礦用電纜具有安全可靠、不占空間、不受外界影響等優(yōu)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(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)濟和技術(shù)合理,導(dǎo)線截面應(yīng)按下列原則確定:
(1)按長時允許負荷電流選擇導(dǎo)線截面。使導(dǎo)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。
(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。
(3)按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。使輸電線路的年運行費用zui低,達到經(jīng)濟供電的目的。
(4)按機械強度選擇導(dǎo)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(wěn)定條件選擇導(dǎo)線截面。時導(dǎo)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
(1)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(yīng)按正常工作時的允許電壓損失初選其截面。對于經(jīng)常移動的橡套電纜支線,應(yīng)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(jīng)常移動的電纜,應(yīng)按長時允許電流初選其截面。初選出的電纜截面還應(yīng)按其它條件進行校驗。在校驗時由于低壓電網(wǎng)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(wěn)定性一般均滿足要求,可不必考慮。但是當(dāng)采用熔斷器保護時,熔體的額定電流應(yīng)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(jīng)濟電流密度選擇截面。因為低壓線路短、年利用小時數(shù)較小,對供電經(jīng)濟影響不大。
(2)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(wěn)定性。一般高壓電纜的截面按經(jīng)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(wěn)定條件校驗。因為高壓電纜不經(jīng)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(jié)、低壓電纜的選擇
低壓電纜又分為支線和干線兩種。支線是指啟動器到電動機的電纜,向單臺電動機供電;干線是指分路開關(guān)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(shù)、長度和截面等。
一 、電纜型號、芯線數(shù)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(jù)其電壓等級、用途和敷設(shè)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(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
2、確定電纜的芯線數(shù)目
(1)干線用的鎧裝電纜選三芯電纜,非鎧裝選四芯電纜。
(2)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(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)測接地回路外,不得兼作其他用途。
3)信號電纜芯線根數(shù)要按控制、信號、通信系統(tǒng)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(shè)時會出現(xiàn)彎曲,所以電纜的實際長度L應(yīng)按下式計算: L=Km×Lm
式中:Lm—電纜敷設(shè)路徑的長度,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條件:
(1)正常工作時,電纜芯線的實際溫度應(yīng)不超過電纜的長時允許溫度,所以應(yīng)保證流過電纜的zui大長時工作電流不得超過其允許持續(xù)電流。
(2)正常工作時,應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動機的端電壓在額定電壓的95%—105%范圍內(nèi),個別特別遠的電動機端電壓允許偏移8%—10%。
(3)距離遠、功率大的電動機在重載情況下應(yīng)保證能正常啟動,并保證其啟動器有足夠的吸持電壓。
(4)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(xù)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(yīng)先按電纜的允許持續(xù)電流初選;當(dāng)干線電纜較長時,應(yīng)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(jié)、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(jù)其電壓等級、用途和敷設(shè)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(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。礦用高壓電纜的型號,一般按下列原則確定:
(1)井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜;
(2)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;
(3)電纜實際敷設(shè)地點的水平差,應(yīng)與電纜規(guī)定的允許敷設(shè)水平差相適應(yīng);
(4)在進風(fēng)斜井、井底車場及其附近、*變電所至采區(qū)變電所之間的電纜,可以采用鋁芯,其他地點的電纜必須采用銅芯;
(5)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;
(6)用于移動變電站的高壓電纜,必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜;
(7)電纜應(yīng)帶有供保護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(shù)較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟電流密度對其截面進行計算。
(2)按zui大持續(xù)負荷電流校驗電纜截面.如果向單臺設(shè)備供電時,則可按設(shè)備的額定電流校驗電纜截面。
(3)按系統(tǒng)zui大運行方式時發(fā)生的三相短路電流校驗電纜的熱穩(wěn)定性,一般子電纜首端(即饋出變電所母線)選定短路點。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(yīng)該不小于50mm2;
(4)按正常負荷及有進綜采工作面的電纜發(fā)生故障時,應(yīng)該校驗電纜的電壓損失。
(5)固定敷設(shè)的高壓電纜型號應(yīng)用于接入移動變電站的電纜應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。
高壓電纜截面,一般按經(jīng)濟電流密度選(年zui大負荷利用小時數(shù)小于1000h者除外),按長時允許負荷電流、電壓損失及熱穩(wěn)定條件進行校驗。