高压低压电缆的选择标准.docx

1、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。、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

2、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。 6/63*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16 mm2,三薪监视线、每芯截面为2。5 mm2。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，

3、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，

4、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

5、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。、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

6、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

7、)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。留有备用芯线。3、确定电缆长度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：八、(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=Kmt lea式中 Ip

8、 电缆的长时允许持续电流，Alea通过电缆的最大长时工作电流，A时工作电流可按下式计算:式中 刀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，VKde电缆线路所带负荷的需用系数,wn-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 X=431 A根据上面计算所得的结果查煤矿电工学第七章表 710（1KV6KV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 240 mm2 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（

9、 36）计算出整个低压电网的电压损失，然后按式（ 34）进行效验。如效验后不满足，可采取如下措施：加大电缆截面，一般家大干线电缆的截面； 分散负荷，即增加电缆的根数； 更换大容量的变压器，以减小变压器的电压损失； 移动变电所的位置，使其靠近工作面； 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 应不大于低压电网的允 许电压损失 Up即1）低压电网的允许电压损失按要求，正常工作时应保证供电网所有电动机的端电压不低于额定电压的 95%。为了保证用点设备的供电质量， 低压电网的允许电压损失式中 Up-低压电网的允许电压的损失，V;U2NT 变压器二次侧额定电压，V;

10、由式（ 35）可求得：对于 380V 电网 Up=4000.95 3S0=39V;对于 660V 电网 Up=6600.95 380=63V;对于 1140V 电网 Up =11400.95 380=117V;2）综采工作面的低压电网电压损失采区低压电网的电压损失包括变压器的电压损失两部分。 线路一般有（3）变压器的电压损失 Ut为代入上式( 37) UT= (Ur%x cos wn+Ux% sin )wn=(6X0.7+1.5 (X71)=53.7 V； (4)干线电缆的电压损失 Ums38) Ums=式中 Pc干线电缆所带负荷的计算功率值，KW ；UN 干线电缆线路所在电网的额定电压, V

11、；mm2；Lms、Ams 干线电缆的长度、m,主芯线截面积,Y sc二干线电缆导体的电导率， m/ Q .mm2确定，查得本电缆的电导率 Ysc=42.5 m/ Q .mm2而：39)Pc二 Kde xE PN又从式 (2 2)可得：需用系数 Kde=0.58即： 干线电缆所带负荷的计算功率值Pc= Kde xE PN=0.58 x 850=493KW同上查煤矿电工学表 711 确定：干线电缆导体的电导率 Y sc=42.5 m/Q .mm2；从上式( 31 )得：干线电缆的长度 Lms=550 m；又由以上选取的干线电缆截面可知：主芯线截面积 Ams=240 mm2；代入上式（ 38）得：

12、Ums=23.3 V;（5）支线电缆的电压损失 Ubl（选用用电设备功率最大的计算） Ubl=在此设计综采工作面采煤机所用的功率最大，此选取采煤机310）式中 Lbl、Abl 支线电缆的长度、m,截面面积、mm2;Y sc 支线电缆导体的电导率（查下表 38）, m/Q .mm2Pbl支线电缆所带负荷的计算功率值（可近似取额定功率）同上查煤矿电工学表 711 确定支线电缆导体的电导率Y sc=42.5 m/ Q .mm2从上式（ 31）得：支线电缆的长度 Lbl=220 m；mm2；其额定功率 300KW 即 Pbl=300KW；代入上式（ 310）得： Ubl=19.46 V；把以上计算得出

13、的：代入上式（36） UM UTM Ums+ Ubl 式中 UM UT+A Ums+A Ubl=53.7+23.3+19.46=96.46 V Up =117。/根据正常工作时，采区低压电网的总电压损失 应不大于低压电网 的允许电压损失 Up即 U= Up证明上式计算成立，说明上述所选电缆截面合格。第四节 高压电缆的选择、确定高压电缆的型号与低压电缆相同，也是依据其电压等级、用途和敷设场所等条件决定其型号。所选电缆的型号也必须符合煤矿安全规程的有关规 定。矿用高压电缆的型号，一般按下列原则确定：1 ）井下严禁使用铝包电缆；2）固定敷设的电缆应选用铠装电缆。 在立井井筒或倾角 45 及其以 上的

14、井巷内，应采用钢丝铠装电缆；3）电缆实际敷设地点的水平差，应与电缆规定的允许敷设水平差相适应；4）在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间的电缆，可以采用铝芯，其他地点的电缆必须采用铜芯；5）硐室内和木支架的井巷中敷设的电缆，应采用裸铠装电缆；或将电缆的黄麻外皮剥除；6）用于移动变电站的高压电缆，必须采用监视型屏蔽橡套电缆；7）电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。二、高压电缆截面的选择（1）按经济电流密度计算选定电缆截面 ,对于输送容量较大 ,年最大负荷利用小时数较高的高压电缆尤其应按经济电流密度对其截面进行计 算.（2）按最大持续负荷电流校验电缆截面 .如果向单台设备供电

15、时 ,则可按设备的额定电流校验电缆截面 .（3）按系统最大运行方式时发生的三相短路电流校验电缆的热稳定性般子电缆首端 （即馈出变电所母线 ）选定短路点。井下主变电所馈出线的最小截面，如果采用的是铝芯电缆时，应该不小于 50mm2；4）按正常负荷及有进综采工作面的电缆发生故障时，应该校验电缆的电压损失。5）固定敷设的高压电缆型号应用于接入移动变电站的电缆应采用监视型屏蔽橡胶电缆。高压电缆截面， 一般按经济电流密度选 （年最大负荷利用小时数小于1000h 者除外），按长时允许负荷电流、电压损失及热稳定条件进行 校验。三、按经济电流密度选择电缆截面1）经济电流密度导线截面积的大小对电网的运行费用有密

16、切关系。 导线截面大， 输电 损耗小、电费小，但增加了线路的投资，结果使线路年折旧费和维修 费用增加；导线截面小，虽然降低了线路投资，但使线路的电能损耗 费用增加。所以为了供电的经济性， 应选择一个比较合适的导线截面，使全年的电能损耗费、 年折旧费和维修费用的总和， 即年运行费用为 最小。年运行费用最小的导线截面称为经济截面。 对应于经济截面的 电流密度，称为经济电流密度。因此，按经济电流密度选择电缆的截 面，就是按年运行费用最低的原则来确定电缆的截面积。2）按经济电流密度选择电缆截面的方法选择电缆截面时，从矿山供电第七章表 79 中查出经济电流密Ae=度，然后按下式即可求出经济截面：311)

17、Im. n线路正常工作时的最大长时工作电流， A;Ied 经济电流密度， A/ mm2；选取标准截面等于或接近而小于 Ae 的值。按经济电流密度选择电缆接纳面时， 应按正常工作时的最大长时工作 电流选择和计算。 因为正常运行时， 此电缆担负着全工作面的用电设 备的负荷， 所以正常工作时此电缆的最大长时工作电流为 （设井下中 央变电所的容量为St=6000KVA）则有:Im.n=577A由于以上所用电缆都为铜芯电缆， 到综采工作面电缆年最大负荷利用 小时数一般为 30005000小时，查矿山供电表 79 得到经济电 流密度 Ied=2.25 A/ mm2；所以经济截面为Ae=256 mm2；3）按长时允许电流校验电缆截面此时应按综采工作面最大负荷时 （额定工作功率），来校验电缆截面。故此时电缆的最大长时工作电流为：Ica=577A查煤矿电工学表 710， 256 mm2 电缆的长时允许电流为513AV577A，符合要求，因此确定选用 256 mm2的电缆。