第一章矿山常用电气设备及其安全管理.ppt

第一章 矿山常用电气设备及其安全管理,第一节 矿山常用电气设备 一、矿用电气设备要求 二、矿用电气设备的类型 三、矿用防爆电气设备的类型及特点 四、矿用电气设备防爆标志及选型 五、矿山常用电气设备 六、矿用电气设备运行维修及安全管理 第二节 矿用电缆及安全管理 一、矿用电缆的型号和用途 二、矿用电缆的选择 三、电缆的连接、敷设、维护和检查 四、电缆故障的原因及判断,一、矿用电气设备要求,（一）适应井下空间狭小的要求。矿用电气设备的尺寸要小，重量要轻。 （二）矿用电气设备要便于移动，应采用橡胶软电缆和专用的电缆插销装置向移动机械供电。设备的底部应装小轮或撬板以便于移动。 （三）井下电气设备必须有十分坚固的外壳，同时要便于拆装以便于移置到安全地带。 （四）井下有煤尘、潮气和淋水，电气设备应做成密封的并涂以防锈防腐的油漆。电气设备的绝缘材料应防潮，并设有防触电的闭锁装置。 （五）井下有瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的危险，电气设备应做成防爆型或安全火花型。,二、矿用电气设备的类型,煤矿井下使用的电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。 1.矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备是指专为煤矿井下条件的不防爆的电气设备，具有坚固的外壳，能够防止任何人员从外部直接接触带电体；有良好的封闭性，能防止来自不同方向水滴的飞溅，有防潮、防止外部固型物的性能；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转，拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有机械联锁，同时在设备外壳的明显处有接地装置，并标有接地符号。这种电气设备，在其外壳的明显处，均有清晰的永久性金属凸纹红色标志“KY” ，这种设备按照BG12173矿用一般型电气设备制造。,2.矿用防爆型电气设备 按照国标GB 3836爆炸性环境用防爆电气设备制造。 该类型电气设备适用于煤矿低瓦斯、高瓦斯和有煤尘与瓦斯突出、喷出的区域，根据其原理又分为10种设备类型。,二、矿用电气设备的类型,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,1）隔爆型电气设备 （1）隔爆型电气设备的结构特征 隔爆型电气设备具有一个坚固的隔爆外壳，这种外壳可将其内部的火花、电弧与隔爆外壳环境中的混合爆炸物隔开，还有一定的机械强度。 隔爆外壳不可能是一个完整的整体，而是由许多个零部件构成的。壳内的爆炸产物会穿过零部件间的连接缝隙，扩散到壳外环境，这些缝隙叫做隔爆接合面间隙。,（2）隔爆原理 隔爆性 隔爆就是电气设备外壳内发生爆炸，其产物通过间隙不会引起设备外爆炸物的爆炸。隔爆性是由外壳的接合面宽度、间隙和表面粗糙度来实现隔爆的一种性能。 耐爆性 耐爆性是指外壳的结构强度，即隔爆外壳为了承受住爆炸引起的压力波的作用，所必须具有的结构强度。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,2）增安型电气设备 （1）增安型电气设备结构特征 增安型防爆结构只能应用于在正常运行条件下不会产生电弧、火花或不可能点燃爆炸性混合物的高温热源的设备上。该型设备只是在其结构上采取了一定措施提高其安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现上述现象。 （2）增安型电气设备采取的安全措施 增安型电气设备采取了一系列的安全保护措施达到其安全性能：有效的外壳保护；电路的可靠连接；增大电气间隙与爬电距离；加强与提高绝缘水平；加强温度的限制。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,3）本质安全型电气设备 （1）本质安全型电气设备的类型 由本质安全型电路组成的电气设备称为本质安全型电气设备。 全部电路都是本质安全电路的电气设备为单一式本质安全型电气设备； 局部电路为本质安全电路的电气设备为复合式本质安全型电气设备。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,（2）本质安全电路原理 本质安全电路是根据安全火花原理，通过合理选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生电火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。 电火花有电阻性、电容性和电感性三种。只要在电路的设计上合理选择元件，限制电路中的电流、电压等参数，就能达到限制火花能量的要求。方法有： 合理选择电气元件，降低供电电压。 通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短路故障电流。 采取消能措施来消耗能量元件的能量。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,（3）本质安全型电气设备的特点 本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻；制造、维修方便、投资少；安全性能可靠。 本安型是一种比较理想的防爆设备，在满足技术要求的情况下，应优先选用。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,4）正压型电气设备 它具有正压外壳，可以保持壳内新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，并能阻止外部混合物进入壳内。 5）充油型电气设备 全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,6）充砂型电气设备 外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。 7）无火花型电气设备 在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,8）浇封型电气设备 整台设备或其中部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下，不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。 9）气密型电气设备 凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳。这种外壳能防止壳外气体进入壳内。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,10）特殊型电气设备 指采用的防爆措施不为上述9种基本防爆类型所包括，经过防爆检验证明确实具有防爆性能的电气设备。 这种特殊的防爆电气设备，是使点火源与爆炸性气体混合物进行了隔离，即正常或故障时产生的危险因素，不与爆炸性混合物直接接触。按国外的要求，特殊型电气设备的防爆水平应达到本质安全型。,三、矿用防爆型电气设备的类型和特点,四、矿用电气设备防爆标志及选型,1.矿用电气设备防爆标志,（三）矿用电气设备选型的规定,四、矿用电气设备防爆标志及选型,类 别,五、矿山常用电气设备,（一）变压器 变压器是用来改变交流电路中电压和电流大小的电气设备。根据电磁感应原理，把交流电源由一种等级电压在同一频率下变换为另一等级电压，以适应各种用户的需要。 1.变压器分类与适应范围 变压器分为电力变压器和特种变压器。 电力变压器又分为油浸式和干式两种。 矿用油浸变压器是矿用一般型电气设备，它用于低瓦斯矿井或高瓦斯矿井使用架线电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电设备硐室内；对负荷量较小的乡镇煤矿，一般安装于地面向井下供电。 矿用隔爆干式变压器适应于有瓦斯爆炸危险环境的矿井。,（一）变压器,2.结构特征 变压器由铁芯、绕组、外壳、调压开关、绝缘套管、接线盒、冷却系统、底托架等组成。矿用油浸变压器的外壳不隔爆，在其外壳与绕组间有绝缘油，它可通过外壳上的散热管使油循环散热。而这种外壳具有防潮、防滴溅和防外物的能力；矿用隔爆干式变压器为空气自冷式。,3.常见故障及处理方法,（二）高压开关,目前，煤矿井下使用的高压开关主要有：PB型、BGP型。新型的BGP系列已达30多个品种，其保护功能有失压、过电压、过载、短路、选择性漏电及绝缘监视等；其断路器绝大部分采用真空断路器，其通过的极限峰值电流、最大闭合峰值电流、额定断开电流等参数均明显提高，是煤矿普遍选用、性能优良的高压配电装置。,1.BPG26型高压开关的特点 隔爆兼安全火花型配电装置，适用于有瓦斯煤尘爆炸危险的场所，可作高压、配电、控制使用。其断路器采用真空管，不必维修，更换简单，整体体积小和重量轻，是一种理想的新型开关。,（二）高压开关,BPG26型高压开关的主要技术多数,2. BPG26型高压开关的安全闭锁装置,BPG26型高压开关，在断路器、隔离开关和外壳门之间设有安全闭锁，其作用是： （1）隔离开关分闸时，外壳门拆下螺钉后也不能打开。外壳门打开后，隔离开关不能分闸。只有当外壳门关闭好后，隔离开关才能分闸。 （2）断路器合闸后，隔离开关不能分断负荷电流，只有当断路器断开后，隔离开关才能分断；反之，只有先合上隔离开关，断路器才能分闸。,3.BPG26型高压开关的真空断路器,真空断路器是一种手动储能弹簧分闸机构。分闸操作时，将操作手柄按顺时针方向旋转，压缩储能弹簧。当接近分闸位置时，分闸弹簧能量释放，使断路器快速分闸。,断路器的人工分闸与保护分闸形式： 人工分闸。将操作手柄按逆时针方向旋转约20º30º，操作机构脱扣分闸。 过电流保护动作分闸。过流或短路时，过流继电器输出动作信号，使机构下部的电磁铁断电，实现断路器分闸。 欠电压保护动作分闸。当线路电压降低到额定值的3565时，装在机构下部的欠电压脱扣器动作，使断路器分闸。 漏电及监视保护动作分闸。在线路出现漏电及监视回路断线或地线短路时，漏电及监视保护装置的动作信号切断分闸电磁铁的电源，使断路器分闸。,3.BPG26型高压开关的真空断路器,4.BPG26型高压开关真空断路器的特点,断路器在密封的容器中熄弧，电弧和高温的金属蒸气不会泄漏，触头部分也不会因潮气、灰尘和有害气体的影响而降低其性能。 断路器熄弧时间短、弧压低、电弧能量小、触头损耗小，在规定开断次数内，基本不需要维修和更换。 分合闸操作动作声音小，无噪声。 断路器断流能力强。但在分断小电感电流时易产生较高的过电压。因此，为提高BPG26型高压配电装置的适应性，在其装置内加有阻容吸收或压敏电阻保护装置，以防止过电压。,4.BPG26型高压开关的电气保护装置,BPG26型高压开关的保护功能有： （1）过电压保护，由过电压保护装置实现。 （2）漏电保护和绝缘监视保护，采用BLD2型电子线路实现漏电及监视。 （3）欠电压保护，由T1-4型欠电压脱扣器实现。 （4）反时限过电流保护和短路速断保护，由BL140型电子过流继电器实现。,（三）低压开关,矿用低压馈电开关是一种手动合闸供电开关。当线路出现过电流和漏电故障时，能自动跳闸切断电源。主要用于煤矿井下低压配电线路中，设置于变压器出口一侧，作为低压电网总配电开关，因此有“馈电”开关之称。 目前，煤矿井下普遍采用的低压馈电开关主要有DW系列和DWKB30系列。,1.DW系列馈电开关,DW系列馈电开关主要供采区变电所和JY82检漏继电器配合使用，也可作为掘进工作面的总电源开关。在其内部装有电磁式过流脱扣器。目前已部分使用了真空馈电开关，保护有选择性漏电保护与过流、失压等组成一体的综合保护器。 1)组成部分 DW80、DW81系列馈电开关主要由防爆外壳、电缆接线腔、三相空气断路器或三相真空断路器、过流瞬时脱扣器、脱扣机构、分励脱扣器、灭弧罩（无真空化）和手柄等组成。,1.DW系列馈电开关,2)技术特征 DW系列馈电开关额定电压为380V、660V，额定电流有200A、350A，瞬时过电流脱扣器的整定电流为200A1200A，动作电流与整定电流的偏差不大于10。操作方式为手动合闸、手动或自动跳闸。具有断电后才可打开前门的机械闭锁装置。,1.DW系列馈电开关,3) DW系列馈电开关常见故障及处理方法,2.DWKB30系列馈电开关,DWKB30系列馈电开关用于1140V、660 V或380 V供电网路中，可作为馈电总开关、分路开关和不频繁起动的大容量电动机的开关。 1)组成部分 DWKB30系列馈电开关主要由隔爆外壳、框架式自动开关触头系统、失压脱扣线圈、分励脱扣线圈、晶体管脱扣器、信号显示器和其他辅助装置组成。 2)技术性能 DW系列开关的额定电流有100A、200A、400A。具有欠压保护、过载长延时保护、短路瞬时脱扣和过载、过流保护分合显示与可靠的机械闭锁功能。,2.DWKB30系列馈电开关,3) DWKB30系列馈电开关常见故障及处理方法,(四)照明信号及煤电钻综合保护装置,1.ZXZ82.5（4）型矿用隔爆照明信号综合保护装置 ZXZ82.5（4）型矿用隔爆照明信号综合保护的电源可取自660V或380V供电系统，其输出的 127V电压可作为照明及信号负载电压，具有短路、漏电保护和电缆绝缘监视等综合保护功能。,1.ZXZ82.5（4）型矿用隔爆照明信号综合保护装置,1)技术特性 （1）主变压器的一次电压为660V或380V，二次输出电压为127 V。额定容量为4（2.5）kVA；接线方式均为Y。 （2）在规定的照明信号电缆长度的保护范围内，4（2.5）kVA作为照明时，其整定电流值为20（12）A；作为信号时，其整定电流值为5（4.5）A。 （3）漏电动作的电阻值为2k。 （4）漏电闭锁动作的电阻值为2k4k。 （5）电缆绝缘监视的危险指示值为13 k±10。 （6）电源电压上下波动的范围为10。,2)电路工作原理 (1)主电路 (2)控制电路 (3)保护电路 照明保护电路 信号短路保护电路 电缆绝缘监视电路 (4)试验电路 短路动作试验。 漏电动作试验,1.ZXZ82.5（4）型矿用隔爆照明信号综合保护装置,2.BZ802.5Z型煤电钻变压器综合保护装置工作原理及整定,1）技术特性 该装置具有容量为2.5kVA或4kVA、电压为 127V的电源装置；采用四芯电缆，利用先导回路，可以进行远方操作，做到电钻不运转，127伏侧电缆不带电；对煤电钻及其电缆能实现过载和短路保护；还具有 127 V系统的漏电保护装置，并可达到漏电自锁和漏电闭锁。通过对主变压器一次侧接作Y或接法的改变，即可通用于660V及380V电网里。,2.BZ802.5Z型煤电钻变压器综合保护装置工作原理及整定,2)工作原理 主回路 先导控制回路 漏电保护回路 载频短路保护回路,六、矿用电气设备运行维修及安全管理,1. 煤矿主要电气设备定期检查和调整的规定,2.井下防爆电气设备的完好标准,（1）防爆面 防爆面应完整，表面粗糙度要达到无锈蚀及机械伤痕。 防爆面禁止上油漆。为了防止锈蚀，可涂防锈油脂或冷磷化。 低压开关防爆面间隙：静止面为0.3mm，转盖面为0.5mm。 （2）接线 进线口连接坚固，密封良好。 接线装置完整、齐全、坚固、导电良好。 （3）紧固件 螺栓、螺母、垫圈要完整、齐全、紧固。,3保证安全的组织措施,为了保证安全，必须严格采取以下几项组织措施： （1）工作票制度； （2）工作许可证制度； （3）工作监护制度； （4）工作间断、转移和终结制度。,4.保证安全的技术措施及注意事项,在全部停电或部分停电的电气设备上工作时，必须完成停电、验电、装设接地线（包括放电）和悬挂标示牌及装设遮拦这几项保证安全的技术措施以后，才能开始工作。 （1）停电 工作地点必须停电的设备为： 检修的设备； 与工作人员在进行工作中正常活动范围的距离小于规定数值的设备； 在44KV以下的设备上进行工作，上述安全距离虽大于规定的数值，但是，当电压为44KV时小于1.20米；电压为2035KV时小于1.00米；电压为10KV及以下时小于0.70米，同时又无安全遮拦的设备，维护或修理时，也须停电后方可工作； 带电部分在工作人员后面或两侧无可靠安全措施的设备。,（2）验电 验电时必须用电压等级合适，而且合格的验电器验电。必须在检修设备进出线两侧的各相分别验电。验电前，应先在带电的设备上进行试验，确认验电器良好后方可在被验设备上进行验电。如果在木杆、木梯或木构架上验电，不接地线不能指示者，可在验电器上接地线，但必须经值班负责人许可。 高压验电必须戴绝缘手套。35KV及以上的电气设备，在没有专用验电器的特殊情况下，可以使用绝缘棒（令克棒）代替验电器，根据绝缘棒端有无火花和放电噼啪声来判断有无电压，但是必须注意使用绝缘性能符合要求的绝缘棒。 表示设备断开和允许进入间隔的信号、经常接入的电压表等，不得作为设备无电压的根据。但是如果指示有电，则禁止在该设备上工作。,4.保证安全的技术措施及注意事项,（3）装设接地线 当验电设备确已无电压后，应立即检修设备的三相导线接地并三相短路。 对于可能送电至停电设备的各方面或停电设备可能产生感应电压的都要装设接地线。 检修母线时，根据母线的长短和有无感应电压等实际情况，确定地线数量。 检修部分若分为几个在电气上不相连接的部分（如分段母线以刀闸或开关隔离分成几段），则各部分应分别验电、接地、短路。 在室内配电装置上，接地线应装在该装置导电部分的规定地点。这些地点的油漆应刮去，并划下黑色记号。所有配电装置的适当地点均应设有接地网的接头。接地电阻必须合格。 装设接地线必须由两人进行。若为单人值班，只允许使用接地刀闸接地，或使用绝缘棒合接地刀闸。 装设接地线必须先接接地端，后接导体端。必须接触良好。拆接地线的顺序与此相反。拆装接地线均应使用绝缘棒或戴绝缘手套。 接地线应用多股软裸铜线，其截面应符合短路电流的要求，但不得小于25平方毫米。 高压回路上的某些工作，需要拆除全部或部分接地线后方能进行工作者（如测量母线或电缆的绝缘电阻、检查开关触头是否同时接触），需经特别许可。 拆、装接地线，应做好记录，交接班时应交待清楚。,4.保证安全的技术措施及注意事项,（4）悬挂标示牌和装设遮拦 如果线路上有人工作，应在线路开关和刀闸操作手把上悬挂“禁止合闸，线路有人工作！的标示牌。标示牌的悬挂和拆除，应按调度员的命令执行。 部分停电的工作，安全距离小于表1.9的数值而未停电的设备，应装设临时遮拦。 临时遮拦可用于干燥木材、橡胶或其它坚韧绝缘材料制成。装设应牢固，并悬挂“止步，高压危险！”的标示牌。 35KV及以下设备的临时遮拦，如因工作特殊需要，可用绝缘挡板与带电部分直接接触。但此种挡板必须具有高度的绝缘性能。 在室内高压设备上工作，应在工作地点两旁间隔,对面间隔的遮拦上,禁止通行的过道上悬挂“止步，高压危险！”的标示牌。 在室外地面高压设备上工作，应在工作地点四周用绝缘绳子做好围栏，围栏上悬挂适当数量的“止步，高压危险！”的标示牌。 在工作地点悬挂“在此工作！”的标示牌。 在室外构架上工作，则应在工作地点邻近带电部分的横梁上，悬挂“止步，高压危险！”的标示牌。此项标示牌在值班人员的监护下，由工作人员悬挂。在邻近其它可能误登的构架上，应悬挂“禁止攀登，高压危险！”的标示牌。 严禁工作人员在工作中移动或拆除遮拦、接地线和标示牌。,4.保证安全的技术措施及注意事项,5.煤矿井下电气维修,（1）井下供电应做到 三无：无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头； 四有：有过流保护和漏电保护，有螺丝和弹簧垫，有密封圈和挡板，有保护接地装置； 两齐：电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐； 三全：防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全； 三坚持：坚持使用检漏继电器,坚持使用煤电钻、照明、信号综合保护装置，坚持使用风电、瓦斯电闭锁。 （2）井下防爆电气设备的运行、维护和修理工作，其质量必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理或更换，禁止使用失爆电气设备。,第二节 矿用电缆及安全管理,一、矿用电缆的型号和用途 1.矿用电缆的型号和用途 井下常用电缆分为三大类，即铠装电缆、塑料电缆和矿用橡套软电缆。 铠装电缆和塑料电缆主要用于井下干线式供电或向固定、半固定设备供电; 矿用橡套软电缆主要用于向移动设备供电。,1）铠装电缆,铠装电缆的芯线有铝芯和铜芯两种，芯线常用多根细铝丝或细铜丝绞合而成。 铝芯电缆重量轻、价格便宜，但其抗拉强度较低，在受到外力冲击时，极易伤害芯线，铝芯线在短路时向周围喷溅高温铝颗粒与空气中氧化因而剧烈燃烧，极易引燃瓦斯煤尘爆炸和燃烧。因此在井下的使用范围受到限制。 铠装电缆一般用于高压供电，有3根导电芯线，为使3根芯线彼此可靠绝缘，故在每根导电芯线的外面缠包上绝缘纸带或其他绝缘材料。 电缆的额定电压等级越高，相包的绝缘层就越厚。,1）铠装电缆,油浸纸绝缘电缆在对分相芯线进行绝缘后又在三相芯线的外面进行了统一的绝缘包扎，俗称统包绝缘。 绝缘纸带和麻芯都浸有电缆绝缘油。 铅护套:统包绝缘的外部再包一层无缝的铅皮。它既可防止油的外漏，又可防止井下水气的侵入，而保持绝缘强度。 铅包和它外面金属铠装带一起用作铠装电缆的接地线。,1）铠装电缆,油浸铠装电缆，其内浸渍的油在一定条件下可以在护套内流动。若这种电缆作长距离垂直或较大倾斜度敷设，电缆中的绝缘油将会逐渐集中到电缆的下部。一旦滴油聚集而且受潮，绝缘性能下降，易使下端接线处发生短路。所以这种电缆在敷设时要受到垂直落差的限制。 干绝缘电缆和不滴流电缆克服了油浸纸绝缘电缆的缺点。 干绝缘电缆是在电缆成型前先将绝缘油滴干，加大了敷设的垂直落差。 不滴流电缆采用了特殊的浸渍剂，它不会在电缆的护套中流动，因而敷设条件不受限制。,1）铠装电缆,铝包电缆：采用铝护套的铠装电缆。铝包虽然具有良好的导电性能，它又是铠装电缆的接地线，要与其他的接地线进行过渡连接，但是铝具有较强的易氧化作用，再加上井下水有的呈酸性或碱性，若遇到具有这种性质的水或水气，铝包极易发生化学反应，出现化学腐蚀，增大铝包的电阻，因而在井下使用铝包电缆危害性甚大。煤矿安全规程规定：“井下严禁使用铝包电缆”。,1）铠装电缆,电缆的铠装有钢带铠装和钢丝铠装两种，并且对铠装材料进行了电镀防腐。有的电缆还在铠装外面覆盖有黄麻护层，但黄麻是易燃物，一旦电缆着火，火势将蔓延，扩大着火范围。所以，井下使用这种电缆必须将黄麻外皮剥去。若其铠装未进行电镀防腐，应在铠装层上涂防腐漆。 具有铠装层的电缆，可以提高其承受外力冲击和拉力的机械强度。但钢带铠装相对于钢丝铠装所承受的拉力要小。因此，需要在立井筒或钻孔中敷设的电缆，最好采用钢丝铠装电缆。 铠装电缆重，敷设和移动不方便，不易弯曲。只适宜固定敷设，用于向固定或半固定电气设备送电。,矿用铠装电缆型号及使用范围,2.塑料电缆,塑料电缆的芯线绝缘和外护套都是用塑料制成的，这种电缆又分为铠装和没有铠装两种。外部有铠装的，使用条件与纸绝缘铠装电缆相同，但垂直落差不受限制。外部没有铠装的，与橡套电缆的使用条件相同。 塑料电缆具有重量轻、护套耐腐蚀、绝缘性能好、敷设的水平差不受限制等优点，所以在条件适合时应首先采用。 VV、VLV型电缆，因护套未采用铅包，所以专门增设一根接地芯线，即四芯电缆。,矿用铠装塑料电缆型号及使用范围,3.橡套电缆,矿用橡套电缆，主要供井下移动电器设备输配电线路之用。可分为可延燃橡套电缆、不延燃橡套电缆和屏蔽电缆三种。该电缆柔软性好，便于弯曲，运输和敷设方便。 （1）可延燃橡套电缆 普通橡套电缆所使用的橡胶为一般橡胶，遇火后可延续燃烧，而且燃烧时分解出的气体有助燃作用，井下使用该电缆易造成火灾。 最普通的橡套电缆由三根动力芯线和一根接地芯线构成，还有五芯、六芯、七芯等多芯电缆，其多出的芯线作为监测控制之用。 （2）不延燃橡套电缆 不延燃橡套电缆的护套掺入了一定量的氯丁橡胶，遇火助燃时可以燃烧，一旦移去火焰，自身不会继续延燃，而且会很快地熄灭。煤矿安全规程规定：固定敷设、移动和手持式电气设备的低压橡套动力电缆应采用阻燃（不延燃）电缆；照明、通信、信号和控制用的电缆应采用阻燃电缆或矿用其他电缆。 （3）屏蔽电缆 屏蔽电缆在每根主芯线的相绝缘护套外包有由导电橡胶或导电金属网制成的屏蔽层；接地芯线的外面没有绝缘橡胶，其周围是导电橡胶垫芯；多芯电缆监测控制线绝缘外层用导电橡胶屏蔽，有的在电缆护套内的同心圆上，设一层加强屏蔽层。煤矿安全规程规定：移动式电气设备都应使用专用的分相屏蔽阻燃橡套电缆。,煤矿常用橡套阻燃电缆的型号和用途,二、矿用电缆的选择,1.电缆型号的选择 (1)电缆实际敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。 (2)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。 (3)严禁采用铝包电缆。 (4)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。 (5)电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。 (6)对固定敷设的高压电缆： 在立井井筒或倾角45º其以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 在水平巷道或倾角45º以下的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 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；其他地点必须采用铜芯电缆。,1.电缆型号的选择,(7)固定敷设的低压电缆，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。 (8)非固定敷设的高低压电缆，必须采用符合MT818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。 (9)照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。 (10)低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。 煤矿安全规程规定的电缆选择要求是选择电缆型号的依据。在遵守本要求的前提下，应结合采区的地质条件、巷道长度及负荷情况，进行合理选择。,2.电缆截面的选择,(1) 电缆主芯线的选择 为保证电缆和电动机的正常工作，在选择电缆截面时，应遵守以下四条原则： 电缆正常运行时，其实际温升应不超过绝缘所允许的最高温升。否则，电缆绝缘老化加快，降低电缆的使用寿命。为满足这一原则，电缆的实际长时负荷电流应小于或等于电缆的长时允许负荷电流。,(1) 电缆主芯线的选择,按电缆线路工作时的允许电压损失进行选择。 一般电缆线路的末端都是电动机，为保证其正常运行，其端电压不得低于额定电压的 95。 干线式的低压供电线路上往往有多台用电设备，因此，尚需校验线路末端容量最大的一台电动机启动时干线的电压降。一般应不超过额定电压的30，否则将因电压过低而影响其他设备的正常运转。,(1) 电缆主芯线的选择,电缆截面的选择要满足机械强度的要求。电缆的抗拉强度应满足井下移动设备自拽电缆所需的机械强度。 电缆末端的最小二相短路电流应大于馈电开关整定电流值。,(2)按允许长时负荷电流选择电缆截面的计算,选择电缆截面一般采用经济电流法计算，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。其基本公式为 IgIy Ig实际流过电缆的工作电流，A； Iy空气温度为25时，电缆长时允许负荷电流，A。,电缆实际工作电流的计算,向单台或两台电动机供电的电缆的选择。 向单台电动机供电的电缆:实际工作电流为单台电动机的额定电流。 向两台电动机供电的电缆:实际工作电流为两台电动机额定电流之和。 向3台或3台以上电动机供电的干线电缆的选择。 对于多台用电设备供电干线上的持续工作电流可按下式计算：,式中 P干线电缆所供负荷的计算功率，kW； 干线电缆所供多台负荷的总功率，kW； Kx需用系数； 平均功率因数，一般为0.60.8； UN电网额定电压，V。,(3)按电缆长期允许负荷电流预选电缆截面,为了保证电动机的端电压不低于额定电压的95，按允许电压损失的大小来校验所选电缆是否符合要求。 供电系统允许的电压损失 在计算低压电网的允许电压损失时，一般按采区变电所中低压变压器（或移动变电站）二次侧的空载电压算起。 380V供电网线路末端的最低电压和允许电压损失分别为361V、39 V； 660V供电网线路末端的最低电压和允许电压损失分别为627V、63V； 1140 V供电网线路末端的最低电压和允许电压损失分别为1083V、117 V 供电电网的实际电压损失 供电电网的实际电压损失由电缆的电压损失和变压器的电压损失两部分构成。即：U网=UB十UL 如果U网UY，认为所选电缆截面合理。否则，要重新选择电缆的截面。,三、电缆的连接、敷设、维护和检查,1.电缆的连接 井下电缆的连接应符合以下要求： (1)电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。一个电缆引入装置只允许连接一条电缆。当电缆的外径小于接线喇叭口内径时，必须按规定套上合格的橡胶密封圈封堵。 电缆芯线与接线盒或设备接线腔内接线端子应正确连接。导电芯线必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与接线端子连接；导电芯线应无毛刺；连接线上的垫卡、弹簧垫圈应依次上齐全并压紧，但不得压住绝缘材料；连接屏蔽电缆时，屏敝层必须随同绝缘层一起剥除，剥除长度一般可以和外护套的剥除长度相同；腔内的接地芯线要比导电芯线长一些，一旦导电芯线被拉脱时，地线仍能保持连接。,1.电缆的连接,(2)不同型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接钱盒、连接器或母线盒进行连接。 (3)电缆进入引入装置，必须按接线工艺标准要求整体进入；电缆的一端在接上带电设备时，其另一端不可以什么也不接，应避免出现“羊尾巴”。,1.电缆的连接,(4)同型电缆之间直接连接时，必须遵守下列规定： 橡套电缆的修补连接必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补。在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。在井下冷补的电缆必须定期升井试验。 塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。,1.电缆的连接,(5)对电缆接头的要求： 芯线连接良好。接触电阻、接头处的温度均不大于电缆的阻值和电缆的最高允许温度。 接头处有足够的抗拉强度，其值应不低于电缆芯线强度的70。 两根电缆的铠装、铅包、屏蔽层和接地芯线都应有良好连接。,2.电缆的敷设,为了尽量减少和防止电缆事故（漏电、短路）的发生，保供电线路的安全运行，敷设电缆应遵循以下要求和注意事项： (1)井下电缆悬挂的要求 井下电缆（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）必须悬挂。具体悬挂方法（或标准）如下： 电缆必须悬挂在水平巷道或倾角30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；在立井井筒或倾角30 °及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承担电缆重量，并不得损伤电缆。,(1)井下电缆悬挂的要求,水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。 电缆悬挂点的间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m。 沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。 电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆（包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电，但给采、掘机组供电的电缆不受此限。,井筒和巷道内的通信和信号电缆，应与电力电缆分挂在井巷的两侧。如果受条件所限，在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。 高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m；高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。 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。 立井井筒中所用的电缆中间不得有接头。因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内。 运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时，可在井筒中设置接线盒，接线盒放置在托架上，不应使接头承力。 在硐室内和木支架的井巷中敷设电缆时，必须将电缆的黄麻外皮剥除，并定期在铠装层上加涂防锈油漆。电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并严密封堵管口。,(1)井下电缆悬挂的要求,(2)电缆敷设应注意的问题,敷设电缆的巷道应支护完好，便于电缆的运输和敷设。 在设置电缆连接处，不应有淋水，否则，应采取相应措施。 当电缆敷设需要横过巷道时，应保证电缆横过巷道后既不影响运输，也不会危及电缆运行。 为避免电缆运行中受到外力的冲击，发生漏电、短路等不安全故障或事故，下列地点不应敷设电缆： 用机械提升的进风倾斜井巷（包括运输机上、下山和使用木支架的立井井筒），在个别情况下，受条件限制执行有困难时，对电缆应采取可靠保护措施，经矿务局或矿总工程师批准的不受此限。 溜放煤、矸石和材料的巷道。 敷设的电缆需弯曲时，为防止纸绝缘的撕裂、铅包的损坏、电缆内应力过大，使电缆受伤，电缆和电缆芯线弯曲时，不得小于其最小弯曲半径。,3.井下电缆的日常维护和检查,建立必要的电缆运行维护制度 a.定期预防性试验制度 对运行中的高压电缆进行定期预防性试验，可以发现电缆的受潮、脏污、局部缺陷及缺陷的性质等情况，对试验中不合格的电缆进行及时的更换。 b.电缆的防护与裸铠装电缆的防腐制度 在对井下巷道进行整修、粉刷和冲洗作业时，必须对电缆线路进行保护，整修结束以后要重新将电缆悬挂好。摘挂带电电缆时，应制定安全措施，报矿总工程师批准。 采煤、掘进工作面放炮时，应有防止崩坏电缆的措施。 铠装电缆应定期进行涂漆防腐，其周期可根据实际情况决定。一般采区、运输大巷的电缆不超过2年，立井的电缆不得超过23年。 c.井下供应电缆审批制度 井下采掘工作面应预先作出供电设计，经程序审批后配给电缆与设备，安装完毕进行验收，合格后方可供电。对已拆除或不再使用的电缆要限期出井。,3.井下电缆的日常维护和检查,（2）电缆的日常维护和定期巡视检查制度 a.定期检查电缆运行和悬挂情况。日常维护的专责人要每天检查一次，发现问题及时处理。 b.线路及线路中的连接器（件）温度。 c.移动设备的电缆，应由移动设备专责人（移动设备的操作者）班班检查。掘进巷道或工作面附近电缆余下的部分，应呈“S”形悬挂，不准在带电的情况下盘圈。电缆应严防炮崩、其他外力冲击或用力拖拽。 d.矿高、低压电缆管理专职人员，根据电缆管理要求实行全面管理，定期检查出的问题及时书面通知使用单位，并限期处理与复查。 e.高压电缆的铠装层，若出现断裂、松动应及时绑扎，立井井筒的高压电缆应由两人同时进行检查维护。应每月至少检查一次，如发现问题应及时组织或更换。,四、电缆故障的原因及判定,1.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、单相接地和断相等故障。 (1)电缆相间短路故障 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，三叉口处的绝缘受到损伤，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。 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，避免任何外力冲击损伤。 电缆的铠装带裂开，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，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，质量不合格，造成接触不良，阻值加大和温度过高而出现短路故障。 库存电缆时间长，两端铅封不严，绝缘受潮，不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，试验合格后，方可接线投入运行。,(2)单相接地故障,煤矿安全规程规定：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，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“鸡爪子”、“羊尾巴”等。 单相接地故障预防措施：加强维护管理，消除隐患；严格按煤矿安全规程要求进行敷设、吊挂、连接。,(3)电缆断相故障,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。 电缆断相故障的预防措施：加强维护、管理。,2.故障探测及处理,(1)电缆故障性质