井下电缆及其连接装置

1. 井下电缆及其连接装置 煤矿特种作业类别：2013年第七期井下 电钳工培训班 主讲：张元吉 单位：盘县煤矿安全技术培训中心

2. 内容提要 一、井下电缆的种类及结构、选用原则 和方法、敷设与连接及维护要求； 二、井下电缆连接装置的结构及安装要 求。

3. 引言： 煤矿井下电缆容易受潮和遭到机械损伤，发生漏电、短路的机会较多，因而电缆是井下供电安全方面的一个最薄弱的环节。

4. 一矿用电缆 （一）矿用电缆的分类及结构 油浸纸铠装电缆 塑料铠装电缆 铠装电缆 按 传 统 的 分 类 塑料电缆 橡套电缆

5. 矿 用 阻 燃 电 缆 煤矿用移动类阻燃软电缆 煤矿用额定电压10KV及以下铜芯固定 敷设阻燃电力电缆 煤矿用阻燃通信电缆

6. 对固定敷设的高压电缆的规定及要求： 在立井井筒或倾角为45º及其以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 在水平巷道或倾角在45º以下的井筒内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 1 2

7. 1、煤矿用移动类阻燃软电缆 移动类阻燃软电缆按绝缘和护套材料分为橡胶和弹性体两种。即普通橡套阻燃软电缆和屏蔽橡套阻燃软电缆。 （1）普通橡套阻燃软电缆 普通橡套阻燃软电缆与普通橡套电缆的结构相同，导电线芯由多根细铜丝绞合而成。分相绝缘和垫芯都由橡胶制成，外套采用氯丁橡胶制成，氯丁橡胶燃烧时生成氯化氢气体，将火焰包围起来，使之与空气隔离，很快就熄灭。其结构如图1所示。

8. 图1：普通橡套阻燃电缆示意图 图例： 1、导电线芯 2、分相绝缘 3、接地线 4、外护套 3 4 2 1

9. （2）屏蔽橡套阻燃软电缆 屏蔽橡套阻燃软电缆与普通橡套软电缆的结构基本相同，不同点是在每根主线芯的分相绝缘外包有导电橡胶制成的屏蔽层，接地芯线外没有橡胶绝缘，而是直接缠绕导电橡胶带。电缆中间的垫芯，也是用导电橡胶制成。有的在电缆外护套内的同芯圆上，设一层加强屏蔽层，称为双屏蔽电缆。 适用于具有瓦斯、煤尘爆炸的场所和启动频繁电气设备。其结构如图2所示。

10. 图2：屏蔽橡套阻燃电缆示意图 1 2 3 图例： 1、动力线芯 2、接地线芯 3、控制线芯 4、绝缘 5、绝缘屏蔽 6、外护套 4 5 6

11. （3）常用矿用移动类阻燃电缆型号及用途 常用矿用移动类阻燃电缆型号及用途如图3所示。

12. 型号 名 称 用 途 额定电压为0.66/1.14KV采煤机及类似设备的电源连接 额定电压为0.66/1.14KV采煤机及类似设备的电源连接 MCP-0.66/1.14 采煤机屏蔽橡套软电缆 采煤屏蔽昨监视编织加强型橡套软电缆 额定电压为0.66/1.14KV及以下采煤机及类似设备的电源连接 MCPJB-0.66/1.14 煤矿用移动橡套软电缆 额定电压为0.38/0.66KV各种井下移动采煤机设备的电源连接 MY-0.38/0.66 煤矿用移动屏蔽橡套软电缆 额定电压为0. 66/1.14KV各种井下移动采煤机设备的电源连接 MYP-0.66/1.14 煤矿用电钻橡套电缆 MZ-0.3/0.5 煤矿井下额定电压为0.3/0. 5KV及以下电钻电源连接 煤矿用电钻屏蔽橡套电缆 MZP-0.3/0.5 煤矿用移动轻型橡软套电缆 煤矿井下巷道照明，输送机联接锁和控制与信号设备电源连接 MYQ-0.3/0.5

13. 2、煤矿用额定电压10KV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆2、煤矿用额定电压10KV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆 固定敷设阻燃电力电缆的主线芯由铜线绞制而成。分相绝缘采用聚氯乙烯或交联聚氯乙烯。外护套采用聚氯乙烯，分铠装和非铠装电缆。其型号有MVV（MVV22、MVV32、MVV42） 和MYJV（MYJV22、MYJV32、MYJV42）型两大类。在煤矿井下固定敷设电缆中被广泛应用。 3、煤矿用阻燃通信电缆 《煤矿安全规程》第467条规定：照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。煤矿用阻燃通信电缆常用型号有MHYV、MHJYV、MHYBV、MHYAVT、MHYA32型。

14. （二）矿用电缆的选型 1、电缆型号的选择 （1）电缆敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。 （2）电缆应带有供电保护接地用的足够截面的导体。 （3）必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 （4）严禁采用铝包电缆。 （5）固定敷设的低压电缆，应采用MVV铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。

15. （6）固定敷设的高压电缆，按敷设电缆的巷道条件选择。（6）固定敷设的高压电缆，按敷设电缆的巷道条件选择。 （7）非固定敷设的高压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。 （8）照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。 （9）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。 （10）电缆主芯线的截面应满足供电线路负荷的要求。

16. 2、电缆长度的确定 在敷设时要有一定的弯曲和松驰度。其电缆的实际长度大于敷设路径长度，两者之间的关系用下式表示： Ls=KL 式中 Ls——电缆的实际长度，ｍ； K—— 增长系数，移动类阻燃软电缆取1.1，铠装电缆取1.05； L——敷设路径长度，ｍ。 当电缆中间有接头时，应在接线盒两端各增加3ｍ。

17. 3、电缆主线芯截面积的确定 （1）按机械强度要求选择电缆截面 按机械强度要求的最小截面积选择截面积，然后满足允许电流要求选择。如表2所示为机械强度要求的最小截面积。 （2）低压动力电缆 A、按长时允许负荷电流选择电缆截面。电缆长时允许通过的电流可通过查《电工手册》获得；电动机的额定电流可由其技术资料查到，也可通过计算。例如主芯线截面积为35mm²的矿用橡套铜芯电缆，长时允许负荷电流为138A。

18. 表2：满足机械强度要求的最小截面积 电缆主芯线最小截面积/mm² 序 号 用电设备名称 各种采煤机组 50-95 1 刮板输送机、带式输送机、转载机 25-50 2 小容量刮板输送机 10-25 3 回柱绞车、装岩机 16-25 4 4-6 调度绞车、照明干线 5 手持式电钻 4-6 6

19. B、按电压损失确定电缆主截面 对于供电线路未端，按照电动机端压不低于额定电压的95%计算，380V电网中，其未端电压损失允许值为39V；660V电网中，其未端电压损失允许值为63V。 C、按电缆最远点的最小短路电流校验所选电缆截面是否满足保护装置动作灵敏性要求。 （3）高压动力电缆 高压动力电缆应按经济电流密度、允许负荷电流、线路允许电压损失进行选择，并按短路电流（三相短路电流）校验电缆的热稳定性，并要求流过电缆的最小两相短路电流满足过流保护装置灵敏度的要求。

20. （三）矿用电缆敷设 （1）在总回风巷和专用回风巷不应敷设电缆，在机械提升的进风倾斜巷（不包括输送机上、下山）和使用林支架的立井井筒中敷设电缆时，必须有可靠的安全措施，溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。 （2）在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；在立井井筒或倾角在30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设 （3）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒中不得超过6m。

21. （4）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有行当的驰度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时，不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。（4）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有行当的驰度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时，不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。 （5）电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子的上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管的巷道内，电缆（包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或“8”字形的电缆不得带电。

22. （6）井筒和巷道内的通信和信号电缆应与动力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件限制，在井筒内，应敷设在距动力电缆0.3m以外的地方；在巷道内应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。（6）井筒和巷道内的通信和信号电缆应与动力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件限制，在井筒内，应敷设在距动力电缆0.3m以外的地方；在巷道内应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。 （7）高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低电缆之间的距离应大于0.1m；高压电缆之间，低压电缆之间的距离不得小于50mm。 （8）电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并严密封堵管口。 （9）电缆敷设的弯曲半径应符合表3所示的要求

23. 电缆类别 多芯电缆弯曲半径与电缆外径之比（不小于） 表3：电缆敷设的最小允许弯曲半径 10 聚氯乙烯绝缘电力电缆 交联聚氯乙烯绝缘电力电缆 15 橡胶绝缘电力电缆 6 照明和控制监测用橡套电缆 6 矿用铠装电话电缆 12.5

24. 二、电缆连接装置 电缆连接装置是电缆与电气设备连接的连接装置。 按用途可分为终端连接装置和中间连接装置。 按所使用的地点不同又可分为接线盒和连接器。

25. （一）电缆接线盒 电缆接线盒一般适用于固定敷设电缆的连接及电缆与电气设备的连接，有中间接线盒之分；有隔爆接线盒和铅封简易接线盒之分。 1、矿用隔爆型高压接线盒 以BHGL—315/6矿用隔爆高压接线盒为例讲解。 该接线盒可用于井下中央变电所至采区变电所，采区变电所至移动变电站的供电线路的连接。

26. 该接线盒壳体和盖组成隔离空腔，壳体和盖分别由Q235A钢板焊接而成，隔离空腔内装有三只接线瓷座，接线瓷座的铜接线柱上开的U形缺口，使电缆之间可靠连接。联通节由Q235钢板焊接而成，做成喇叭状，并有一定的空间，适用于放电缆头。 2、环氧树脂电缆接线盒 环氧树脂电缆接线盒分中间和终端两种。

27. 3、电缆连接器 电缆连接器适用于煤矿井下采掘巷道电力电缆的连接，电缆连接器是可拆卸的，可供变更电缆长度之用，如供移动变电站电缆连接之用。 电缆连接器由以下三部分组成： （1）电缆固定引线装置； （2）接线装置； （3）可接触部分。

28. （二）电缆连接装置的安装、运行及维护 1、电缆连接装置的安装 电缆连接装置除了传统的热灌绝缘胶、环树氧脂接线盒外，目前应用较多的是热缩电缆连接、电缆连接器、高压防爆接线盒。 （1）热缩电缆连接安装 其热缩材料，是利用聚合物材料的“强性记忆”效应原理制成各种形状的零件与管材。它除具有良好的热收缩性能外，还具有防蚀、防潮、轻便、安装方便等一列优点，因而被广泛应用。现以6KV橡套或塑料电缆为例介绍终端热缩安装工艺。

29. 其工艺包括以下内容： A、剥切电缆 B、焊接地线 C、压接接线端子 D、安装热缩管 E、安装分支手套 F、安装绝缘护套管 G、安装密封护套管

30. 其热缩电缆连接安装注意事项： A、热缩材料温度达到100-130ºC时，开始收缩，若使用汽油喷灯时，火焰不宜硬，并注意远离材料，控制加热温度。开始加热时，火焰缓慢接近材料，不断移动，以确保均匀，并避免烧焦材料。 B、火焰应朝收缩方向，预热材料便于收缩，按安装工艺要求的起始部位和方向顺序收缩，便于排除气体和密封。 C、收缩完毕的管子应光滑无皱折。

31. D、剥除金属屏蔽层时，切口要平齐，不要有毛刺和洼缘，避免损坏和刺穿热缩材料。D、剥除金属屏蔽层时，切口要平齐，不要有毛刺和洼缘，避免损坏和刺穿热缩材料。 E、切割热缩管时，切口要平整，不要有尖端和裂口，避免在收缩时应力集中产生撕裂。 2、电缆连接器的安装 以BCG1-200/6000矿用隔爆型电缆连接器为例讲解。 （1）将电缆橡胶外护套切剥开255mm一段长度，不要损伤金属屏蔽并编成两个小辫。在233mm外，切剥第二层橡胶绝缘，将三根主芯线的屏蔽层剥开并编成小辫，将三个小辫分别套上塑料管。

32. （2）将三根主芯线的半导体用木锉、砂布清除干净，再由端部量取178mm处，用丁基自粘胶带包成D=d+12和L=40mm的应力锥，在应力锥的一侧用14-16号熔断丝缠绕到根部，然后用2-3层自粘胶带缠绕，最后除端部28mm长及应力锥部分外，全部用聚氯乙烯带包1-2层。（2）将三根主芯线的半导体用木锉、砂布清除干净，再由端部量取178mm处，用丁基自粘胶带包成D=d+12和L=40mm的应力锥，在应力锥的一侧用14-16号熔断丝缠绕到根部，然后用2-3层自粘胶带缠绕，最后除端部28mm长及应力锥部分外，全部用聚氯乙烯带包1-2层。 （3）端部28mm处用合适的GT型铜管套牢，然后用压钳压牢（前已叙述）。 （4）在根部52mm处浇注环氧树脂。

33. （5）用压钳压紧的端部电缆芯线放入铜接线座内，用三个内六角圆柱坚固螺钉牢固地与接线座压牢。当接触杆（导电杆）插入接线员座时，应保证可靠接触。（5）用压钳压紧的端部电缆芯线放入铜接线座内，用三个内六角圆柱坚固螺钉牢固地与接线座压牢。当接触杆（导电杆）插入接线员座时，应保证可靠接触。 （6）电缆接地芯线与铜接线座接好后，在适当部位剥开10mm左右绝缘皮与内接地螺栓接紧压牢。

34. 3、电缆连接装置的运行及维护 （1）电缆连接装置的安装严禁带电作业，在断电后，必须确保无残余电压后，方可拆卸操作。 （2）应定期检查电缆连接装置的表面温度，连接装置的表面温度与电缆表面温度应不大于12-15ºC，测量时，应在连接装置全长1/4处。以及接线盒两端电缆铠装表面测取温度，选择其中温度最高者为连接装置表面温度。

35. （3）电缆与电气设备的连接，电缆与电缆的连接应符合防爆要求，无不合格接头。（3）电缆与电气设备的连接，电缆与电缆的连接应符合防爆要求，无不合格接头。 （4）电缆连接装置表面应无脏污物。 （5）电缆连接装置应悬挂在无淋水处，并应可靠与井下接地网连接。 （6）高压电缆连接装置至少每周检查1次。

36. 谢谢!