煤矿电工学第四章矿井供电设备课件

煤矿电工学第四章矿井供电设备普通高等教育“十一五”国家级规划教材煤炭工业出版社第四章矿井供电设备2020/2/32第一节矿用电缆－输电设备第二节矿用高压配电装置第三节矿用低压配电装置第四节矿用变压器－变电设备第五节矿用隔爆电气设备的维护与检查配电设备第四章矿井供电设备第四章矿井供电设备第一节矿用电缆第四章矿井供电设备2020/2/34第一节矿用电缆•一、矿用电缆的类型、适用场所•二、矿用电缆的敷设•三、矿用电缆的连接•四、矿用电缆的运行维护•五、电缆故障点的寻找方法第四章矿井供电设备2020/2/35优点:安全可靠、不占空间、不受外界影响缺点:投资大、查找故障困难、维护检修不便适用:有火灾和瓦斯爆炸危险、潮湿和地下淋水、空间狭窄和人机拥挤的井下输电重要性:矿井供电系统的大动脉要求:正确的选择、安装、使用和精心维护矿用电缆第四章矿井供电设备2020/2/36分类一、矿用电缆的类型、适用场所动力电缆——向电动机供电照明、控制、通信等电缆——向井下照明、控制、通信设备供电按用途按电压低压电缆——＜1200v电网高压电缆——大于1200v电网按结构铠装电缆用于固定敷设橡套电缆给移动设备供电塑料电缆铠装、橡套换代产品第四章矿井供电设备2020/2/371.动力电缆结构、类型监视芯线动力芯线1)导电芯线①按芯线作用不同可以分为：动力芯线：有二芯、三芯，输送单相或三相电能；中性线：为一芯，用于三相四线制系统；接地芯线：为一芯，用来实现电气设备的接地；控制芯线：可多芯，用来实现远控、联控制等电路连接监视芯线：监视接地芯线连续性，监视外界破坏物体侵入作用第四章矿井供电设备2020/2/38②按芯线的材料不同可分为：铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但价格较高；铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性能活泼，接头容易氧化造成接触不良，产生断续电弧高温，尤其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引燃引爆瓦斯和煤尘。井下限用。《煤矿安全规程》规定：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，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。第四章矿井供电设备2020/2/392)电缆的绝缘层①按作用不同分为芯线绝缘：分包在每个导电芯线外，以防止相间短路；统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外面以防止对地短路。第四章矿井供电设备2020/2/310芯线绝缘统包绝缘②按绝缘材料不同可分为橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡胶、乙丙橡胶两种。天然橡胶易燃，已被耐高温、耐高压耐潮性好的乙丙橡胶取代.塑料绝缘。塑料绝缘又分为聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘。聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限等;交联聚乙烯绝缘电缆还耐高压，并且耐热性及耐溶剂性能都有所改善，故应优先选用。塑料绝缘电缆已取代油浸纸绝缘。芯线绝缘统包绝缘第四章矿井供电设备2020/2/3113电缆的保护层按作用不同分为：内护层：用于直接保护绝缘层外护层：用于保护内护层钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线金属套阻燃橡套-阻燃，井下用橡胶护套普通橡套-易燃，井下禁用铅包-不易引爆，井下用铝包-易引爆，井下禁用聚氯乙烯-井下用塑料护套：内衬层-保护内护层钢带铠装-抗压，用于＜45°井巷外被层-保护钢铠层钢丝铠装-抗拉，用于≥45°井巷黄麻层-易燃，井下禁用塑料带-不易燃，井下用钢铠层无妨带-不易燃，井下用第四章矿井供电设备2020/2/3124电缆的屏蔽层导线屏蔽。包在电缆导线表面外的半导电材料，用于大于3kv的高压电缆防止电晕产生。绝缘屏蔽。包在绝缘和接地芯线之外的半导电材料，一相绝缘破损时，主芯线经绝缘屏蔽与接地芯线相连，使单相接地保护动作切断电源，防止相间短路故障以及短路电弧引爆瓦斯煤尘绝缘屏蔽电缆适用于有爆炸危险场所。金属屏蔽。包在统包绝缘之外的导电材料，产生电磁屏蔽以防止强电场辐射干扰通信信号。3kv以上的电缆均应有金属屏蔽。接地芯线绝缘屏蔽监视芯线绝缘屏蔽第四章矿井供电设备2020/2/313铠装电缆机械强度高、寿命长，用于向固定设备输电。粗钢丝铠装电缆抗拉强度高，用于倾角45度及其以上的井巷；钢带铠装抗压强度高，用于倾角小于45度的井巷。无铠装的塑料电缆和橡胶电缆用于向移动设备供电。有导体屏蔽、金属屏蔽的电缆用于高压设备的供电。有绝缘屏蔽的电缆用于有爆炸危险的工作面设备的供电。除进风斜井、井底车场及附近、中央变电所至采区变电所之间的高压可以采用铝芯电缆，其它地点的高低压均采用铜芯电缆。第四章矿井供电设备2020/2/314煤矿常用电缆的结构示意图图4-1YJV22型塑料电缆1-外被层；2-钢铠；3-内衬层；4-统包绝缘；5-相间绝缘；6-导电芯线图4-2采煤机专用电缆第四章矿井供电设备2020/2/315部分英国进口电缆外形图BS188柔性拖拽电缆BS505柔性拖拽电缆BS504柔性拖拽电缆BS504柔性拖拽电缆第四章矿井供电设备2020/2/3162.电缆的额定电压、型号及使用场所1)电缆的额定电压•电缆的额定电压用Uo／U表示，单位为kV•Uo―表示任一主导体和“地”之间的电压有效值;•U―表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导体之间的电压有效值。•例如：0.38/0.66v表示U0为380v；U为660v第四章矿井供电设备2020/2/317表4-1电缆的型号组成及含义类别导体绝缘层内护层铠装层外被层代号含义代号含义代号含义代号含义代号含义代号含义Z纸绝缘无L铜芯铝芯无D油浸纸不滴流Q铅包01234无联锁钢带双钢带细圆钢丝粗圆钢丝0无1纤维外被L铝包2聚氯乙烯外套V聚氯乙烯绝缘V聚氯乙烯护套3聚乙烯或聚烯烃外套YJ交联聚乙烯绝缘4弹性体外套Y聚乙烯护套例如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2)电缆的型号第四章矿井供电设备2020/2/318例如：MYPJ-3.6/6-3×35-1×16-3×2.5表示矿用移动屏蔽监视橡胶电缆，额定电压为3.6/6千伏，三芯动力截面、每芯截面为35平方毫米，一芯接地线为16平方毫米截面，三芯监视线、每芯截面为2.5平方毫米表4-2矿用电缆型号的组成类别用途结构特征额定电压UO/U(kv)动力线地线控制(监视)芯数标准截面芯数标准截面线芯数标准截面M矿用橡套电缆C-采掘机专用Y-移动设备用M-帽灯用Z-电钻用H-电话用P-非金属屏蔽T-金属屏蔽；J-监视；Q-轻型；B-编织加强；R-绕包加强0.3/0.50.38/0.660.66/1.143.6/66/101-单芯2-双芯3-三芯1mm21-单芯2.5mm24mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm21-单芯2-双芯3-三芯2.5mm24mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm21.5mm22.5mm24mm26mm210mm216mm225mm235mm250mm270mm295mm2第四章矿井供电设备2020/2/319二、矿用电缆的敷设矿用电缆的敷设必须符合《煤矿安全规程》有关规定。1.电缆的敷设方式及要求1)水平巷道和倾角在30º以下井巷中电缆应用吊钩悬挂要求①电缆的悬挂间距不得超过3米；②向移动工作设备供电电缆可盘圈或盘８字形带电，放在电缆车上随设备的移动而收放③电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并保持0.3米以上的距离。④电缆必须与瓦斯抽放管路分放在巷道两侧，防止瓦斯管路破损时电缆故障产生的电火花引爆瓦斯。⑤通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，以防止电力电缆的强磁场对通讯信号的干扰，或在井筒内应设在电力电缆0.3米以外；在巷道内应设在电力电缆上方0.1米以上的。⑥高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1米，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于50毫米。第四章矿井供电设备2020/2/3201.电缆的敷设方式及要求2)立井井筒和倾角在30º及其以上的井巷用夹子、卡箍或其它夹持装置固定电缆。要求：①电缆的悬挂间距不得超过６米；②因井筒太深需要设置接头时，应设在中间水平巷道内；或在井筒中设置接线盒，接线盒放在托架上，不使接头受力3)沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。第四章矿井供电设备2020/2/3211.电缆的敷设方式及要求•为了防止电缆在敷设时扭伤和折伤，电缆的允许弯曲半径不得小于右表规定的数值。•温度较低的冬季，电缆变硬而不易弯曲时，应预先放在温度较高的室内或通电加热后再进行敷设。表4-5电缆的最小允许弯曲半径电缆型式最小允许弯曲半径与电缆和导体的外径比值多芯控制电缆非铠装、屏蔽型软电缆6铠装型、铜屏蔽型12其他10橡皮绝缘多芯电缆无铅包、有铠装10裸铅包护套15铠装护套20塑料绝缘多芯电缆无铠装15有铠装12第四章矿井供电设备2020/2/3222.电缆敷设路径的选择路径应尽可能短,安全.在总回风巷和专用回风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆;在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电缆;在机械提升的进风斜井（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中，必须有可靠的安全措施，以防提升机械掉道轧伤电缆和电缆引燃木支架。第四章矿井供电设备2020/2/323三、矿用电缆的连接1.电缆与电气设备连接必须用与电气设备性能（矿用防爆型、矿用一般型等）相符的接线盒。电缆线芯必须使用齿形压线板（卡爪）或线鼻子与电气设备进行连结。接头应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘层，也不得压住和接触屏蔽层。2.橡套电缆之间连接必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，或用隔爆接线盒连接。第四章矿井供电设备2020/2/324三、矿用电缆的连接3.高压电缆连接高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间的连接应采用预制型电缆终端盒连接，内灌绝缘胶或环氧树脂。注意：不同类型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器和母线盒进行连接。电缆芯线的连接主要有焊接、压接、螺栓连接和绑扎等方法。井下电缆多采用压接、螺栓连接。（点击观看）第四章矿井供电设备2020/2/325四、矿用电缆的运行维护电缆的运行维护主要是防止电缆绝缘受热、受潮、及机械损伤引起的短路、断路、漏电等事故的发生。1.电缆的巡视矿井中的电缆由于环境不好，应加强巡视。立井和斜井井筒中敷设的电缆，应由专职电工每月至少巡查一次。井底车场、大巷、采区运输巷道和配电硐室敷设的电缆，应由专职电工每周至少巡视一次。矿用橡套电缆与防爆三通、四通、插销及母线盒等的连接点，应由专人每月检查一次。第四章矿井供电设备2020/2/3262.电缆的运行与维护•新安装的电缆投入运行时，应由电工跟班全面测定负荷电流及电压损失，并检查电缆接头有无发热现象，发现问题及时处理。•无外被层铠装电缆的铠装层应定期涂防腐漆，一般每两年进行一次。•应定期测量电缆铅包中的杂散电流密度，凡超过规定值时，必须采取措施加以解决。•应每年进行一次绝缘电阻的测定，其绝缘电阻值应符合规定.•测量泄漏电流及直流耐压试验应每年进行一次第四章矿井供电设备2020/2/327五、电缆故障点的寻找方法•1.判断故障类型•电缆常见的故障类型是：短路、漏电和断线。•1)可利用保护装置的动作判定故障类型：短路保护动作，说明电缆发生短路；检漏继电器动作说明电缆发生漏电；断相保护动作，说明电缆断线。•2)在不通电情况下，通常用兆欧表判断故障性质。首先将电缆两端的芯线全部开路，用兆欧表测定电缆芯线之间和对地的绝缘电阻，如果绝缘电阻小于漏电电阻值说明发生漏电故障；如果绝缘电阻为0，说明短路。其次将电缆一端的芯线全部短接用兆欧表分别测量电缆另一端主芯线之间的电阻，如果某一芯线分别与其它两芯线间电阻无穷大，说明这一芯线发生断线。第四章矿井供电设备2020/2/328•2.寻找故障点•1)直观法•通过向事故现场人了解