1、煤矿井 下 电 气作业课程 之一教师：程 润第一章 矿井供电系统及采区供电安全 第一节 矿井供电系统一、矿井供电系统1、矿井供电电压等级1）定义：在以电能为动力能源的矿井供电系统中，通过电缆将各种电压等级的电压分配给设备或器件，从而构成了矿井供电电压等级。煤矿井下常用电压等级及用途：标准电压用途10KV矿井地面变电所变电电压6KV高压电动机及供电电压3300V部分矿井采区电气设备1140V综采工作面成套电气设备660V低压动力用电电压380V低压动力用电电压220V地面和井底车场、总进风巷的照明电压127V照明、信号、电话和手持式电气设备36V电气设备的控制回路直流250V、550V架线式电机
2、车2）井下供电电压应符合下列要求（1）高压不超过10KV；（2）低压不超过1140V；（3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过127V；（4）远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。3）用电负荷分级（1）一级负荷：突然停电造成人身伤亡或设备损坏造成重大经济损失的负荷。如：主通风机、副井提升、主排水泵、矿调度指挥中心等。（2）二级负荷：突然停电，给矿井造成大量减产或较大经济损失的负荷。如采区变电所、空气压缩机站、综采设备等。（3）三级负荷：不属于一级、二级的其他用户或用电设备属于三级负荷。4）矿井供电系统的组成由矿井地面变
3、电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定方式连接起来的一个整体，称为矿井供电系统。根据矿井的井田范围、埋藏深度、地质条件，矿井供电系统分为深井和浅井供电系统。煤层埋藏深度大于150m应采用深井供电系统。深井供电系统电源由矿区变电站35KV母线上取得，由两回架空线直接将高压深入矿井的负荷中心地面变电所，用两台35/6KV主变压器配电给地面的主要高压设备，主、副井提升机，空压机、主通风机等。由地面变电所两条高压电缆，经井筒下井将6KV高压电能送到井下变电所，在井下中央变电所通过高压配电装置分配给井底车场附近的高压用电设备，如主排水泵和变流设备，并向采区变电所供电。为向井底车场及附近巷
4、道、硐室中的低压动力设备供电，在井下中央变电所中设置有两台矿用动力变压器，将6KV电压降到660V（或380V）。此外，还设置矿用照明变压器，将660V（或380V）电压进一步降低到127V，向井底车场附近巷道及硐室中的照明设备供电。从井下中央变电所用高压电缆将6KV 电能送到采区变电所。采区变电所在将电压降低到660V（或380V），然后用低压电缆将它分别送到各个工作面附近的配电点，在分别送给工作面及附近巷道中的各生产机械。如果采区内有综材工作面，6KV的高压电能则经采区变电所中的高压配电装置，配送到工作面附近顺槽中的移动变电站，然后经移动变电站将6KV电压降低到1140V，在送到工作面配电
5、点，分配给各用电负荷。采区变电所及附近巷道的照明设备，由设在采区变电所中的矿用照明变压器供电。采区巷道中的照明、信号则由安装在采区变电所和工作面配电点的照明、信号综合保护装置供电。5）对矿井供电的要求（1）矿井应有两回路（6KV）电源线路。（2）对井下中央变电所、排水泵房、主通风机、提人绞车、CH4抽放站等主要设备都必须有应急的备用线路。（3）矿井必须备有井上下配电系统图，井下电气设备布置图和电力、电讯（电机车）等线路平面敷设示意图并随时更改。6）变压器的运行方式在交流供电系统中，变压器的中性点运行方式有三种，即直接接地、不接地和经消弧线圈（或限流阻抗）接地。变压器的不同运行方式，对井下供电安
6、全有直接影响。（1）变压器中性点直接接地的危害有两方面：一是人体触电时大大增加了人体的触电电流；二是单相接地时形成了单相短路。当电网一相接地时，由于变压器中性点直接接地，电流没有经过阻抗而直接流回到了电源，形成了单相短路，单相短路电流大，在接地点将产生很大的电弧，有可能引起瓦斯和煤尘爆炸或人员伤亡。因此，煤矿安全规程规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。变压器中性点直接接地时人体触及一相带电体的情况（2）变压器中性点不接地运行方式（3）变压器中性点经消弧电抗线圈接地二、采区供电系统采区变电所是采区用电的中心。它的电源由中央变电所提供，其
7、主要任务是将高电压变成低电压，并将此电压分配到本采区所有采掘工作面及其他用电设备。采区变电所的位置取决于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其巷道布置方式、煤岩地质条件和机械化程度等因素。因此，一般情况下采区变电所在采区用电负荷的中心，以保证采区所有用电设备（特别是大容量设备如大功率采煤机等）的端电压不底于设备额定电压的95%。采区变电所内要求通风良好，硐室围岩坚固，无淋水，易维修。硐室的其他安全措施基本与中央变电所相同。三、煤矿安全规程对矿井供电的要求（1）矿井应有两回路电源线路。当一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。（2）对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采
8、的采区排水泵房供电的线路，不得小于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能负担全部负荷。主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；条件受限制时，其中一回路可引自上述同种设备房的配电装置。上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。（3）严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。（4）经由地面架空线引入井下供电线路（包括电机车架线），必须在入井处装设避雷装置；由地面直接入井的轨道，露天架空引入（出）的管
9、路，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好的集中接地；通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置。（5）井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时，低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。（6）矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等路线平面敷设示意图，并随着情况变化定期填绘。同时图中应注明：电动机、变压器、配电设备、信号装置、通信装置等装设地点。每一设备的型号、容量、电压、电流种类及其技术性能。馈出的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值。线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。保护接地装置的安设
10、地点。（7）电气设备不应超过额定值运行。井下防爆设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。（8）防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。四、用电安全作业制度四、用电安全作业制度安全用电作业制度，是保证安全用电、职工人身安全和减少或杜绝电气设备故障、促进安全生产、提高经济效益的重要保证。安全作业制度主要有：工作票制度；工作许可制度；倒闸、试验操作票制度和工作监督制度；停、送电制度等。1、停、送电制度：为了保证安全供电，防止人身触电，电气设备在进行检
11、修、搬迁等作业时，必须遵守停电、验电、放电、装设接地线、设置遮拦和悬挂标示牌等规定程序，严禁带电作业。电气设备在进行停电检修时，必须严格执行谁停电、谁送电的停、送电制度，中间不得换人，严禁约时停、送电。2、井下十不准制度：（1）不准带电检修；（2）不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。（3）不准甩掉漏电断电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置。（4）不准明火操作、明火打点、明火放炮。（5）不准用铜、铝、铁等代替保险丝。（6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电。（7）有故障的线路不准强行送电。（8）电气设备的保护装置失灵后，不准送电。（9）失爆设备、失爆电器，不准使用
12、。（10）不准在井下拆卸矿灯。3、三无、四有、两齐、三全、三坚持制度：三无：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头四有：有过流和漏电保护装置、有螺丝和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置。两齐：电缆吊挂整齐、设备硐室清洁整齐。三全：防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全三坚持：坚持使用检漏继电器、坚持使用煤电钻照明和信号综合保护装置，坚持使用风电、瓦斯电闭锁。第二节 采区供电安全 一、机电硐室的规定与要求 （1）永久性井下中央变电所和井底车场内的其他机电设备硐室，应砌碹或用其他可靠方式支护，采区变电所应用不燃性材料支护。硐室必须装设向外开的防火铁门。铁门全部敞开时，不得妨碍运输。铁门上应装设便于关严的通风孔。
13、装有铁门时，门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的开闭。 从硐室出口防火铁门起5m内的巷道，应砌碹或用其他不燃性材料支护。硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。井下中央变电所和主要排水泵房的地面标高，应分别比其出口与井底车场或大巷连接处的底板标高高出0.5m。（2）采掘工作面配电点的位置和空间必须满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求，并用不燃性材料支护。（3）变电硐室长度超过6m时，必须在硐室的两端各设1个出口。（4）硐室内各种设备与墙壁之间应留出0.5m以上的通道，各种设备相互之间，应留出0.8以上的通道。对不需从两侧或后面进行检修的设备，可不留通道。（5）带
14、油的电气设备必须设在机电设备硐室内。严禁设集油坑。（6）硐室不应有滴水。硐室的过道应保持畅通，严禁存放无关的设备和物件。带油的电气设备溢油或漏油时，必须立即处理。（7）硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止”入内字样的警示牌。硐室内必须悬挂与实际相符的供电系统图。硐室内有高压电气设备时，入口处和硐室内必须在明显地点悬挂 “高压危险”字样的警示牌。（8）采区变电所应设专人值班。无人值班的变电硐室必须关门加锁，并有值班人员巡回检查。（9）硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停送电的标志。二、工作面配电点的设置二、工作面配电点的设置工作面配电点是将采区变电所送来的电能分配给采掘工作面的电机、电钻和
15、照明装置。工作面配电点设在低压开关设备集中的地方，其特点是需要经常随工作面移动。所以一般不需要开设专门的硐室，大都直接设在工作面附近的运输平巷或回风巷的一侧，位置一般距工作面70100m处。对于掘进工作面的配电点，大都设在掘进巷的一侧或掘进巷道的贯通巷内，一般距工作面80100m处。由于采掘工作面的电气设备随工作面的推进而经常移动，并且它们的负荷大、变化大、起动频繁，加之工作的自然环境又差，为了保证安全用电和正常生产，并适应电气设备经常移动和日常维修的需要，一般每一个配电点都需设置一台电源进线总开关。而且总开关必须与其他开关放置在一起，以利于停、送电操作。二、触电的危害及防治措施 1、 触电的
16、危害人体接触带电导体或因绝缘损坏而带电的设备外壳时，都可能造成触电事故。由于井下的特殊工作条件，发生触电的可能性较大。触电对人体的伤害大致可分为电击和电伤两种情况。电击是指触电后电流通过人体，在热化学和电解作用下使呼吸器官、心脏和神经系统受到损伤和破坏。多数情况下电击可以使人致死，所以最危险。电伤是指由于强电流瞬时通过人身某一局部，或电弧烧伤人体，造成对人体外表器官的破坏，当烧伤面积不大时，不至于有生命危险。触电对人身的危害是由许多因素决定的，但流经人身电流的大小是起决定作用的主要因素。通过人身的电流5mA电流时，就有触电感觉，交流在1520mA以下，直流在50mA以下时，一般对人体伤害较轻。
17、如果长期通过人体工频交流3050mA就有生命危险。超过上述电流数值，则对人的生命是绝对危险的。因此，我国规定30mAs为安全电流。流经人身电流的大小，与人身电阻有关。人身电阻越大，通过人身电流就越小；人身电阻越小，则通过人身的电流越大，也就越危险。人身电阻是一个变动幅度很大的数值，他随人的皮肤（有无损伤、潮湿程度等）、触电时间、电压等因素而变动，通常我们取人身电阻为1000欧姆作为计算的依据。流经人身的电流与作用于人身电压有关。作用于人身电压越高则通过人身的电流越大，也就越危险。触电对人的伤害程度与电流作用于人身的时间有关。即使是安全电流，若流经人体的时间过久，也会造成伤亡事故。这是因为随着电
18、流在人体内维持时间的增加，人体发热出汗人身电阻会逐渐减小，而电流随之增大的缘故。反之，即使流经人身的电流较大，若能在很短的时间内脱离接触，也不致造成生命危险。2、触电的防治措施（1）井下不得带电检修、搬迁电气设备（包括电缆和电线）。检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度在1%以下时，在用同电源电压相适应的验电笔检验。检验无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关把手在切断电源时都应闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电“牌，只有执行这项工作的人员，才有权取下此牌并送电。（2）操作井下电气设备，必须遵守下列规定：非专职或值班电气人员，不得擅自操作
19、电气设备。操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并必须穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。操作千伏级电气设备主回路时，操作人员必须带绝缘手套，并穿电工靴。127V手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，应有良好绝缘。普通型携带式电气测量仪表，只准在瓦斯浓度1%以下的地点使用。井下防爆电气设备，在入井前应由指定的、经公司考试合格的电气设备防爆检验员检查其安全性能，取得合格证后，方准入井。井下防爆电气设备的运行必须符合防爆性能的技术要求，防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理，不得继续使用。（3）防止人身触电或接近带电导体。将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度，或围以遮拦。例如煤矿安
20、全规程规定，井下电机车架空导线的悬挂高度，自轨面算起不得小于下列数值：在行人的巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方2m；在不行人的巷道内为1.9m；在井底车场内，从井底到乘车场为2.2m等。井下各种电气设备的导电部分和电缆接头都必须封闭在坚固的外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保证电气设备接通电源后不能打开盖子，盖子打开后，便不能接通电源。各变（配）电所的入口或门口都悬挂“非工作人员，禁止入内”牌；无人值班的变（配）电所，必须关门加锁；井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应在明显地点加挂“高压危险”牌。（4）对人员经常接触的电气设备，采用降低的工作电压。例如井下照明
21、、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V；控制回路电压，不应超过36V等。3、煤矿井下防止触电应注意的事项（1）非专职电气人员不得擅自摆弄、检修、操作电气设备。（2）不准自行停电、送电。（3）谨防触架空线伤人。携带较长的金属工具用具、金属管材在架空线下行走，严禁扛在肩上；乘坐平巷人车或专列人车，上车、下车时必须切断该区段架空线。为了安全，仍要特别注意头顶上的架空线，不能让身体的任一部分超高。触到架空线。（4）下山行走，不能手扶电缆，电缆一旦漏电后，后果及其严重。（5）严禁在电气设备与电缆上躺坐，以防触电。第三节 井下电气设备的完好标准及检修质量标准 一、井下
22、电气设备完好标准的作用、意义和实施途径井下电气设备受恶劣的自然环境、地质条件的制约，设备在使用中起动频繁，负荷变化大、电压波动大，因而过载、短路、漏电、电弧、电火花故障引起的设备烧毁、矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸、人员触电伤亡事故随时都有发生的可能。为了避免或减少这些重点恶性事故的发生，要求井下电气设备要有坚固的外壳，有良好的绝缘，有防尘、防潮、防水、防腐蚀的性能，有动作灵敏可靠的过流、漏电、接地、无压释放保护，有机械电气闭锁装置。在设计、制造、安装、使用、维护保养、检修等方面都要按照国家制定的统一标准执行，井下电气设备完好标准是其中的标准之一。井下电气设备完好标准主要作用是规范井下工人安全合理的使
23、用、维护、保养电气设备的行为，使设备保持最佳的运行状态，发挥最大的效能，产生最好的经济效益。所以，要求从事煤矿生产的干部、职工特别是井下电钳工都要以井下电气设备完好标准为准则，严格实行包机制。制定岗位责任制，把每台设备落实到个人负责设备完好和设备、环境卫生工作，做到电气设备干净、整洁、台台完好，完好率达100%。为稳步提高煤炭产量尽心尽责。电气设备管理人员（即防爆检查组、电缆管理组、小型电器组、电器管理组）对井下供电系统、防爆设备（包括五小电器），三大保护，煤电钻综合保护，局部通风机的风电、瓦斯电闭锁，通风监控，电缆和其他安全保护设施实行监督检查，认真负责，不得玩忽职守，不徇私情，对事故隐患提
24、出处理意见，对不符合要求的有权停止使用。对高瓦斯和瓦斯突出的矿井，要每周检查2次，检查要有记录，并作为奖罚的依据。 二、井下电气设备安装与搬迁中的注意事项电气设备主要是变压器、移动变电站、高低压开关、电动机、煤电钻、照明、信号综合保护等。在入井前要详细检查设备有无碰伤，零部件短缺损坏现象，操作机构是否灵活，并进行必要的性能试验，然后装车。装车时对电机轴头、裸露的防爆面或怕碰、怕水、怕尘的部位要采取防护措施，捆绑牢固。在下井运输过程中要控制车辆速度，防止跑车、撞车、掉道等事故。设备运到安装地点时，要准备好麻绳、倒链、撬棍、绝缘工具等。安装地点的空间要宽敞干净整洁、通风良好，支护牢靠，有防火、防淋
25、水、防腐蚀措施。安装时要将设备操平找正，严格按照煤矿安全规程、安装规程和质量标准操作。防止损坏防爆面、零部件，防止挤伤人员或造成触电伤亡事故。电气设备的搬迁是一项危险的工作。搬迁时必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道的风流中瓦斯浓度在1%以下时，再用同电源电压相适应的验电笔检验，确认无电后，方可进行导体对地放电。所有开关把手都打到闭锁位置，严防人身触电和电弧、电火花、引起瓦斯煤尘爆炸事故。 第四节 “三专两闭锁” 掘进工作面是独头巷道，容易发生瓦斯聚集，其特点是：安装使用局部通风机供风。根据煤矿安全规程规定，瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井中，掘进工作面的局部通风机供电必须设专用变压器、
26、专用开关、专用线路。局部通风机和工作面的电气设备必须装有风电闭锁、瓦斯电闭锁装置，以保证局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时，能立即自动切断巷道中电气设备的电源，防止爆炸事故的发生。 一、两闭锁原理：1、风电闭锁是用两台磁力起动器进行连锁控制，其中一台接通风机，另一台接掘进工作面电气设备。实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源同时被切断。2、瓦斯电闭锁是由瓦斯探头、监控系统（监控分站）和高压开关构成。瓦斯电闭锁工作原理是由瓦斯探头测得CH4含量信号送给监控分站，当瓦斯超限时，监控分站显示CH41.5%，其触电接通高压开关内的脱扣线圈使高压开关跳闸，切断了掘进工作面电气设备的电源，实现
27、瓦斯电闭锁。二、“三专两闭锁”的作用1、三专的作用：对局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供电来保证供电的连续性，不间断地向掘进工作面通风。2、风电闭锁的作用：是掘进动力设备工作前应先通风吹散瓦斯，当瓦斯浓度降到1.0%以下时，在开动掘进动力设备；由于故障原因局部通风机停止通风时，掘进动力设备也同时停电，这样可防止由于电火花或机械火花引起的瓦斯爆炸事故。3、瓦斯电闭锁的作用是：由于瓦斯喷出量大时局部通风机不能将其及时吹散或稀释，则由瓦斯监控系统对掘进工作面的动力电源实行闭锁。当瓦斯浓度达到1%时，瓦斯监控器发生警报；当瓦斯达到1.5%时，立即切断掘进工作面的动力电源，防止电火花和机械火
28、花引起瓦斯爆炸。三、 使用范围：适用于掘进工作面。掘进工作面是独头巷道，甲烷和有害气体易于集聚、而引起爆炸，同时也会给人员造成伤亡，所以工作面人员需要新鲜空气，有害气体必须及时排除或稀释，主要靠局部通风机。第二章 矿用电缆与电缆连接器第一节 矿用电缆井下环境潮湿，巷道狭窄，并伴有片帮、冒顶和塌陷等现象，为了保证供电可靠和安全，井下线路禁止使用普通导线及裸导线（架线机车除外），必须使用矿用电缆。一、矿用电缆的种类及性能：矿用电缆分为铠装电缆、矿用橡套软电缆和塑料电缆三种。1、铠装电缆：就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。其最大优点是纸的绝缘强度高，使用作高压电缆，在井下多用于对固定设备和半固定设备供
29、电。由于钢丝或钢带耐拉力强，所以钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中；而钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。铠装电缆的导线芯线有铝线和铜线两种，所以分为铝芯和铜芯两种电缆。为了使电缆柔软，芯线多由多根细铝线或细铜线绞合而成。铅芯电缆的优点是重量轻，价格便宜。但铅芯的接头不好处理，容易氧化，造成接触不良而发热；特别是在出现短路故障时，有短路电弧产生的灼热铝粉，更容易引起矿井瓦斯和煤尘爆炸。因此，对煤矿井下特别是采区内的低压电缆，由于它们出现的短路故障的机会较多，因而严禁采用铝芯电缆。采用铝护套的铠装电缆，即铅包电缆。由于铅护套也要接裸露的接地线，因；而井下使用非常危险。所以，煤矿安全规程
30、规定：井下严禁使用铅包电缆。为了防止电缆铠装部分被腐蚀，有的电缆还在铠装外面覆盖有黄麻护层。但黄麻护套是易燃物，一旦着火，火势将迅速蔓延，造成火灾。因此，在煤矿井下，特别是井下机电硐室和有木支架的巷道中，不能使用有外黄麻护层的铠装电缆。如果使用，必须将外黄麻护层剥落，并在铠装上涂以防锈漆。2、橡套电缆：分普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。对于井下移动设备的供电，多采用柔软性好、能够弯曲的橡套电缆。（1）普通橡套电缆的外护套有天然橡胶制成。由于天然橡胶可以燃烧，而且燃烧分解出的气体有助燃作用，容易造成火灾，所以特别是有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下，不宜使用普通橡套电缆。（2）阻燃橡套
31、电缆：它的护套采用氯丁橡胶制成。氯丁橡胶同样可以燃烧，但燃烧分解产生氯化氢气体，将火焰包围起来，使它与空气隔离，因而很快熄灭，不会沿电缆继续燃烧。因此煤矿井下应使用这种阻燃橡套电缆。（3）屏蔽电缆：每根主芯线的橡胶绝缘内护套的外面，缠绕有用导电橡胶带制成的屏蔽层；接地芯线的外面没有橡胶绝缘，而是直接缠绕有导电橡胶带；电缆中心的垫心，也是用导电橡胶制作。当任一根主芯线的橡胶绝缘损坏时，主芯线的橡胶绝缘损坏时，主芯线就和它的屏蔽层相连接，并通过垫心和接地芯线外面的导电橡胶与接地芯线连接。这就相当于一根主芯线通过一定的电阻接地，形成单相漏电，从而引起检漏保护装置动作，切断故障线路电源。其主要用于采煤
32、工作面，以提高工作的安全性。屏蔽的优点之一是避免了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的严重事故；另一优点，是避免了由于电缆损坏使人触电的危险。同时有效的防止了漏电火花和短路电弧的产生，所以特别适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的场所和移动频繁的电气设备，即采掘工作面的供电系统。3、塑料电缆：优点是：允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等。若电缆外部有铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同；若外部无铠装，则与橡套电缆的使用条件相同。因此在条件许可时，应尽量采用塑料电缆。二、选用电缆的原则1、矿用电缆的型号意义：（1）铠装电缆的型号意义Z纸绝缘 Q铅包 L铝芯 P干绝缘D不滴流 20裸钢带
33、铠装 30裸细钢丝铠装50裸粗钢丝铠装 无P、D油浸0裸铠装（不含0的，为有外黄麻护层）（2）橡套电缆型号意义：U矿用Z电钻用PT金属屏蔽P非金属屏蔽 Y移动C采掘机用J监视B编织加强 G高压H普通SP双屏蔽F不延燃M帽灯用Q千伏级型号后面数字表示电压（V）（3）塑料电缆：VV塑料绝缘、塑料护套，铜芯 VLV塑料绝缘、塑料护套，铝芯2、选用矿用电缆的要求：（1）必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。（2）严禁采用铅包电缆。（3）接地不得使用铝芯电缆。（4）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。（5）固定敷设的高压电缆，在立井筒或倾角为45度及其以上的井巷内，应采用
34、聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆或交联聚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45度以下的井巷内，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、交联聚乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。（6）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。（7）非固定敷设的高、低压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。（8）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，其他地点则必须采用铜芯电缆。（9）移动式和手持式电气设备应采用专用的不延燃橡套电缆。（10）照明、通信、信号和控制用的电缆
35、，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力电缆。3、矿用电缆长度及芯线数的确定：（1）考虑电缆敷设时要有一定的弯曲和松弛度，电缆的长度应大于敷设路径的长度。（2）对于铠装电缆，其敷设所需电缆长度应取实际敷设线路长度的1.05倍。（3）对于橡套电缆，其敷设所需电缆长度应取实际敷设线路长度的1.1倍。（4）对于塑料电缆，其敷设所需电缆长度按其型号用途分别与铠装电缆和橡套电缆的长度要求相同。（5）当电缆中间有接头时，应在接线盒的两端各增加3米。（6）在确定电缆长度时，应以可能的最远供电处计算。（7）电缆芯线数的确定：对于纸绝缘的铠装电缆，应选用四芯，其中一芯专作接地线；对于橡套电缆，就地控
36、制用，选用四芯，远地控制用，可选用六、七芯等。4、矿用电缆主芯线截面积的确定：（1）电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体，即保证作保护接地用的电缆芯线，其电阻不超过规定值。用于移动式和手持式电气设备的电缆芯线的电阻值，都不得超过1欧姆；其他电气设备用的电缆、作保护接地用的电缆芯线电阻值，不得超过2欧姆。（2）电缆主芯线的截面积应满足供电线路负荷的要求。对于高压动力电缆，应按经济电流密度、允许负荷电流、电力网路的允许电压损失进行选择，并按短路电流校验电缆的热稳定性，还要求流过电缆的最小两相短路电流，满足过流保护装置的灵敏度要求；对于低压动力电缆，应按电缆的允许负荷电流、允许电压损失进行选择，并
37、满足电动机起动时对起动电压的要求，而且流过电缆的最小两相短路电流，应满足过流保护装置的灵敏度要求。（3）经常移动的电气设备使用的橡套电缆的截面应满足机械强度的要求的最小截面积。 电缆截面选择的原则是 （1）电缆实际流过的长期工作电流，必须小于或等于其所允许的负荷电流； （2）按正常运行时的负载电流，校验网络的电压损失，在正常情况下不得超过7%，故障情况不得超过10%； （3）按启动时校验网络的电压损失； （4）在通过最小短路电流时，短路装置的灵敏度应符合规定。三、矿用电缆的敷设与维护由于井下电缆很多，如果其敷设及维护不当造成损坏，则容易引发严重事故，所以在敷设和维护中应特别注意。（一）电缆敷设
38、井下电缆一般都沿井筒和巷道布置（有时为钻孔），为了确保安全按照煤矿安全规程的规定，需符合以下要求：1、电缆敷设前的检查：1）从长度最短、便于敷设和维修三个方面合理选择敷设路线。2）检查敷设线路上支架是否完好，有无妨碍运输及敷设电缆之处；砌碹巷道是否有电缆挂钩，其安全距离和高度是否符合规程要求，穿墙管是否安装好，在敷设电缆接线盒的地点是否淋水，电缆若横过运输巷道时，应事先采取安全措施。3）检查电缆的型号、截面、电压等级和长度，测量圆线芯和扇形线芯截面，判断电缆的额定工作电压和校核电缆的长度。4）检查电缆的绝缘情况，观察其外表和两头封端是否正常，有无破损、压痕、漏油等，然后用摇表测量其绝缘电阻，并
39、作直流泄漏和直流耐压实验。5）阻燃橡套电缆入井前还应做燃烧试验。2、电缆敷设的有关规定（1）电缆敷设地点的水平差规定的允许水平差相适应。电缆类别水平差应不大于（m）油浸纸绝缘铠装电力电缆电压13KV电压610KV2515滴干绝缘统铅包电力电缆100油浸纸绝缘不滴流电力电缆不限橡皮绝缘及橡套电力电缆不限橡皮和塑料绝缘控制电缆不限（2）寒冷季节敷设电缆时，当实际的环境温度低于电缆厂规定敷设电缆的环境温度时，对电缆要采取加温措施，例如可采用室内温暖法和电流加热法等。（3）在回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆；在溜放煤、矸和材料的溜道中严禁敷设电缆；立井井筒中所用的电缆，中间不得有接头。（4）用机械提升
40、的进风斜巷（不包括运输机上、下山）和使用木支架的立井井筒不应敷设电缆，个别情况需采取可靠的保护措施。（5）按照煤矿安全规程的规定，井下电缆必须悬挂，并满足一定的要求。（6）为了防止敷设电缆时，因弯曲使电缆绝缘受损，各种型号电缆的最小弯曲半径必须符合有关规定。（7）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、穿墙电缆的墙两边都应设置注有编号、用途、电压和截面积的标示牌，以便识别。（8）硐室内电缆应沿墙壁悬挂或敷设在电缆沟内，为防积水，电缆沟应做成5%的坡度；电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并要密封堵管口。（9）电缆、接线盒、终端盒在敷设和运行中都不应受很大的拉
41、力；沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，间隔1.52m，同时，钻孔必须加装套管。（10）移动式机械（如采煤机、掘进机、装岩机等）用的电缆要有妥善保护措施，避免水淋、撞击、砸挤压、炮崩和工具损伤。3、电缆敷设的方法及注意事项（1）向井下运送电缆，常用矿车或架子车，一定要注意盘放电缆的方法。弯曲电缆时不能小于其允许的最小弯曲半径，倒放时禁止出现拧劲和打结现象，通常将电缆盘成“8”字形放在车上。电缆的装车高度，要保证运输途中遇到障碍不碰坏电缆。（2）在水平及45以下斜巷敷设电缆时，较方便的方法是将电缆整盘架到矿车或架子车上，一面推动（下放）矿车，一面将电缆放开，悬挂到预先安好的电缆钩上。人力敷设电缆
42、时，为了保证施工中不损坏电缆，每人负担的重量不应超过3540公斤，切不可将电缆拖地强拉、弯曲过急或打结，否则容易使电缆损坏而造成隐患。为了避免矿车掉到撞坏电缆，应将电缆悬挂在高处，在电缆坠落时，应不致落在轨道上，在有道岔或巷道拐弯处，电缆钩要加密。（3）在硐室中敷设电缆，电缆出入硐室时，不得由门框或墙上直接出入，以防电缆被挤压，设置的保护管应有一定的强度。为了防止发生火灾时影响硐室密闭，在穿管内口与电缆的空隙之间应塞满黄泥；若是铠装电缆，应将黄麻层剥去，并在铠装表面涂以防锈漆或沥青。（4）在立井井筒或在45度以上的巷道中敷设电缆时，所用的卡子、支架要能承担电缆重量，并不得损坏电缆铠装；若用稳车
43、敷设电缆，必须用临时卡子将电缆固定在钢丝绳上面，并向井下放，每隔6m一对临时卡子。当把电缆放到井下预定位置时，再由上而下把电缆用永久卡子逐步固定在井筒的永久支架上，每隔下一副临时卡子及绑扎的临时铁丝时，就安上一副永久卡子，逐步换完为止。稳车的安装地点，要考虑出绳顺利，操作联络方便和安装基础牢固。在施工中，电缆盘及支架要牢固可靠，防止意外拖倒电缆盘。在井筒中使用的工具用布带绑好，以防使用时掉入井下。下放电缆时，要有专人在罐笼或专用容器上的安全地点，观看钢丝绳绳头和电缆头的下放情况，防止弄错间隔或挂住，发现问题及时联系。电缆与钢丝绳在卡第一副临时卡子时，要特别注意，一定要用麻绳拉住电缆头，慢慢放至
44、预定位置与钢丝绳卡牢，严防因电缆自重带动电缆盘转动，造成电缆坠入井筒事故。如果电缆在施工中没有下放到井底而需要中间停工时，必须用卡子与绳套将钢丝绳牢牢地卡在井口钢梁上，并将稳车停电抱闸以防电缆与钢丝绳坠入井筒而造成事故。利用罐笼敷设电缆时，要特别注意罐笼下放速度与电缆的放送速度必须适应，停车必须及时。不然容易损坏电缆，甚至出现人身事故。（二）电缆的连接与试验1、煤矿安全规程的规定：1）电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。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接。2）不同型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。3）同型电缆
45、之间直接连接时，必须遵守下列规定：（1）橡套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补）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。在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。在井下冷补的电缆必须定期升井试验。（2）塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该矿用电缆的技术标准。2、电缆的连接：1）低压橡套电缆与电气设备连接。（1）密封圈材质用邵氏硬度4555度的橡胶制造，并按规定进行老化处理。（2）密封圈内径与电缆外差应小于1mm；密封圈外径D与装密封圈的孔径D0配合的直径差（D0-D）应符合下述规定：当D20mm时，（ D0
46、-D）值应不大于1mm；当20 D 60mm时， （ D0-D）值应不大于1.5mm；当D60时， （ D0-D）值应不大于2mm。密封圈的宽度应小于或等于电缆外径的0.7倍，但必须大于10mm。密封圈无破损，不割开使用。电缆与密封圈之间不得包扎其他物体，保证密封良好。（3）进线嘴连接牢固。接线后紧固件的紧固程度，压叠式线嘴以抽拉电缆不串动为合格，螺旋线嘴以1只手的五指使压紧螺母旋进不超过半圈为合格。压盘式线嘴压紧电缆后的压扁量不超过电缆直径的10%。（4）电缆护套穿入进线嘴长度一般为515mm。如电缆粗，穿不进时，可将穿入的部分锉细，但护套与密封圈结合部位不得锉细。（5）电缆护套按要求剥除后
47、，线芯应截成适当长度，做好线头以后才能连接到接线柱上。接线应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘胶皮或其他绝缘物，也不得压住或接触屏蔽层。地线长度适宜，松开接线嘴拉动电缆时，三相火线拉紧或松脱，地线应不掉。（6）当橡套电缆与各种插销连接时，必须使插座连接在靠电源的一边。（7）屏蔽电缆与电气设备连接时，必须剥除主芯的屏蔽层，其去除长度应大于国家规定耐泄露性的d级绝缘材料的最小爬电距离的1.52倍。2）高压铠装电缆与电气设备连接。高压铠装电缆与电气设备连接时，设备引入（出）线的终端线头应用线鼻子或过渡接头接线，连接紧固可靠，必须按规定制作电缆头。高压隔爆开关接线盒引入铠装电缆后，应用绝缘胶灌至电缆三叉以上。
48、3）电缆与电缆之间的连接（1）不同型号电缆之间不得直接连接（如纸绝缘电缆同橡套电缆或塑料电缆之间），必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。（2）相同型号电缆之间，除按不同型号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：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填充物。橡套电缆的连接（包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补），必须用硫化热补或同热补有同等效能的冷补。塑料电缆连接，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的要求。电缆芯线的连接应采用压接或焊接，严禁绑扎。连接后电阻不应大于同长度线
49、芯电阻的1.1倍，其抗拉强度不应小于原线芯的80%。两根电缆的铠装、铅包、屏蔽层和接地芯线都应有良好的电连接。不同截面的橡套电缆不准直接连接（照明线上的分支接头除外）。（3）屏蔽电缆之间连接时，必须剥除主线芯的屏蔽层，其长度为d 级绝缘材料的最小爬电距离的1.52倍。3、电缆的试验（1）绝缘电阻测定。绝缘电阻测定，是初步检查电缆绝缘状态的简单有效的方法。对于1000V以下的电缆，用500V或1000V兆欧表测量，1000V以上电缆用2500V兆欧表测量。（2）泄露电流及直流耐压试验。泄露电流测量及直流耐压试验，都是判断电缆绝缘状态的，能够发现绝缘电阻测定所不能发现的绝缘缺陷。前者是检查绝缘状况
50、，如绝缘老化、受潮等，其试验电压较低；后者则为试验抗电强度，试验电压较高。对纸绝缘机械损伤、裂缝、气泡等内部缺陷，用直流耐压试验较易于发现。（3）水浸耐压试验。修补后的电缆，都要经过水浸耐压试验。试验时将电缆浸入水池内，但两端露出水面，然后将一根芯线接试验电源，其余芯线均短接接地，试验电压应为两倍额定电压加1KV，持续5min不被击穿者耐压试验合格。试验后，再用兆欧表测定绝缘电阻值，与试验前无明显变化即可。（4）载流试验。检查后的电缆，还应对芯线做载流试验，以检查芯线接头的质量。试验时，应把电缆主芯线串联起来接上电源，观察各部位的温升情况。若芯线通以长期允许负荷电流，持续30min接头处不发热
