整理高压低压电缆的选择标准.docx
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整理高压低压电缆的选择标准
高压、低压电缆的选择标准
第一节矿用电缆
矿用电缆具有安全可靠、不占空间、不受外界影响等优点,特别适用于有火灾和瓦斯煤尘爆炸危险、潮湿和底下淋水、空间狭窄和人机拥挤的井下输电;在地面工业广场内,主副井钢丝绳空间交错,也采用电缆向各主要设备输电,电缆成为矿井供电系统的大动脉。
但是矿用电缆与架空线路相比具有投资大、查找故障困难、维护检修不便等缺点,加之岩石冒落、机械压砸等原因容易产生短路、漏电,引发瓦斯煤尘爆炸、设备烧毁和人身触电事故。
因此必须正确地选择、安装、使用和精心维护矿用电缆。
一、矿用电缆的型号及含义
举例说明,例如,ZQ20表示油浸纸绝缘铜芯铅包裸双钢带铠装电缆。
VLV33表示聚氯乙烯绝缘铝芯聚氯乙烯护套细钢丝铠装聚乙烯外护套;YJQ02表示交联聚乙烯绝缘铅包聚氯乙烯护套铜芯电缆。
又如,MYPJ—3。
6/6—3*35—3*16—3*2。
5表示矿用移动屏蔽监视橡套电缆,额定电压为3。
6KV/6KV,三芯动力线、每芯截面为35mm2,一芯接地线、芯线截面为16mm2,三薪监视线、每芯截面为2。
5mm2。
第二节高、低压电缆的选择原则、方法
一、选择电缆截面的一般原则
为了做到供电上的安全、可靠、经济和技术合理,导线截面应按下列原则确定:
(1) 按长时允许负荷电流选择导线截面。
使导线在最大负荷下长时工作而不过热,即不超过其长时允许温度。
(2) 按允许电压损失选择导线截面。
使受电端有足够的电压以保证供电质量。
(3) 按经济电流密度选择导线截面。
使输电线路的年运行费用最低,达到经济供电的目的。
(4) 按机械强度选择导线截面。
避免在运行或安装过程中断线,或因受砸压而损坏,以保证供电的安全运行。
(5) 按短路时的热稳定条件选择导线截面。
时导线通过短路电流时不致超过其短时允许温度。
二、选择电缆截面的方法
(1)低压电缆截面的选择方法
对于负荷电流大、线路长的干线电缆,其电压损失是主要矛盾,因此应按正常工作时的允许电压损失初选其截面。
对于经常移动的橡套电缆支线,应按机械强度初选其截面。
对于电流虽然较大,但是线路较短,又不经常移动的电缆,应按长时允许电流初选其截面。
初选出的电缆截面还应按其它条件进行校验。
在校验时由于低压电网短路电流较小,保护装置一般又瞬时动作,所以短路时的热稳定性一般均满足要求,可不必考虑。
但是当采用熔断器保护时,熔体的额定电流应与电缆截面相配合,否则会使电缆过热。
对于干线电缆,不必校验机械强度。
低压电缆一般不按经济电流密度选择截面。
因为低压线路短、年利用小时数较小,对供电经济影响不大。
(2)高压电缆截面的选择方法
由于电缆的散热条件差,高压线路短路电流又大,因此短时间大的短路电流通过时,会使电缆芯线的温度超过其绝缘材料的短时允许温度,而受到损坏。
所以高压电缆必须考虑短路时的热稳定性。
一般高压电缆的截面按经济电流密度选择,按长时允许电流、允许电压损失和短路时的热稳定条件校验。
因为高压电缆不经常移动,而且多为铠装电缆,其本身机械强度较高,所以高压电缆不必校验机械强度。
第三节低压电缆的选择
低压电缆又分为支线和干线两种。
支线是指启动器到电动机的电缆,向单台电动机供电;干线是指分路开关到启动器的电缆,向多台电动机供电。
低压电缆的选择就是确定各低压电缆的型号、芯线数、长度和截面等。
一、电缆型号、芯线数和长度的确定
1、低压电缆型号的选择
电缆的型号主要依据其电压等级、用途和敷设场所等条件来决定。
煤矿井下所选电缆的型号必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。
矿用低压电缆
的型号,一般按下列原则确定:
(1) 支线一律采用阻燃橡套电缆。
1140V设备及采掘工作面的660V和380V设备,必须用分相屏阻燃橡套电缆;移动式和手持式电气设备,应使用专用的橡套电缆。
(2) 固定敷设的干线应采用铠状或非铠装聚氯乙烯绝缘电缆;对与半固定敷设的干线电缆,为了移动方便一般选用阻燃橡套电缆,也可选用上述铠装电缆或聚氯乙烯绝缘电缆。
(3) 采区低压电缆严禁采用铝芯和铝包电缆。
(4) 电缆应带有供保护接地用的足够截面导体。
(5) 照明、通信和控制用电缆,固定敷设时应采用铠装电缆、阻燃橡套电缆或矿用塑料电缆;非固定敷设时应采用阻燃橡套电缆。
2、确定电缆的芯线数目
(1)干线用的铠装电缆选三芯电缆,非铠装选四芯电缆。
(2)支线用电缆就地控制时,一般采用四芯电缆;远方控制和连锁控制时,应根据控制要求增加控制芯线的根数;注意电缆中的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得兼作其他用途。
(3)信号电缆芯线根数要按控制、信号、通信系统的需要决定,并留有备用芯线。
3、确定电缆长度
就地控制的支线电缆长度,一般取5m-10m。
其他电缆因吊挂敷设时会出现弯曲,所以电缆的实际长度L应按下式计算:
L=Km×Lm (3—1)
式中 Lm—电缆敷设路径的长度,m;
Km—电缆弯曲系数,橡套电缆取1.1,铠装电缆取1.05。
为了便于安装维护和便于设备移动,确定电缆长度时还应考虑以下两点:
(1) 移动设备的电缆,须增加机头部分活动长度3m—5m余量。
(2) 当电缆有中间接头时,应在电缆两端头处各增加3m余量。
即确定了综采工作面的低压用电缆的干线、支线长度:
干线选用敷设500m 即
L=Km×Lm=500×1.1=550m
支线选用敷设200m 即
L=Km×Lm=200×1.1=220m
二、低压电缆主芯线截面的选择
低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件:
(1) 正常工作时,电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度,所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。
(2) 正常工作时,应保证供电网所有电动机的端电压在额定电压的95%—105%范围内,个别特别远的电动机端电压允许偏移8%—10%。
(3) 距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常启动,并保证其启动器有足够的吸持电压。
(4) 所选电缆截面必须满足机械强度的要求。
按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时,支线电缆一般按机械强度的最小截面初选,按允许持续电流校验后,即可确定下来.选干线电缆截面时,如干线电缆不长,应先按电缆的允许持续电流初选;当干线电缆较长时,应先按正常时的允许电压损失初选。
然后,再按其他条件校验。
1、支线电缆的截面选择
根据综采工作面设备的主要技术数据来计算选取:
采煤机、刮板输送机、乳化液泵站、带式输送机、安全液压绞车、转载机、破碎机、喷雾泵等的电缆截面。
根据公式 I=W/U 可得:
采煤机的电流 I=183A
刮板输送机的电流 I=96.49A
乳化液泵站 I=65.79A
带式输送机 I=65.79A
安全液压绞车 I=19.3A
转载机 I=96.49A
破碎机 I=96.49A
喷雾泵 I=35.09A
矿用橡套电缆允许持续电流表3—1
主芯线截面/mm2
6
10
16
25
35
50
70
95
工作电压/V
1000
1140
6000
46
53
64
72
85
85
94
113
110
121
138
135
148
173
170
170
215
205
205
260
250
250
表3—1矿用橡套电缆允许持续电流
经以上计算得出工作面的用电设备电流值,查表3—1,满足设备的电缆允许持续电流,再经查煤矿电工学表7—7验证最后确定此工作面的用电设备的电缆截面如下表3—2
表3—2工作面用电设备的电缆截面积
序号
设备名称
型 号
电流/A
电缆截面/mm2
1
采煤机
MAX—300/3.5
183
70
2
液压泵站
XRB2B
65.79
16
3
喷雾泵
35.09
6
4
可弯曲刮板输送机
SGZ—730/220
96.49
25
5
转载机
SZZ—730/110
96.49
25
6
破碎机
96.49
25
7
带式输送机
SSJ1000/275
65.79
16
8
液压绞车
YAJ1—22
19.3
6
2、干线的电缆截面选择(按长时允许持续电流选择)
电缆的长时允许持续电流Ip应不小于通过电缆的最大长时各种电流Ica。
即
Ip≥Ica (3—2)
式中 Ip—电缆的长时允许持续电流,A
Ica—通过电缆的最大长时工作电流,A
支线电缆最大长时工作电流可取电动机的额定电流。
干线电缆最大长时工作电流可按下式计算:
Ica=Kde (3—3)
式中 ∑PN—电缆所带负荷的额定功率之和,KW;
UN—电缆所在电网的额定电压,V
Kde—电缆线路所带负荷的需用系数,
Фwn—电缆所带负荷的加权平均功率因数,
即 干线电缆的截面为:
Ica=Kde
=0.58×
=431A
根据上面计算所得的结果查煤矿电工学第七章表7—10(1KV—6KV三芯塑料绝缘电缆允许持续电流)可以确定该工作面的干线电缆选用截面面积为240mm2的三芯塑料绝缘电缆。
三、按允许电压损失校验电缆截面
如果电缆截面按其他条件已经选出,此时需按电压损失的条件校验电缆截面。
效验时需按式(3—6)计算出整个低压电网的电压损失,然后按式(3—4)进行效验。
如效验后不满足,可采取如下措施:
(1)加大电缆截面,一般家大干线电缆的截面;
(2)分散负荷,即增加电缆的根数;
(3)更换大容量的变压器,以减小变压器的电压损失;
(4)移动变电所的位置,使其靠近工作面;
(5)调整变压器的分接头,此方法在设计中不考虑。
正常工作时,采区低压电网的总电压损失ΔU应不大于低压电网的允许电压损失ΔUp,即
ΔU≤ΔUp (3—4)
(1)低压电网的允许电压损失
按要求,正常工作