礦用電纜具有安全可靠、不占空間、不受外界影響等優點,特別適投資大、查找故障困難、維護檢修不便等缺點,加之巖石冒落、機械壓砸等原因容易產生短路、漏電,引發瓦斯煤塵爆炸、設備燒毀和人身觸電事故。因此必須正確地選擇、安裝、使用和精心維護礦用電纜。
*節、高、低壓電纜的選擇原則、方法
一、選擇電纜截面的一般原則
為了做到供電上的安全、可靠、經濟和技術合理,導線截面應按下列原則確定:
?。?)按長時允許負荷電流選擇導線截面。使導線在zui大負荷下長時工作而不過熱,即不超過其長時允許溫度。
?。?)按允許電壓損失選擇導線截面。使受電端有足夠的電壓以保證供電質量。
?。?)按經濟電流密度選擇導線截面。使輸電線路的年運行費用zui低,達到經濟供電的目的。
?。?)按機械強度選擇導線截面。避免在運行或安裝過程中斷線,或因受砸壓而損壞,以保證供電的安全運行。
(5)按短路時的熱穩定條件選擇導線截面。時導線通過短路電流時不致超過其短時允許溫度。
二、選擇電纜截面的方法
?。?)低壓電纜截面的選擇方法
對于負荷電流大、線路長的干線電纜,其電壓損失是主要矛盾,因此應按正常工作時的允許電壓損失初選其截面。對于經常移動的橡套電纜支線,應按機械強度初選其截面。對于電流雖然較大,但是線路較短,又不經常移動的電纜,應按長時允許電流初選其截面。初選出的電纜截面還應按其它條件進行校驗。在校驗時由于低壓電網短路電流較小,保護裝置一般又瞬時動作,所以短路時的熱穩定性一般均滿足要求,可不必考慮。但是當采用熔斷器保護時,熔體的額定電流應與電纜截面相配合,否則會使電纜過熱。對于干線電纜,不必校驗機械強度。低壓電纜一般不按經濟電流密度選擇截面。因為低壓線路短、年利用小時數較小,對供電經濟影響不大。
?。?)高壓電纜截面的選擇方法
由于電纜的散熱條件差,高壓線路短路電流又大,因此短時間大的短路電流通過時,會使電纜芯線的溫度超過其絕緣材料的短時允許溫度,而受到損壞。所以高壓電纜必須考慮短路時的熱穩定性。一般高壓電纜的截面按經濟電流密度選擇,按長時允許電流、允許電壓損失和短路時的熱穩定條件校驗。因為高壓電纜不經常移動,而且多為鎧裝電纜,其本身機械強度較高,所以高壓電纜不必校驗機械強度。
第二節、低壓電纜的選擇
低壓電纜又分為支線和干線兩種。支線是指啟動器到電動機的電纜,向單臺電動機供電;干線是指分路開關到啟動器的電纜,向多臺電動機供電。低壓電纜的選擇就是確定各低壓電纜的型號、芯線數、長度和截面等。
一 、電纜型號、芯線數和長度的確定
1、低壓電纜型號的選擇
電纜的型號主要依據其電壓等級、用途和敷設場所等條件來決定。煤礦井下所選電纜的型號必須符合《煤礦安全規程》的有關規定。
2、確定電纜的芯線數目
?。?)干線用的鎧裝電纜選三芯電纜,非鎧裝選四芯電纜。
?。?)支線用電纜就地控制時,一般采用四芯電纜;遠方控制和連鎖控制時,應根據控制要求增加控制芯線的根數;注意電纜中的接地芯線,除用作監測接地回路外,不得兼作其他用途。
3)信號電纜芯線根數要按控制、信號、通信系統的需要決定,并留有備用芯線。
3、確定電纜長度
就地控制的支線電纜長度,一般取5m-10m。其他電纜因吊掛敷設時會出現彎曲,所以電纜的實際長度L應按下式計算: L=Km×Lm
式中:Lm—電纜敷設路徑的長度,m; Km—電纜彎曲系數,橡套電纜取1.1,鎧裝電纜取1.05。
二、低壓電纜主芯線截面的選擇
低壓電纜主芯線截面必須滿足以下幾個條件:
(1)正常工作時,電纜芯線的實際溫度應不超過電纜的長時允許溫度,所以應保證流過電纜的zui大長時工作電流不得超過其允許持續電流。
(2)正常工作時,應保證供電網所有電動機的端電壓在額定電壓的95%—105%范圍內,個別特別遠的電動機端電壓允許偏移8%—10%。
?。?)距離遠、功率大的電動機在重載情況下應保證能正常啟動,并保證其啟動器有足夠的吸持電壓。
?。?)所選電纜截面必須滿足機械強度的要求。
按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時,支線電纜一般按機械強度的zui小截面初選,按允許持續電流校驗后,即可確定下來.選干線電纜截面時,如干線電纜不長,應先按電纜的允許持續電流初選;當干線電纜較長時,應先按正常時的允許電壓損失初選。然后,再按其他條件校驗。
第三節、高壓電纜的選擇
一、確定高壓電纜的型號
與低壓電纜相同,也是依據其電壓等級、用途和敷設場所等條件決定其型號。所選電纜的型號也必須符合《煤礦安全規程》的有關規定。礦用高壓電纜的型號,一般按下列原則確定:
(1)井下嚴禁使用鋁包電纜;
?。?)固定敷設的電纜應選用鎧裝電纜。在立井井筒或傾角45及其以上的井巷內,應采用鋼絲鎧裝電纜;
(3)電纜實際敷設地點的水平差,應與電纜規定的允許敷設水平差相適應;
?。?)在進風斜井、井底車場及其附近、*變電所至采區變電所之間的電纜,可以采用鋁芯,其他地點的電纜必須采用銅芯;
?。?)硐室內和木支架的井巷中敷設的電纜,應采用裸鎧裝電纜;或將電纜的黃麻外皮剝除;
?。?)用于移動變電站的高壓電纜,必須采用監視型屏蔽橡套電纜;
?。?)電纜應帶有供保護接地用的足夠截面的導體。
二、高壓電纜截面的選擇
(1)按經濟電流密度計算選定電纜截面,對于輸送容量較大,年zui大負荷利用小時數較高的高壓電纜尤其應按經濟電流密度對其截面進行計算。
(2)按zui大持續負荷電流校驗電纜截面.如果向單臺設備供電時,則可按設備的額定電流校驗電纜截面。
(3)按系統zui大運行方式時發生的三相短路電流校驗電纜的熱穩定性,一般子電纜首端(即饋出變電所母線)選定短路點。井下主變電所饋出線的zui小截面,如果采用的是鋁芯電纜時,應該不小于50mm2;
(4)按正常負荷及有進綜采工作面的電纜發生故障時,應該校驗電纜的電壓損失。
(5)固定敷設的高壓電纜型號應用于接入移動變電站的電纜應采用監視型屏蔽橡膠電纜。
高壓電纜截面,一般按經濟電流密度選(年zui大負荷利用小時數小于1000h者除外),按長時允許負荷電流、電壓損失及熱穩定條件進行校驗。