礦用電纜及電纜連接器

1、 一、礦用電纜的分類及性能 礦用電纜按照結(jié)構(gòu)可分為橡套電纜、鎧裝電纜和塑料電纜3種。 按照用途可分為信號通訊電纜、控制電纜和動力電纜。 按照電壓等級可分為低壓電纜、高壓電纜和千伏級電纜。 按照電纜芯線材料可分為銅芯電纜和鋁芯電纜等。2、屏蔽電纜（漏電保護作用）： 屏蔽橡套電纜是在普通橡套電纜的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，經(jīng)改 進制成的。首先是在普通橡套電纜三相主芯線的護套外又包了一層半導(dǎo)體屏蔽層（簡稱屏蔽層）；其次是將四芯以上電纜的相間襯墊改用導(dǎo)電橡膠制成，再次是將四芯電纜的接地裸芯線做在導(dǎo)電橡膠中間，從而使其外圍的導(dǎo)電橡膠與接地芯線連為一體。 礦用屏蔽橡套電纜的屏蔽層是直接接地的。增加屏蔽層的作用一是當(dāng)電纜

2、受機械力而造成絕緣損壞時，導(dǎo)電的芯線必然先接觸屏蔽層，再通過導(dǎo)電的屏蔽層接地芯線使漏電繼電器自行切斷電源，起到超前切斷電源的作用，避免相間發(fā)生短路事故。二是避免了由于電纜電纜損壞使人觸電的危險，防止人身觸電事故，并且減少因電火花而引起的煤塵和瓦斯爆炸的危險。 1 一主芯線； 2 一聚酯薄膜； 3 一絕緣層；4一雙面導(dǎo)電橡膠； 5 一導(dǎo)電橡電墊芯；6接地線；7導(dǎo)電橡膠帶；8外護套 1 一主芯線； 2 一主芯線絕緣層， 3 一控制或信號線 4 一半導(dǎo)體布帶 5 一接地芯線； 6 一墊芯(屏蔽材料)； 7 一外護套 8 一半導(dǎo)體橡膠 1（A、B、C）主芯線；2導(dǎo)電膠布帶；3內(nèi)絕緣層 ；4接地 線 ；

3、5分相絕緣 ；6外屏蔽層；7統(tǒng)包絕緣；8橡膠套 ； 9導(dǎo)電橡膠 ；10監(jiān)視芯線 (二）鎧裝電纜鎧裝電纜的導(dǎo)線芯線有鋁線和銅線兩種。鋁芯價格便宜，但接頭容易氧化，造成接觸不良而發(fā)熱；特別是在出現(xiàn)短路故障時，短路電弧產(chǎn)生的灼熱的鋁粉，容易引起礦井瓦斯和煤塵爆炸。注意：井下采區(qū)及工作面嚴(yán)禁使用鋁芯電纜！ 二、電纜的選型 （一）電纜的選型 合理選用電纜的總原則是符合 煤礦安全規(guī)程 的有關(guān)規(guī)定，并能滿足實際用中設(shè)備的要求。具體選擇方法包括以下幾個萬面： 1.井下電纜選用應(yīng)遵守的規(guī)定 （1）電纜應(yīng)帶有供保護接地用的足夠截面的導(dǎo)體。 （2）嚴(yán)禁采用鋁包電纜。 （3）必須選用經(jīng)檢驗合格的并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全

4、標(biāo)志的阻燃電纜。 （4）電纜主芯線的截面積應(yīng)滿足供電線路負荷的要求。（5）對固定敷設(shè)的高壓電纜應(yīng)采用鎧裝電纜。對固定敷設(shè)的低壓電纜MVV鎧裝電纜或?qū)?yīng)電壓等級的移動橡套軟電纜。（6）非固定敷設(shè)的高、低壓電纜，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)采用橡套軟電纜。移動式和手持式電氣設(shè)備應(yīng)使用專用橡套電纜。（7）照明、通訊、信號和控制用的電纜，應(yīng)采用鎧裝或橡套電纜。（8）低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯，采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯電纜。2.電壓等級的確定根據(jù)電纜所在電網(wǎng)的電壓來確定電纜的電壓等級。向綜采工作面移動變電站供電的高壓電纜，一般為6kV電壓。綜采工作面低壓供電系統(tǒng)電壓等級一般為 1140V 或66OV 。電鉆、照明系統(tǒng)的供電系統(tǒng)電

5、壓等級一般為127V，排水水泵、運輸絞車的供電系統(tǒng)電壓等級一般為660V。 3.電纜種類的確定 （1）向移動變電站供電的高壓電纜，一般選用 UGSP 型礦用高壓雙屏蔽（監(jiān)視型）橡套電纜。 （2）向千伏級采煤機等設(shè)備供電的電纜，應(yīng)選用UCPQ或UPQ系列電纜。 （3）向綜采工作面輸送機、轉(zhuǎn)載機、泵站等不經(jīng)常移動的用電設(shè)備供電的電纜，均選用 UP系列不延燃橡套電纜。 （4）向煤電鉆供電的電纜，選用 UZ系列電鉆專用電繩。（5）固定敷設(shè)的照明、通訊、信號和控制用的電纜，應(yīng)選用鎧裝電纜、不延燃橡套或塑料電纜；非固定敷設(shè)的應(yīng)采用不延燃橡套電纜。4.電纜長度的確定電纜的長度應(yīng)按敷設(shè)電纜巷道的實際長度，再加

6、適當(dāng)?shù)纳炜s量作為實際選用長度。 （1）固定敷設(shè)的橡套軟電纜的實際選用長度，應(yīng)比敷設(shè)電纜巷道的實際設(shè)計長度增加10%。 （2）移動設(shè)備用的橡套電纜，按使用最遠點的長度，在增加35m的活動長度。（3）固定敷設(shè)的鎧裝電纜的實際選用長度，應(yīng)比敷設(shè)電纜巷道的設(shè)計長度增加5%。 （4）當(dāng)電纜中間有接頭時，應(yīng)在接線盒的兩端各增加不少于3m長度。（5）在確定電纜長度時，應(yīng)盡可能的以最遠供電點計算。5.電纜芯數(shù)的確定（1）動力干線電纜，一般選用4芯電纜，三根主芯線，一根接地芯線。（2）向采掘機械供電的電纜，要根據(jù)具體生產(chǎn)機械的控制方式、信號系統(tǒng)的要求相應(yīng)地增加控制芯線數(shù)。（3）專用通訊電纜的芯線，要按照通訊、信

7、號及控制系統(tǒng)的實際要求數(shù)選取，同時要留有一定數(shù)量的備用線數(shù)。 （4）電纜接地芯線除用作監(jiān)測接地回路外，不得兼作它用。 6.電纜截面的選擇電纜截面（指主芯線截面）的選擇，應(yīng)滿足下列要求： （1）電纜的正常工作負荷電流應(yīng)等于或小于電纜允許持續(xù)電流。（2）為保證供電距離最遠、容量最大的電動機在重載下起動，要求電機起動時的端電壓不得低于額定電壓的75。 （3）正常運行時，要求最遠處端電壓下降值不能超過額定電壓的710。（4）當(dāng)電纜通過最小兩相短路電流時，必須滿足過電流保護裝置最小靈敏度的要求。（5）電纜的機械強度要滿足生產(chǎn)設(shè)備的要求。 經(jīng)常移動的電氣設(shè)備使用的橡套電纜的截面積應(yīng)滿足下表規(guī)定的按機械強度

8、要求的最小截面積。 （三）電纜的敷設(shè)煤礦井下電纜的用量大，就我礦而言井下敷設(shè)電纜就上萬米，如此多的電纜，如不嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定，勢必會引其非防爆性和受機械力破壞引起事故。據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明，在井下總電氣事故中，由電纜故障引起的要占50以上。因此，為提高礦井電氣安全水平，除在設(shè)計中盡可能采取必要措施外，還必須遵循電纜的敷設(shè)、連接規(guī)則，并加強管理。1.電纜敷設(shè)前的檢查電纜在下井敷設(shè)前，應(yīng)認真校核規(guī)格型號及長度是否與設(shè)計選型相符，觀察電纜表面是否符合使用要求，有無破損、壓痕等異常現(xiàn)象，測量電纜的絕緣電阻，是否符合 煤礦電氣試驗規(guī)程 和 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定要求。額定電壓在3kV以上的各種電纜

9、，還要進行泄漏電流和直流耐壓試驗。2.電纜敷設(shè)的有關(guān)規(guī)定除手持式或移動式設(shè)備連接的電纜外，電纜的敷設(shè)應(yīng)遵守下列規(guī)定：（1）在總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷中不應(yīng)敷設(shè)電纜，立井井筒中敷設(shè)電纜時，必須有可靠的安全技術(shù)措施。溜放煤、矸、材料的溜道內(nèi)嚴(yán)禁敷設(shè)電纜?。?）電纜應(yīng)用吊鉤或夾子、卡箍或其他夾持裝置進行敷設(shè)懸掛。（3）水平巷道或傾斜井巷中懸掛的電纜應(yīng)有適當(dāng)?shù)某诙?，并能在意外受力時自由墜落。（4）電纜懸掛點間距，在水平巷道或傾斜井巷內(nèi)不得超過3m，在立井井筒內(nèi)不得超過6m。（5）電纜不應(yīng)懸掛在風(fēng)管和水管上，不得遭受淋水。電纜與壓風(fēng)管、供水管在巷道同一側(cè)敷設(shè)時，必須敷設(shè)在管子上方，并保持0.3m以上的距離。

10、（6）井筒和巷道內(nèi)的通信和信號電纜應(yīng)與動力電纜分掛在井巷的兩側(cè)，如果受條件所限，在井筒內(nèi)應(yīng)敷設(shè)在電力電纜0.3m以外的地方，在巷道內(nèi)應(yīng)敷設(shè)在電力電纜0.1m以上的地方。（7）高低壓電力電纜敷設(shè)在巷道同一側(cè)時，高低壓電纜的距離應(yīng)大于0.1m，高壓電纜之間，低壓電纜之間的距離不得小于50mm。（8）井下巷道內(nèi)電纜，沿線每隔一定的距離，拐彎或分支點以及連接不同直徑電纜的接線盒兩端、穿墻電纜墻的兩邊都應(yīng)設(shè)置注有編號、用途、電壓和截面的標(biāo)志牌。（9）電纜穿過墻壁部分應(yīng)用套管保護，并嚴(yán)密封堵管口。(10)電纜敷設(shè)的最小允許彎曲半徑。(11)電纜接線盒的懸掛和固定。應(yīng)設(shè)托架,不得有淋水的地點,必須安裝接地線

11、. （四）電纜溫度電纜絕緣材料對溫度的限制，通常是以芯線允許最高工作溫度表示的。電纜在運行時，往往只能根據(jù)運行中電纜表皮溫度作為依據(jù)。下表為各類電纜允許的最高溫度標(biāo)準(zhǔn)。（五）電纜的日常維護（1）電纜應(yīng)懸掛整齊，不許落地及浸在水中，電纜上不準(zhǔn)有淋水、滴水。（2）電纜在使用中，特別是移動電纜，彎曲度要大于本身的彎曲半徑。使用中的電纜不準(zhǔn)堆放或盤圈。（3）工作面上的電纜，要在電纜槽中保護好，不要出槽、落地、防止被支架擠壓損壞或被石頭砸壞。 （4）采煤機負荷電纜在拖拽中要注意檢查維護，不要被電纜夾板扎壞、卡壞或電纜夾板被電纜槽卡住將電纜拉斷。 （5）工作面電纜在過刮板輸送機頭處要妥善保護，不要壓在刮板

12、輸送機頭下面或埋在浮煤中，避免被煤塊、石頭砸壞。 （6）電纜的絕緣電阻值，運行中應(yīng)每月檢查一次，過流保護動作后也應(yīng)進行測定。（四）電纜故障及其查找方法電纜故障及其查找方法 1.電纜故障的性質(zhì)（1）接地故障電纜一相或數(shù)相芯線接地故障，分為低阻接地和高阻接地。芯線對地絕緣電阻低于500k為低阻故障，500k以上者為高阻故障。（2）短路故障有完全短路、低電阻或高電阻短路；有兩相同時接地短路或兩相直接短路；有三相短路或接地。（3）漏電故障1）電纜的絕緣水平低，出現(xiàn)漏電現(xiàn)象；2）芯線相間或?qū)Φ亟^緣電阻達不到要求；3）芯線之間或?qū)Φ匦孤╇娏鬟^大。（4）斷線故障 電纜一相或數(shù)相芯線被故障電流燒斷或受機械外力

13、損壞，形成完全斷線或部分斷線。 （5）閃絡(luò)性故障 當(dāng)電纜的電壓達到某一定值時，芯線間或芯線對地發(fā)生閃絡(luò)性擊穿；當(dāng)電壓降低后，擊穿停止。電壓在升高時，或擊穿，或不再擊穿，這種故障稱為封閉性閃絡(luò)故障。 （6）混合性故障 同時具有上述兩種及兩種以上故障時，稱為混合性故障。2.電纜故障點的查找與判斷（1）直接判斷法 如果屬于電纜故障跳閘，應(yīng)首先用搖表測定電纜芯線之間和對地的絕緣電阻，初步判斷故障的性質(zhì)。若檢漏繼電器的電阻指示值低于規(guī)定值，或漏電繼電器動作，說明是接地故障，也可能是不同的兩點同時發(fā)生接地的“相間”短路故障。（2）萬用表查找法 首先將電纜兩端的芯線全部開路，如果電纜故障是相間短路，將發(fā)生短

14、路的兩根芯線的端頭與萬用表相連接；如果是接地故障，就將發(fā)生接地的芯線和接地線接到萬用表上。將萬用表的選擇開關(guān)打到歐姆檔，然后由檢修人員對電纜逐段進行彎曲或翻動。當(dāng)彎曲到某一點，萬用表指針有較大的擺動時，說明這一點是故障點。也可用干燥的木棒敲打電纜護套，當(dāng)敲打至某處，萬用表指針有較大的擺動時，也就找到了故障點。這種方法使用于尋找一相或多相芯線低阻接地或短路故障。（3）電測法 當(dāng)故障點不能用直觀方法尋找時，必須使用電測法探測。一般常用的電測法有3種：1）電橋法2）電容電流法3）音響法 電橋法和電容電流法缺點是故障點是計算出來的，電纜長度和故障點的距離還必須實測，誤差較大；音響法優(yōu)點是可以直接找到故

15、障點，不需要計算、測量。（4）專用儀器進行測定 目前，測定電纜故障的儀器較多，而SDC智能型電纜故障測試儀，是一種新型的專用儀器，它能方便地對礦用電纜進行故障點的測定，這種儀器由電纜故障閃測儀、同步接收定點儀、路徑信號產(chǎn)生器和控制保護器等四部分組成，其閃測儀采用脈沖法和閃絡(luò)法測定故障點。 對低阻或開路故障用儀器產(chǎn)生脈沖信號加到被測電纜，脈沖波勻速入射故障點而反射回到測試端；對高阻故障用外電路產(chǎn)生高壓信號加到被測電纜，當(dāng)電壓足夠高時故障點對地產(chǎn)生閃絡(luò)放電形成瞬間短路并產(chǎn)生多次反射波，經(jīng)計算可得故障點至測試端距離。該測試儀使用交流220V電源，將輸出線直接連接到電纜故障相和接地，使儀器處于“測阻”

16、狀態(tài)。儀器可自動分析故障性質(zhì)，并提示下一步操作步驟。觀察測試波形，通過功能鍵進行波形的位移、擴展、壓縮及光標(biāo)移動操作，尋找波形拐點進行分析。游標(biāo)移到波形拐點，熒屏左下方顯示的數(shù)字就是電纜接頭或故障點到測試端的距離。然后可攜帶同步接收定點儀順著電纜路徑探測，進行精確定位，在故障點耳機中發(fā)出的“啪啪”聲最響時，就是電纜故障點。3.電纜的故障處理 電纜故障的排除方法，應(yīng)根據(jù)具體情況而定，若電纜使用時間較長，絕緣已經(jīng)老化、發(fā)脆、變軟，或線路短路電流持續(xù)時間較長，嚴(yán)重損壞等，這時必須換新電纜。若線路較長，故障點又只有12個，這時可將電纜在故障處切斷后，重新連接進行冷補或安裝接線盒，亦可將電纜運到地面，按

17、“礦用橡膠電纜熱補工藝細則”進行熱補。但屏蔽電纜在熱補時，需在絕緣層外面統(tǒng)包一層導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娔z布帶，恢復(fù)其屏蔽性能。運行中或修理后的電纜都應(yīng)進行電氣試驗。電纜故障的處理的幾條規(guī)定：（1）查找到電纜故障后，首先確定處理方法，必須檢查確認停電后才能進行處理。（2）需修補的電纜，凡是斷線或芯線銅絲折斷15以上時必須用冷壓方法重新連接芯線，除掉壓接管的“飛邊”，進行絕緣處理和硫化熱補。（3）凡是電纜的破損護套修補必須用不延燃材料。（4）芯線接頭的電纜修補后，必須做加載試驗。（5）在井下冷補過的電纜升井后必須進行浸水耐壓試驗。如果冷補頭處的溫度超限，必須重新修補或試驗。（6）井下采掘工作面使用的電纜回撤升井后，必須進行檢查登記、進行干燥處理，經(jīng)浸水試驗合格后，方可繼續(xù)發(fā)放使用。沒有經(jīng)過檢查、試驗的電纜不許入井使用。（7）電纜修補試驗合格后，必須進行長度測量，對長度有變化的電纜，要重新壓號，并更改賬卡和管理標(biāo)志板上的數(shù)據(jù)。4.井下電纜發(fā)生故障時注意事項（1）電纜故障發(fā)生后，首先根據(jù)故障的現(xiàn)象和狀態(tài)，正確判斷故障類型，并及時向礦調(diào)度室和機電科匯報，并及時進行