矿用电缆及其连接装置

②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，但价 格较高； 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。 《煤矿安全规程》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，可以采用铝芯 电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。
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。
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
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。
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 )电缆的绝缘层
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。
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
所选电缆截面必须满足机械强度的要求。
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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。
1）按机械强度选择
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，即可确定下来。
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
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
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 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 外，还应按短路的热稳定条件进行校验。
1 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用小时，及电缆 芯线材质，查出经济电流密度Jec，然后计算最大长时负荷 电流Ica（如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Sec为
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
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。
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
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
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
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: 矿井供电系统的大动脉
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
的电压损失Δ Ｕp ，
Δ Ｕ≤Δ Ｕp
（1） 低压电网的允许电压损失
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。
用电设备名称 最小截面/mm2 用电设备名 称最小截面/mm2
采煤机组 35～50 调度绞车 4～6
可弯曲输送机 16～35 一般输送机 回柱绞车 装岩机 10～25 16～25 16～25
局部通风机 4～6 煤电钻 照明设备 4～6 2.5～4
I ca Sec , J ec
mm 2
2 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，查出其长时允许电流 Ial，应不小于其最大长时负荷电流（此时双回路供电应按一 回故障的情况考虑），即 Ial ≥Ica
3 按电压损失校验电缆截面
PL U ScU N
V
式中 L——线路长度，m； Sc——导线截面，mm2； γ ——导线电导率，m／Ω.mm2。
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。
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) 固定敷设的干线应采用MVV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， 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。 (3) 采区低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。 (4) 电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。 (5) 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 敷设时应采用阻燃橡套电缆。