矿用电缆及其连接装置

要求: 正确的选择、安装、使用和精心维护矿 用电缆
一、 矿用电缆的类型、适用场所
高压电缆——大于1200v电网
低压电缆——＜1200v电网 动力电缆——向电动机供电
按电压
分 类
按用途
照明、控制、通信等电缆——向井下
照明、控制、通信设备供电 铠装电缆 用于固定敷设
按结构
橡套电缆 给移动设备供电 塑料电缆 铠装、橡套换代产品
表2 矿用电缆型号的组成
类 用途 别 结构 特征 额定电压 UO/U(kv) 动力线 芯数 标准截面 1mm2 1.5mm2 C-采 掘机 专用 Y-移 动设 备用 M-帽 灯用 Z-电 钻用 H-电 话用 P-非金 属屏 蔽T金属 屏蔽； 0.3/0.5 J-监视； 0.38/0.66 Q-轻 0.66/1.143. 型； 6/6 B-编 6/10 织加 强； R-绕 包加 强 2.5mm2 4mm2 6mm2 1-单芯 2-双芯 3-三芯 10mm2 16mm2 25mm2 35mm2 50mm2 70mm2 95mm2 1-单 芯 2.5mm2 4mm2 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 35mm2 50mm2 2.5mm2 4mm2 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 35mm2 50mm2 芯数 地线 控制(监视) 标准截面 标准截面 线芯数
1.动力电缆 结构、类型
1 )导电芯线 ① 按芯线作用不同可以分为：
监 视 芯 线 动 力 芯 线
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； 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 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
干线电缆最大长时工作电流可按下式计算：
Ｉｃa＝
K de PN 10 3 3U N cos wm
∑PN——电缆所带负荷的额定功率之和，kW； UN——电缆所在电网的额定电压，V； Kde——电缆线路所带负荷的需用系数
cosφ wm——电缆所带负荷的加权平均功率因数
3）按正常工作时允许电压损失选择 正常工作时电网的电压损失Δ Ｕ应不超过电网允许
的电压损失Δ Ｕp ，
Δ Ｕ≤Δ Ｕp
（1） 低压电网的允许电压损失
矿用电缆知识
主讲：张启林
矿用电缆 一、矿用电缆的类型、适用场所 二、矿用电缆的选择 三、矿用电缆的敷设 四、矿用电缆的连接 五、矿用电缆的维护运行 六、电缆故障点的寻找方法
矿用电缆的特点 优点: 安全可靠、不占空间、不受外界影响
缺点: 投资大、查找故障困难、维护检修不便
适用: 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 重要性绝缘层
芯线绝缘: 分包在每个导电芯线外， 以防止相间短路 按作用不同 统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外 面以防止对地短路。
芯线 绝缘
②按绝缘材料不同可分为 1:橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡 胶、乙丙橡胶两种。天然橡胶易燃，已 被耐高温、耐高压耐潮性好的乙丙橡胶 取代. 2:塑料绝缘。塑料绝缘又分为聚氯乙烯 绝缘、交联聚乙烯绝缘。 3:聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸碱耐腐 蚀、阻燃、敷设高差不限等; 4:交联聚乙烯绝缘电缆还耐高压，并且 耐热性及耐溶剂性能都有所改善，故应 优先选用。塑料绝缘电缆已取代油浸纸 绝缘。
当电缆有中间接头时，应在电缆两端头处各增加3m余量。
二、低压电缆主芯线截面的选择
1、选择原则 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 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。
正常工作时，应保证供电网所有电动机的端电压在 95％～105％的额定电压范围内，个别特别远的电 动机端电压允许偏移8％～10％。 距离远、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。
统包 绝缘
芯线 绝缘
统包 绝缘
3 电缆的保护层
按作用不同分为：
铅包-不易引爆，井下用 金属套 铝包-易引爆，井下禁用 阻燃橡套-阻燃，井下用
内护层：用于直接保护绝缘层
橡胶护套 塑料护套：
普通橡套-易燃，井下禁用
聚氯乙烯-井下用 黄麻层-易燃，井下禁用
内衬层-保护内护层
外护层：用于保护内护层
塑料带-不易燃，井下用
接地 芯线
绝缘 屏蔽
监视 芯线 绝缘 屏蔽
比较 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45 度及其以上的井巷；钢带铠装抗压强度高，用于 倾角小于45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 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 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 低压均采用铜芯电缆。
1 纤维外被
0 1 2 3 4 无 联锁钢带 双钢带 细圆钢丝 粗圆钢丝 2 3 聚氯乙烯外 套 聚乙烯或聚 烯烃外套
V
聚氯乙 烯绝缘
V
聚氯乙烯 护套 聚乙烯护 套
YJ
交联聚 乙烯绝 缘
Y
4 弹性体外套
例如ZQ20表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆。VLV33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；YJQ02表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯 乙烯护套铜芯电缆
3.确定电缆长度
就地控制的支线电缆长度，一般取5m～10m。 其它电缆因吊挂敷设时会出现弯曲，所以电缆的实际长度L应按 式计算。
Ｌ＝ＫｍＬｍ
式中 Lｍ——电缆敷设路径的长度，m；
Kｍ——电缆弯曲系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05。
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： 移动设备的电缆，须增加机头部分活动长度3m～5m余 量。
外被层-保护钢铠层 钢铠层 无妨带-不易燃，井下用
钢带铠装-抗压，用于＜45°井巷
粗钢丝铠装-抗拉，用于≥45°井巷
钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线
4 电缆的屏蔽层
导线屏蔽。包在电缆导线表面外的 半导电材料，用于大于3kv的高压 电缆防止电晕产生。 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导 电材料，产生电磁屏蔽以防止强 电场辐射干扰通信信号。3kv以上 的电缆均应有金属屏蔽。
2）按长时允许电流选择 电缆的长时允许电流IP应不小于通过电缆的最大长时 工作电流Ica。即： IP≥Ica IP ——电缆的长时允许电流
Ica——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 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：
Ica≈IN=0.76PN/UN
4 按短路电流校验电缆的热稳定性
Smin I
ti , C
mm 2
式中I∞——最大三相稳态短路电流，A；
ti ——短路电流作用的假想时间，s； C——热稳定系数，
A s / mm
2
2.2 低压电缆型号、芯数和长度确定
1.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 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》的有关规定。矿用低压电缆的型 号，一般按下列原则确定： (1) 支线一律采用阻燃橡套电缆。1 140 V设备及采 掘工作面的660 V和380 V设备，必须用MYP、 MCP、MZP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。
M 矿 用 橡 套 电 缆
1-单芯 2-双芯 3-三芯
例如：MYPJ-3.6/6-3×35-1×16-3×2.5表示矿用移 动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为3.6/6千伏，三芯 动力截面、每芯截面为35平方毫米，一芯接地线为 16平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为2.5平方 毫米 二、 电力电缆芯线截面选择计算
煤矿常用电缆的结构示意图
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4-1 YJV22型塑料电缆
图4-2 采煤机专用电缆
部分英国进口电缆外形图
BS188柔性 拖拽电缆 BS505柔性 拖拽电缆 BS504柔性 拖拽电缆 BS504柔性 拖拽电缆
2.电缆的额定电压、型号及使用场所
2.确定电缆的芯线数目
(1) 干线用的铠装电缆选三芯电缆，非铠装电缆选用四 芯电缆。
(2) 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，除用作监测接地回
路外，不得兼作其他用途。 (3) 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。
1)电缆的额定电压
电缆的额定电压用Uo／U表示，单位为kV
Uo―表示任一主导体和“地”之间的电压有效值;
U ―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。
例如：0.38/0.66v表示U0为380v；U为660v
2)电缆的型号
表1 电缆的型号组成及含义
类别 号 代 含义 导体 代 号 含 义 代 号 无 D 无 铜 芯 铝 L 芯 绝缘层 含义 代 号 Q Z 纸绝缘 油浸纸 不滴流 L 内护层 含义 铅包 铝包 代 号 铠装层 含义 代 号 0 无 外被层 含义
所选电缆截面必须满足机械强度的要求。
2.选择方法
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，应先按正常时的允许电压损失初选；然后再按其 他条件校验。