礦用電纜具有安全可靠、不占空間、不受外界影響等優(yōu)點(diǎn),特別適投資大、查找故障困難、維護(hù)檢修不便等缺點(diǎn),加之巖石冒落、機(jī)械壓砸等原因容易產(chǎn)生短路、漏電,引發(fā)瓦斯煤塵爆炸、設(shè)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(hù)礦用電纜。
*節(jié)、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(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理,導(dǎo)線截面應(yīng)按下列原則確定:
?。?)按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面。使導(dǎo)線在zui大負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)工作而不過(guò)熱,即不超過(guò)其長(zhǎng)時(shí)允許溫度。
(2)按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面。使受電端有足夠的電壓以保證供電質(zhì)量。
?。?)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。使輸電線路的年運(yùn)行費(fèi)用zui低,達(dá)到經(jīng)濟(jì)供電的目的。
?。?)按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面。避免在運(yùn)行或安裝過(guò)程中斷線,或因受砸壓而損壞,以保證供電的安全運(yùn)行。
(5)按短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)線截面。時(shí)導(dǎo)線通過(guò)短路電流時(shí)不致超過(guò)其短時(shí)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(duì)于負(fù)荷電流大、線路長(zhǎng)的干線電纜,其電壓損失是主要矛盾,因此應(yīng)按正常工作時(shí)的允許電壓損失初選其截面。對(duì)于經(jīng)常移動(dòng)的橡套電纜支線,應(yīng)按機(jī)械強(qiáng)度初選其截面。對(duì)于電流雖然較大,但是線路較短,又不經(jīng)常移動(dòng)的電纜,應(yīng)按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選其截面。初選出的電纜截面還應(yīng)按其它條件進(jìn)行校驗(yàn)。在校驗(yàn)時(shí)由于低壓電網(wǎng)短路電流較小,保護(hù)裝置一般又瞬時(shí)動(dòng)作,所以短路時(shí)的熱穩(wěn)定性一般均滿足要求,可不必考慮。但是當(dāng)采用熔斷器保護(hù)時(shí),熔體的額定電流應(yīng)與電纜截面相配合,否則會(huì)使電纜過(guò)熱。對(duì)于干線電纜,不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。低壓電纜一般不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。因?yàn)榈蛪壕€路短、年利用小時(shí)數(shù)較小,對(duì)供電經(jīng)濟(jì)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(shí)間大的短路電流通過(guò)時(shí),會(huì)使電纜芯線的溫度超過(guò)其絕緣材料的短時(shí)允許溫度,而受到損壞。所以高壓電纜必須考慮短路時(shí)的熱穩(wěn)定性。一般高壓電纜的截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇,按長(zhǎng)時(shí)允許電流、允許電壓損失和短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)。因?yàn)楦邏弘娎|不經(jīng)常移動(dòng),而且多為鎧裝電纜,其本身機(jī)械強(qiáng)度較高,所以高壓電纜不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。
第二節(jié)、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(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜,向單臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電;干線是指分路開(kāi)關(guān)到啟動(dòng)器的電纜,向多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。低壓電纜的選擇就是確定各低壓電纜的型號(hào)、芯線數(shù)、長(zhǎng)度和截面等。
一 、電纜型號(hào)、芯線數(shù)和長(zhǎng)度的確定
1、低壓電纜型號(hào)的選擇
電纜的型號(hào)主要依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件來(lái)決定。煤礦井下所選電纜的型號(hào)必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
2、確定電纜的芯線數(shù)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(shí),一般采用四芯電纜;遠(yuǎn)方控制和連鎖控制時(shí),應(yīng)根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù);注意電纜中的接地芯線,除用作監(jiān)測(cè)接地回路外,不得兼作其他用途。
3)信號(hào)電纜芯線根數(shù)要按控制、信號(hào)、通信系統(tǒng)的需要決定,并留有備用芯線。
3、確定電纜長(zhǎng)度
就地控制的支線電纜長(zhǎng)度,一般取5m-10m。其他電纜因吊掛敷設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎曲,所以電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L應(yīng)按下式計(jì)算: L=Km×Lm
式中:Lm—電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度,m; Km—電纜彎曲系數(shù),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(gè)條件:
?。?)正常工作時(shí),電纜芯線的實(shí)際溫度應(yīng)不超過(guò)電纜的長(zhǎng)時(shí)允許溫度,所以應(yīng)保證流過(guò)電纜的zui大長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過(guò)其允許持續(xù)電流。
?。?)正常工作時(shí),應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動(dòng)機(jī)的端電壓在額定電壓的95%—105%范圍內(nèi),個(gè)別特別遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)端電壓允許偏移8%—10%。
?。?)距離遠(yuǎn)、功率大的電動(dòng)機(jī)在重載情況下應(yīng)保證能正常啟動(dòng),并保證其啟動(dòng)器有足夠的吸持電壓。
?。?)所選電纜截面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。
按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時(shí),支線電纜一般按機(jī)械強(qiáng)度的zui小截面初選,按允許持續(xù)電流校驗(yàn)后,即可確定下來(lái).選干線電纜截面時(shí),如干線電纜不長(zhǎng),應(yīng)先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當(dāng)干線電纜較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)先按正常時(shí)的允許電壓損失初選。然后,再按其他條件校驗(yàn)。
第三節(jié)、高壓電纜的選擇
一、確定高壓電纜的型號(hào)
與低壓電纜相同,也是依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件決定其型號(hào)。所選電纜的型號(hào)也必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。礦用高壓電纜的型號(hào),一般按下列原則確定:
(1)井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜;
?。?)固定敷設(shè)的電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。在立井井筒或傾角45及其以上的井巷內(nèi),應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜;
?。?)電纜實(shí)際敷設(shè)地點(diǎn)的水平差,應(yīng)與電纜規(guī)定的允許敷設(shè)水平差相適應(yīng);
?。?)在進(jìn)風(fēng)斜井、井底車場(chǎng)及其附近、*變電所至采區(qū)變電所之間的電纜,可以采用鋁芯,其他地點(diǎn)的電纜必須采用銅芯;
?。?)硐室內(nèi)和木支架的井巷中敷設(shè)的電纜,應(yīng)采用裸鎧裝電纜;或?qū)㈦娎|的黃麻外皮剝除;
?。?)用于移動(dòng)變電站的高壓電纜,必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜;
?。?)電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。
二、高壓電纜截面的選擇
(1)按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算選定電纜截面,對(duì)于輸送容量較大,年zui大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度對(duì)其截面進(jìn)行計(jì)算。
(2)按zui大持續(xù)負(fù)荷電流校驗(yàn)電纜截面.如果向單臺(tái)設(shè)備供電時(shí),則可按設(shè)備的額定電流校驗(yàn)電纜截面。
(3)按系統(tǒng)zui大運(yùn)行方式時(shí)發(fā)生的三相短路電流校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性,一般子電纜首端(即饋出變電所母線)選定短路點(diǎn)。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(shí),應(yīng)該不小于50mm2;
(4)按正常負(fù)荷及有進(jìn)綜采工作面的電纜發(fā)生故障時(shí),應(yīng)該校驗(yàn)電纜的電壓損失。
(5)固定敷設(shè)的高壓電纜型號(hào)應(yīng)用于接入移動(dòng)變電站的電纜應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。
高壓電纜截面,一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選(年zui大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)小于1000h者除外),按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流、電壓損失及熱穩(wěn)定條件進(jìn)行校驗(yàn)。