他用。
(四)电缆芯线数的选择
(1)动力干线电缆，一般选四芯电缆。
(2)向采掘机械供电的电缆，要根据具体设备的控制方式、信号系统的要求，相应的增加控制芯线数。
(3)专用通讯电缆的芯线数，要按通讯、信号及控制系统的实际要求数选取，并留有一定数量的备用线数。
(4)当电绕通过最小两相短路电流时，应满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。
经常移动的电气设备使用的橡套电缆的截面，其满足机械强度要求的最小截面积如表8—1所示。
表8-1满足机械强度要求的最小截面积
序号
用电设备名称
电缆主芯线新鲜最小截面积/mm
1来自百度文库
采煤机组
35-50
2
采煤机及功率相近的可弯曲输送机
16-35
在井下，铠装电缆多用于对固定设备或半固定设备的供电。铠装电缆最大的优点是纸的绝缘强度高，故适用作高压电缆，其机械强度、耐热和安全性都好。铠装电缆的缺点是弯曲半径大，移动不方便，敷设麻烦，且电缆接头与封端要求工艺水平高。
(二)橡套电缆
橡套电缆可以分为普通橡套电缆和屏蔽电缆。
屏蔽电缆主要用于采区工作面，以提高工作的安全性。屏蔽电缆和普通橡套电缆的构造基本相同，其差别是在普通橡套电缆内护套外又包上一层屏蔽层，在屏蔽层外再加上一层橡胶外护套。屏蔽层用的是半导体材料或铜丝尼龙网。
授课内容
机电班组长
授课教师
岳修胜
授课名称
矿用电缆及其连接
课时
3
重点与难点
矿用电缆的种类、性能极其使用环境
教学方法
多媒体教学
课时分配
授课内容
5分钟
40分钟
45分钟
40分钟
5分钟
1、导语
2、矿用电缆的种类、性能及使用环境
3、矿用电缆的选择
4、矿用电缆发生故障的原因和处理方法
5、小结
导语：
煤矿井下电缆容易受潮和遭到机械损伤，发生漏电、短路的机会较多，因而电缆是井下供电安全方面的一个最薄弱的环节。
(7)操作过电压、故障过电压和大气过电压。
三、电缆故障的处理
(1)当电缆发生故障后，首先应根据事故的现象和状态，正确判断事故的类别，并立即处理；对不能立即处理的故障，应立即向主管部门和矿调度室汇报；迅速组织人员赴现场处理。
(2)当用普通式携带电气测量仪表来测量电缆故障时，必须由瓦斯检查员测量使用地点的沼气含量，只有沼气浓度低于l％以下时方可测量。
②采区低压电缆严禁柒用铝芯电缆。
③发现铝芯电缆的接线盒温度较高时，必须停电处理。
④接地线不得使用铝芯电缆。
(7)由于移动变电站在工作中经常移动，且使用地点接近工作面所以对移动变电站的供电电缆，应采用监视型屏蔽橡胶电缆。
(8)低压动力电缆：
①固定敷设的电缆应采用MVV铠装或非铠装电缆，或对应电压等级的移动橡套软电缆。
②从经济、安全出发，在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内，应采用钢带铠装不滴流铅包纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
(5)非固定敷设的高压电缆，必须采用符合MT 818标准的橡套软电缆。
(6)铝芯电缆：
①在进风斜井、井底车场及其附近、井下中央变电所至采区变电所之间的电缆，可采用铝芯电缆；其他地点的电缆，必须采用铜芯电缆。
第一节矿用电缆的种类、性能及使用环境
矿用电缆分为铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆。
(一)铠装电缆
铠装电缆是用钢丝或钢带铠装起来的。钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中，而钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。其中，有的电缆将相间和统包纸绝缘层的浸渍剂预先滴干，即为“干绝缘”电缆；有的电缆则采用一种特殊浸渍剂，在常温下浸渍剂不会在铅包中流动，即为“不滴流”电缆。这两种电缆适用于高差很大的井筒中。
3
一般小功率的刮板输送机
10-25
4
调度绞车
4-6
5
照明设备
2.5-4
6
回柱绞车
16-25
7
电动装岩机
16-25
8
手持式电钻
4-6
(三)电缆长度的确定．
(1)铠装电缆的实际选用长度，应比敷设电缆巷道的设计长度增加5％。
(2)固定敷设的橡套软电缆的实际选用长度，应比敷设电缆的巷道设计长度增加10％。
(3)移动设备用的橡套软电缆的实际选用长度，应为使用最远点的计算长度另加3-5 m活动长度。
(2)按电缆实际通过的最大工作电流不超过电缆长时允许电流的原则进行校验。
(3)当用熔断器作短路保护时，熔断器中熔件的额定电流应与所选电缆截面相配合。
3.井下低压动力干线电缆截面的选择原则
(1)按低压系统允许电压损失选择电缆主芯线截面。
(2)按电缆的长时允许电流校验电缆截面。
(3)按启动条件校验所选电缆截面。距电源最远、容量最大的一台电动机启动，其余电动机正常运行时的电压损失应小于电网的允许电压损失。
屏蔽电缆克服了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的缺点。屏蔽层是接地的，主芯线首先碰到屏蔽层，造成接地故障，使检漏电器动作，并切断电源，所以不会导致严重的相间短路事故。屏蔽电缆的另一优点是避免了由于电缆损坏而使人触电的危险。因为当电缆主芯线绝缘损坏时，首先碰到屏蔽层，造成接地故障，这样就超前切断了电源，保证了人身安全。此外，屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，可有效地防止漏电火花或短路电弧的产生，因此，特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所及移动频繁的电气设备。
(2)由于铅皮纸绝缘铠装电缆敷设的水平差超过允许值后，将出现接头漏油或铅皮变形，影响电缆寿命，因此，电缆实际敷设地点的水平差应与电缆规定的允许敷设水平差相适应。
(3)一般铅皮铠装电缆的铅皮和其铠装，均可作为保护接地的导体。但采用塑料和橡套绝缘的电缆，必须有单独的足够截面的导体供接地之用，以便连接接地网络。电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体，即保证作保护接地用的电缆芯线的电阻值不超过规定值。用于移动式和手持式电气设备的电缆芯线的电阻值、作保护接地用的电缆芯线的电阻值，都不得超过1Ω；其他电气设备用的电缆、做保护接地用的电缆芯线的电阻值，不得超过2Ω。
5．闪络性故障
当电缆的电压达到某一定值时，芯线间或芯线对地发生闪络性击穿；当电压降低后，击穿停止。在某些情况下，即使再次提高电压值时，击穿亦不出现，经过若干时间后又会发生。这种故障有自动封闭故障点的特点。
二、电缆故障产生的原因
电缆发生故障的原因是多方面的，与设计选型、安装施工、使用环境、运行状况、维护管理都有密切关系，具体原因有以下几个方面：
(4)对固定敷设的高压电缆：
①在立井井筒或倾角45°及其以上的井巷内，由于机械强度的要求，规定要采用钢丝铠装不滴流铅包纸绝缘电缆、钢丝铠装交联聚乙烯绝缘电缆、钢丝铠装聚氯乙烯绝缘电缆或钢丝铠装铅包纸绝缘电缆或铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。如果电缆敷设的高差超过电缆允许的要求，应在中间设堵油接头，以保证电缆能长期稳定使用。
(4)接线盒质量不符合要求，或者导线接头接触电阻大造成发热，或者材料质量低劣，或者受潮而绝缘强度不高，或者密封不好逐渐受潮，经过运行一定时间后绝缘恶化。
(5)日常维护检修管理不善，将电缆落在地上，甚至长期浸泡在水中；将电缆接成“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头，从而造成漏电、接地或短路故障。
(6)电缆过负荷运行，芯线发热，造成绝缘老化，损伤电缆。
(3)电缆因故障着火时，应立即将电缆两侧的电源切断，然后用沙子、灭火器等灭火材料进行灭火，并根据情况向调度室汇报。
(4)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，严禁用试送电的方法来判断电缆的故障点。
(5)用电缆故障测试但和万用表结合人工弯曲敲打电缆等方法来寻找电缆的故障点时，必须在故障电缆的电源切断后方可进行。
②非固定敷设的低压电缆，必须采用符合MT 818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。
③照明、通信、信号和控制用电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑料电缆。
(二)电缆截面的选择
1．井下高压动力电缆截面的选择原则
(1)按经济电流密度确定电缆截面。
(2)按长时允许电流校验电缆截面。
(3)按电缆通过正常负荷电流时电网允许的电压损失校验电缆截面。
(4)按最大运行方式下发生三相短路故障的情况校验电缆的热稳定性。
(5)当电缆通过最小两相短路电流时，必须满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。
2.井下低压动力支线电缆截面的选择原则
(1)按机械强度选择电缆截面，其芯线截面应不小于各种用电设备按机械强度要求所规定的最小截面。
(4)电缆接地芯线除用作监测接地回路外，不得兼做他用。
第三节矿用电缆发生故障的原因和处理方法
一、电缆故障的种类
1．绝缘故障
(1)电缆的绝缘水平低，出现漏电现象；
(2)芯线相间或对地绝缘电阻达不到要求；
(3)芯线之间或对地泄漏电流过大。
2，接地故障
(1)完全接地(也称死接地)，即电缆某相芯线接地，如用摇表(或万能表)测量二者之间绝缘电阻为零；
(2)低电阻接地，指电缆一相或几相芯线对地的绝缘电限值低于500kΩ；
(3)高电阻接地，指电缆一相或几相芯线对地的绝缘电阻值在500kΩ以上，甚至l MΩ以上。
3.短路故障
有完全短路、低电阻或高电阻短路；有两相同时接地短路或两相直接短路；有三相短路和接地。
4.断线故障
电缆一相或几相芯线断开或者一相导电芯线断一部分。
小结：
1、矿用电缆的种类、选择。
2、矿用电缆发生故障的原因和处理方法。