电缆线型线芯的选择共25页.docx
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电缆线型线芯的选择共25页
高压电缆的选择
我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。
为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?
吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:
“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!
”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。
特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:
提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。
知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。
根本原因还是无“米”下“锅”。
于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。
所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。
要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。
采区高压电缆的选择相对下井主电缆的选择来讲更加简单，主要从三个方面来选择。
家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。
我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。
我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。
1、按持续允许电流来选择电缆截面
其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记”之后会“活用”。
不记住那些基础知识,怎么会向高层次进军?
尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正提高学生的写作水平,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从基础知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。
这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。
日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的功效。
KIp≥Ia
式中：
Ip空气温度为25℃时，电缆允许截流量，安；对不同绝缘的高压电缆可查表12-2-5～12-2-7；12-2-21（交联电缆）
K温度校正系数；可查表12-2-25；电缆线芯最高允许工作温度65℃，周围环境温度25℃，故可K取1。
Ia通过电缆的最大持续工作电流，安。
2、按电缆首端在系统最大运行方式时发生三相短路，应满足热稳定的要求。
⑴热稳定系数法。
此方法较简单，一般在纸绝缘电缆的热稳定计算中采用此法。
（目前不用）
Amin≥IK（3）（tj）1/2/C
式中：
Amin电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2；
IK（3）三相最大稳态短路电流，安；
tj短路电流作用的假想时间，秒；井下中央变馈出线整定时间一般取瞬动，故tj值为0.25秒。
C热稳定系数，查表10-3-3。
⑵按电缆的允许短路电流法。
此法较复杂，主要用于交联聚乙烯电缆的热稳定计算。
①允许短路电流计算
ISC={CC/（r20at）*ln{[1+α（θSC-20）]/[1+α（θ0-20）]}}1/2
式中：
ISC允许短路电流，安；
θSC电缆允许短路温度，℃；交联电缆为230℃；油浸纸绝缘电缆为220℃。
θ0短路前电缆温度；℃；可取65℃
r2020℃时每厘米电缆导线的交流电阻，Ω/cm;
α导体电阻的温度系数，20℃时：
铜：
0.003931/℃；铝：
0.004031/℃；都近似于0.004；
CC每厘米电缆导线的电容，焦耳/厘米3·℃；铜：
3.5；铝：
2.48；
t短路时间，秒；为保护整定时间和开关动作时间之和。
取0.5秒或0.75秒。
②导线交流电阻计算
每厘米导线交流电阻r按下式计算：
r=r′（1+YS+YP）
式中：
r每厘米电缆导线交流电阻，Ω/cm;
r′每厘米电缆导线直流电阻，Ω/cm;
YS集肤效应系数；
YP邻近效应系数。
③集肤效应和邻近效应系数计算
见第十二章5-12-59页12-2-3和12-2-4两式。
④导线直流电阻计算
每厘米电缆导线直流电阻r′按下式计算
r′=ρ20/A[1+α（θ-20）]K1K2K3
式中：
ρ20导线材料在20℃下的电阻系数；铜芯：
1.84×10-6Ω·cm2/cm；铝芯：
3.10×10-6Ω·cm2/cm；
A导线截面积，cm2
α20℃时的电阻温度系数；
θ电缆导线温度，℃；6KV取65℃，10KV取60℃；
K1扭绞系数，一般取：
1.012
K2成缆系数，一般取：
1.007
K3紧压效应系数，一般取：
1.01
⑶按正常负荷校验电压损失
△U%=1000/10·UN2·P·L（R0+X0tanφ）=K·P·L
式中：
K每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，6KV时，K=2.78（R0+X0tanφ）；10KV时，K=1·（R0+X0tanφ）。
在不同功率因数及不同电缆截面时的数据可查表10-3-6及10-3-7
UN额定电压，KV；
P电缆输送的有功功率，兆瓦；
L电缆线路长度，公里；
截面（mm2）
16
25
35
50
70
95
120
R0
1.287
0.824
0.588
0.412
0.294
0.217
0.192
X0
0.094
0.085
0.078
0.075
0.072
0.069
0.068
R0、X0电缆单位长度的电阻及电抗，Ω/km。
不同截面电缆数据不一样。
（可查参考文献3附录二表2-2）
高压系统正常电压损失不超过7%，故障状态下不得超过10%
设计时按7%校验。
电压损失应从地面变电所算起至采区变电所母线止，而不是从中央变起至采变。
低压电缆的选择
电缆的选择包括确定电缆的型号、长度、芯线数目及主芯线截面大小。
其中以确定主芯线截面大小的计算较为复杂。
一、电缆选择的一般原则
1、由于采区低压供电电压一般采用380/660V供电，优先采用660V供电，所以所选电缆电压主等级应大等于660V。
2、固定或半固定敷设的动力电缆，通常采用铠装电缆或不燃性橡胶电缆。
3、移动式或手持式电气设备都应使用专用的不燃性橡胶电缆。
4、固定敷设的照明，通讯、信号和控制用的电缆应用铠装电缆、塑料电缆或橡胶电缆，非固定敷设的，应用橡胶电缆。
5、低压电缆严禁采用铝芯。
6、电缆长度的确定
⑴对于铠装电缆，其长度为巷道实际长度的1.05倍；对于橡套电缆；其长度为巷道实际长度的1.1倍。
⑵为了便于安装，当电缆中间有接头时，应在电缆两端处各增加3米。
⑶在确定电缆长度时，应以用电设备可能处于最远的地方来计算。
7、电缆芯线数目的确定
⑴动力用橡套电缆一般选用四芯。
⑵信号电缆的芯数要根据控制、信号、通讯的需要来确定，并留有备用线芯，约为需用芯数的20%左右。
8、电缆截面选择原则
⑴按电缆长时允许负荷电流的方法来选择，也叫安全载流量。
⑵按正常工作时的电压损失不超过允许范围。
应保证电动机正常工作的端电压不低于0.9U0。
⑶按电动机起动时端电压不低于额定电压的75%校验，或不会使磁力起动器无法合闸。
⑷对橡套电缆，还要考虑不小于电缆机械强度要求的最小截面。
橡套电缆按机械强度要求的最小截面
用电设备名称
满足机械强度要求的最小截面（mm2）
各种采煤机组
35～95
可弯曲刮板运输机
16～35
小容量刮板运输机
10～25
回柱绞车、电动装岩机
16～25
局扇、电钻
4
照明支线
1.5～2.5
调度绞车、照明干线
4～6
⑸考虑到低压电缆短路的热稳定，即不因过热而损坏，故要求不小于保护装置要求的最小截面。
可查“第十三章井下过流保护5-13-47”中的表13-2-9。
二、电缆截面选择计算步骤
1、按长时允许负荷电流选择电缆截面
KIcc≥Ig
式中；Icc电缆允许安全截流量，安
K环境温度校正系数，环境温度按25℃，取1；
Ig用电设备持续工作电流，安。
干线电缆中所通过的工作电流：
Iw=P·1000/√3·UN·cosφpj
式中：
UN电网额定电压，伏；
cosφpj平均功率因数。
供多台电动机的干线电缆，由于每一段电缆所流过的电流不同，应分段按电流大小选择各段电缆截面，如差别不大时，一般选用同一截面。
向三台以上电动机供电时，负荷功率应按需用系数法计算。
P=Kx·∑PN
式中：
P干线电缆所供负荷和计算功率，KW；
Kx需用系数；kx=0.286+0.714（Pmax/∑Pe）
∑PN干线电缆所供电动机额定功率之和，KW。
Pmax最大电动机的额定功率，kW。
MY-0.3/0.66KV电缆载流量
型号规格
载流量（A）
3×4+1×4
3×6+1×6
3×10+1×10
3×16+1×10
66
3×25+1×16
84
3×35+1×16
100
3×50+1×16
125
3×70+1×25
160
3×95+1×25
2、按正常工作时电压损失确定电缆截面
⑴变压器中的电压损失计算
△UB%=β（URcosφ+UXsinφ）
△UB=△UB%·U2N/100
式中：
β变压器的负荷系数，β=IN/I2N
IN变压器正常运行时低压侧负荷电流，安；
I2N变压器低压侧额定电流，安；
UR变压器额定负荷时变压器中的电阻压降百分数，UR=[△P/（10·SN）]%；△P为变压器的短路损耗；
UX变压器额定负荷时变压器中的电抗压降百分数，
UX=（UK2-UR2）1/2
cosφ、sinφ变压器负荷中的功率因数；
U2N变压器二次侧额定电压，伏。
⑵电缆中电压损失计算
三相的线电压损失为：
△U=√3（IRcosφ+IXsinφ）伏
式中：
R导线电阻，欧；
X导线电抗，欧。
对于井下低压网络，通常忽略掉电抗电压损失部分，作近似计算，
△U=√3·IRcosφ伏
以R=L/γS代入上式得：
ΔU=√3·I·Lcosφ/γS伏
式中：
I流过电缆的负荷电流，安；
L电缆线路的长度，米
γ电导率，铜芯软电缆取42.5；铜芯铠装电缆取48.5；
S导线截面，mm2；
cosφ电动机功率因数。
从上式可以看出，当线路的长度、材料、负荷电流及电压损失一定的情况下，可以求出导线截面S的大小。
如用负荷功率代替负荷电流，则可得计算电缆支线（即该电缆只带一个负荷）的电压损失公式为：
ΔUZ=kfPeLz×103/γUeSzηd
式中：
ΔUZ支线电缆电压损失，伏；
kf负荷率；即用电设备实际负荷与额定负荷之比。
一般取0.7～0.8；
Pe电动机额定功率，KW；
Lz支线电缆长度，米；
γ电导率，m/Ω·mm2
Sz支线电缆导线截面，mm2
ηd电动机效率。
当电缆带几个负荷时，则可得电缆干线的电压损失公式为：
ΔUG=kf∑PeLG×103/γUeSGηpj
或ΔUG=kx∑PeLG×103/γUeSG
ΔUG干线电缆电压损失，伏；
kx需用系数；
∑Pe电缆负荷的总额定功率，KW；
SG干线电缆导线截面，mm2
ηpj电动机的加权平均效率。
以上是采区低压电网电压损失计算方法，主要由三部分组成：
变压器绕组中的电压损失△UB、干线电缆的电压损失ΔUG、支线电缆的电压损失ΔUZ。
以上三种电压损失之和∑△U应不大于规程规定的电压损失值△UY。
即：
ΔUB+ΔUG+ΔUZ=∑△U≤△UY=U2e-UD
式中：
U2e变压器二次额定电压，它约等于1.05Ue，Ue为电网额定电压，伏；
UD在正常工作时，电动机端子上的最低允许电压，伏；
△UY采区电网最大允许电压损失。
在电网不同额定电压Ue时，U2e、UD及△UY值
电网额定电压Ue
U2e
UD
△UY
380
400
361
39
660
690
627
63
1140
1200
1083
117
⑶按起动条件校验电缆截面
采区移动设备的电动机均为鼠笼式电动机，且为直接起动，起动电流为额定电流的5～7倍。
为确保电动机能够正常起动，磁力起动器能够吸合，电动机起动时的端电压应满足电动机最低起动电压和磁力起动器最低吸合电压，为额定电压的75%。
验算时以距配电点最远，且功率最大的电动机为依据。
按这种条件验算的结果如能满足要求，那对其它设备就都能满足要求。
电动机起动时电网允许电压损失为：
△UQY=U2e-0.7Ue
式中：
△UQY电动机起动时电网允许电压损失，伏；
U2e变压器二次额定电压，伏；
Ue电动机的额定电压，伏。
把电动机起动时的电流及起动时的功率因数等有关量，代入正常工作时变压器、电缆的电压损失公式中，计算各部分电压损失之和；然后与起动时允许电压损失进行比较，如不符合要求，则需增大电缆截面或采取适当措施。
常见故障
井下常见的电缆故障主要有相同短路、单相接地、断线等故障。
1．电缆相间短路（电缆放炮）故障。
这种故障是井下电网常见故障之一。
对铠装电缆来说，故障原因主要有以下几点：
（1）在制作电缆头时，制作工艺不符合质量要求，使三叉口处的绝缘受到损伤，此时送电则发生电缆短路故障。
为防止此类故障的发生，必须在制作电缆头时，严格执行电缆头制作工艺规程，特别要精心处理好三叉口处的绝缘。
不允许有绝缘材料从三又口处直通外部大气，以防止潮气进入三又口处，破坏其绝缘。
有经验的电缆工做电缆头时，在三又口和铠装层之间，均要留一段适当长度的铅包层，而不用任何纤维材料缠包，原因就在这里。
（2）电缆铠装带裂开，铅包层有裂纹，潮气进入，使绝缘破坏，造成短路故障。
造成铠装带裂开，铅包层裂纹的原因，除电缆直接受机械损伤外，在敷设和搬运过程中，弯曲半径过小，也是主要原因。
因此，除对电缆加强维护、避免机械损伤外，在敷设和搬运过程中，其最小允许弯曲半径不应小于电缆外径的15倍。
（3）铜芯电缆和铝芯电缆之间的铜一铝或铝一铝连接接头，因压接工艺不当，接头质量不符合要求，造成接头处接触不良，接触电阻过大，局部温升过高，发生电缆短路故障。
为此，应严格接头压接工艺，使接头质量符合要求。
（4）由于冒顶、片帮垮落、矿车掉道等原因，使电缆直接受砸：
受压，发生短路故障。
为此，应加强巡视检查，对电缆采取相应保护措施。
（5）对库存时间较长，电缆两个端头没有铅封或铅封不严，在制作电缆头时，又不做耐压试验，也不截掉两头受潮部分，或截除长度不够，而发生短路故障。
为此，对库存时间过长，电缆两头没有铅封或铅封不严的电缆，在做电缆头时，应先切除两头受潮部分，并做耐压试验，直至耐压合格，方可再做接头。
对于橡套电缆，造成短路故障的原因，主要是机械损伤，只要按照《规程》要求进行敷设、连接，运行中加强维护管理，即可减少或避免短路故障的发生。
2．单相接地故障。
单相接地故障是井下低压电网常见的故障，因为井下供电变压器中性点不接地，因此，也叫单相漏电接地故障。
造成单相接地故障的原因主要有：
机械损伤后造成一相绝缘损坏；电缆与设备连接时，由于工作粗糙，使电缆接头毛刺与设备外壳相碰，或螺母没拧紧使接头脱落碰壳；电缆热补质量差使一相接地以及不遵守《规程》有关规定，电网中存在鸡爪子、羊尾巴等，这些都是造成单相接地故障的主要原因。
因此，为了避免这种故障的发生，必须加强对电缆的维护管理，保证电缆的安装、维修质量，严格执行《规程》井下供电应做到：
“无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头”的规定。
3．电缆断线故障。
电缆断线故障有单相、两相和三相断线三种，主要原因是电缆被刮板输送机链板挂住、硬拉断或被回柱绞车钢丝绳及它所拉的物件挂住而拉断；也有选电缆截面时对机械强度条件考虑不够，再加上移动电缆时生拉硬拖，将电缆拉断为此，应加强工作责任心，杜绝因上述原因造成的断线事故。
4．电缆故障处理。
（1）电缆故障发生后，首先根据故障的现象和状态，正确判断故障类型，并及时向矿调度和机电主管部门汇报，组织有关人员迅速进行处理。
（2）当电缆因故障引起火灾时，应立即切断电缆的电源，并不失时机地灭火救灾。
当火势蔓延过快不能立即扑灭时，应立即通知附近采（掘）区、队的人员迅速撤离危险区，并向矿值班领导汇报，进一步采取灭火措施，立即进行灭火。
（3）当采用在地面测试的方法测试井下铠装电缆的故障时，再进风巷的巷道风流中的瓦斯浓度必须在1％以下时，方可进行。
（4）当井下橡套电缆发生故障后，再根据故障现象进行分析和判断，确定故障类型和故障点。
在处理故障时，必须将故障电缆与其他电缆完全隔开，方可进行测试和处理。
（5）当连接电缆的开关跳闸时，应由维修电工负责查明原因．并由瓦斯检查员检查故障电缆所在地点的瓦斯浓度，当浓度在1％以下时，方可对故障电缆进行试送电来判断电缆故障。
但对有煤（岩）与瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出区域的故障电缆，严禁用试送电的方式进行故障判断和寻找电缆故障点。
日常维护与检查
1．建立必要的运行维护制度。
（1）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，是发现电缆缺陷的重要手段，对试验不合格者应及时更换。
（2）定期清扫巷道及电缆上煤尘的制度。
根据矿井煤尘大小，确定清扫周期。
（3）电缆防护制度。
在对井下巷道进行整修、粉刷和冲洗作业时，必须对电缆线路加以保护。
应将电缆从电缆钩上取下，平整地将电缆放在巷道一侧，并用专用的木槽或铁槽护住电缆，以防损伤电缆。
当巷道整修结束后，应由专人将电缆重新挂在电缆钩上。
电缆带电摘挂时，应报矿总工程师批准，并制订安全措施，带好防护用具。
（4）裸铠装电缆定期防腐制度。
裸铠装电缆应进行定期涂漆防腐，其周期应根据实际情况确定。
一般采区巷道敷设的电缆最多不超过2年；主要运输大巷为2年；立井井筒为2～3年。
2．制定电缆日常维护和定期巡视检查制度。
（1）定期检查高压电缆悬挂情况和运行状态。
电缆悬挂应符合《规程》有关规定，日常维护应有专人负责，每日巡回检查一次。
有顶板冒落危险或巷道侧压力过大的地区，应由专职维护人员及时将电缆放落到巷道底板一侧，并妥善覆盖保护。
对线路状态，如：
电缆接线盒、辅助接极连接是否良好；线路温度是否正常等，每天应有1～2次巡视检查，并作好记录，如有不正常状态，应及时做相
应的处理。
（2）各种移动设备（如：
采煤机、装煤机、装岩机等）的电缆管理和维护，应有专职人员班班检查。
工作面掘进头附近电缆余下部分，应呈“S．”形悬挂，不准在带电情况下呈“O”字形盘放。
电缆应严防被炮崩、煤岩撞砸或用力拖拽。
（3）低压电网中的防爆三通、四通和插销，应由专人每月进行一次检查维护，检查中应注意端子的连接情况，有无松动、闪接触不良而产生过热等现象，对防爆面应清洗（擦）涂油。
（4）每一矿井应由专职人员对电缆实行全面管理。
生产单位的维修人员应积极配合，有计划地对电缆的负荷情况、保护装置的设定等情况进行检查。
（5）高压电缆的铠装层（钢带、钢丝）如有断裂松动，应及时绑扎。
如有高压电缆跨越电机车架空线时，跨越部分，应妥善加以保护，以免火花灼伤电缆；当电缆穿过淋水区时，不应设接线盒。
如有接线盒，应有防水措施，并由专人每日检查一次。
（6）立井井筒的电缆日常检查维护，至少应有两人进行，每月至少检查一次，如有固定电缆的夹持装置松动或损坏，应及时处理或更换。
电缆的连接
井下电缆的连接，必须符合下列要求：
1．电缆同电气设备连接，必须用同电气设备性能（矿用各种防爆型，矿用一般型）相符的接线盒。
电缆芯线必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子同电气设备进行连接。
2．不同型电缆（例如纸绝缘电缆同橡套电缆或同塑料电缆）之间不得直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。
3．同型电缆之间，除按不同型电缆之间的连接方法进行连接外，还可直接连接，但必须遵守下列规定：
（1）纸绝缘电缆必须使用符合要求的电缆接线盒连接，高压纸绝缘电缆接线盒必须灌注绝缘充填物。
（2）豫套电缆的连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补）必须采用硫化热补或与热补有同等效能的冷补。
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。
（3）塑料电缆的连接，其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要求。
电缆的敷设
根据《煤矿安全规程》规定，除手持式或移动式设备连接的电缆以外，井下敷设电缆时，必须遵守下列规定：
1．电缆必须悬挂：
（1）在水平巷道或倾角30。
以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；
（2）在立井井筒或倾角30。
及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置进行敷设。
夹持装置应能承担电缆的重量，且不得损坏电缆；
2．水平巷道或倾斜巷道中悬挂的电缆，应有适当的弛度，并在承受意外重力时能自由坠落。
其悬挂高度应使电缆在有矿车掉道时不致受撞击，在电缆坠落时，不致落在轨道或输送机上；
3．电缆悬挂点的间距：
在水平巷道和倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m；
4．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；
5．电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水。
在电缆上严禁挂任何物件。
如果电缆同压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设存倚道的上方，并保持0．3m以上的距离。
电缆同风筒等易燃物品应分挂在巷道两侧，否则，相互之间应保持0．3m以上的距离。
盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电，但采煤机等电缆车上的电缆不受此限。
井筒或巷道内的通讯和信
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