高壓、低壓電纜的選擇標(biāo)準(zhǔn) 2

1、武漢華能陽(yáng)光電氣有限公司高壓、低壓電纜的選擇標(biāo)準(zhǔn)一、礦用電纜的型號(hào)及含義舉例說(shuō)明，例如，ZQ20表示油浸紙絕緣銅芯鉛包裸雙鋼帶鎧裝電纜。VLV33表示聚氯乙烯絕緣鋁芯聚氯乙烯護(hù)套細(xì)鋼絲鎧裝聚乙烯外護(hù)套；YJQ02表示交聯(lián)聚乙烯絕緣鉛包聚氯乙烯護(hù)套銅芯電纜。又如，MYPJ3。6/63*353*163*2。5表示礦用移動(dòng)屏蔽監(jiān)視橡套電纜，額定電壓為3。6KV/6KV，三芯動(dòng)力線、每芯截面為35mm2，一芯接地線、芯線截面為16 mm2，三薪監(jiān)視線、每芯截面為2。5 mm2。第二節(jié) 高、低壓電纜的選擇原則、方法一、選擇電纜截面的一般原則為了做到供電上的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理，導(dǎo)線截面應(yīng)按下列原則

2、確定：（1） 按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面。使導(dǎo)線在最大負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)工作而不過(guò)熱，即不超過(guò)其長(zhǎng)時(shí)允許溫度。（2） 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面。使受電端有足夠的電壓以保證供電質(zhì)量。（3） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。使輸電線路的年運(yùn)行費(fèi)用最低，達(dá)到經(jīng)濟(jì)供電的目的。（4） 按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面。避免在運(yùn)行或安裝過(guò)程中斷線，或因受砸壓而損壞，以保證供電的安全運(yùn)行。（5） 按短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)線截面。時(shí)導(dǎo)線通過(guò)短路電流時(shí)不致超過(guò)其短時(shí)允許溫度。第三節(jié) 礦用電纜礦用電纜具有安全可靠、不占空間、不受外界影響等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于有火災(zāi)和瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)、潮濕和底下淋水、空間狹窄和人機(jī)擁擠的井下輸電；在

3、地面工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，主副井鋼絲繩空間交錯(cuò)，也采用電纜向各主要設(shè)備輸電，電纜成為礦井供電系統(tǒng)的大動(dòng)脈。但是礦用電纜與架空線路相比具有投資大、查找故障困難、維護(hù)檢修不便等缺點(diǎn)，加之巖石冒落、機(jī)械壓砸等原因容易產(chǎn)生短路、漏電，引發(fā)瓦斯煤塵爆炸、設(shè)備燒毀和人身觸電事故。因此必須正確地選擇、安裝、使用和精心維護(hù)礦用電纜。四、選擇電纜截面的方法（1）低壓電纜截面的選擇方法對(duì)于負(fù)荷電流大、線路長(zhǎng)的干線電纜，其電壓損失是主要矛盾，因此應(yīng)按正常工作時(shí)的允許電壓損失初選其截面。對(duì)于經(jīng)常移動(dòng)的橡套電纜支線，應(yīng)按機(jī)械強(qiáng)度初選其截面。對(duì)于電流雖然較大，但是線路較短，又不經(jīng)常移動(dòng)的電纜，應(yīng)按長(zhǎng)時(shí)允許電流初選其截面。初選出的電

4、纜截面還應(yīng)按其它條件進(jìn)行校驗(yàn)。在校驗(yàn)時(shí)由于低壓電網(wǎng)短路電流較小，保護(hù)裝置一般又瞬時(shí)動(dòng)作，所以短路時(shí)的熱穩(wěn)定性一般均滿足要求，可不必考慮。但是當(dāng)采用熔斷器保護(hù)時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)與電纜截面相配合，否則會(huì)使電纜過(guò)熱。對(duì)于干線電纜，不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。低壓電纜一般不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。因?yàn)榈蛪壕€路短、年利用小時(shí)數(shù)較小，對(duì)供電經(jīng)濟(jì)影響不大。（2）高壓電纜截面的選擇方法由于電纜的散熱條件差，高壓線路短路電流又大，因此短時(shí)間大的短路電流通過(guò)時(shí)，會(huì)使電纜芯線的溫度超過(guò)其絕緣材料的短時(shí)允許溫度，而受到損壞。所以高壓電纜必須考慮短路時(shí)的熱穩(wěn)定性。一般高壓電纜的截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按長(zhǎng)時(shí)允許電流、允許電壓損

5、失和短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)。因?yàn)楦邏弘娎|不經(jīng)常移動(dòng)，而且多為鎧裝電纜，其本身機(jī)械強(qiáng)度較高，所以高壓電纜不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。第三節(jié) 低壓電纜的選擇低壓電纜又分為支線和干線兩種。支線是指啟動(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜，向單臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電；干線是指分路開關(guān)到啟動(dòng)器的電纜，向多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。低壓電纜的選擇就是確定各低壓電纜的型號(hào)、芯線數(shù)、長(zhǎng)度和截面等。一 、電纜型號(hào)、芯線數(shù)和長(zhǎng)度的確定1、低壓電纜型號(hào)的選擇電纜的型號(hào)主要依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件來(lái)決定。煤礦井下所選電纜的型號(hào)必須符合煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。礦用低壓電纜的型號(hào)，一般按下列原則確定：（1） 支線一律采用阻燃橡套電纜。1140V設(shè)備及采掘工作面

6、的660V和380V設(shè)備，必須用分相屏阻燃橡套電纜；移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備，應(yīng)使用專用的橡套電纜。（2） 固定敷設(shè)的干線應(yīng)采用鎧狀或非鎧裝聚氯乙烯絕緣電纜；對(duì)與半固定敷設(shè)的干線電纜，為了移動(dòng)方便一般選用阻燃橡套電纜，也可選用上述鎧裝電纜或聚氯乙烯絕緣電纜。（3） 采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯和鋁包電纜。（4） 電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面導(dǎo)體。（5） 照明、通信和控制用電纜，固定敷設(shè)時(shí)應(yīng)采用鎧裝電纜、阻燃橡套電纜或礦用塑料電纜；非固定敷設(shè)時(shí)應(yīng)采用阻燃橡套電纜。2、確定電纜的芯線數(shù)目（1）干線用的鎧裝電纜選三芯電纜，非鎧裝選四芯電纜。（2）支線用電纜就地控制時(shí)，一般采用四芯電纜；遠(yuǎn)方控制和連鎖控

7、制時(shí)，應(yīng)根據(jù)控制要求增加控制芯線的根數(shù)；注意電纜中的接地芯線，除用作監(jiān)測(cè)接地回路外，不得兼作其他用途。（3）信號(hào)電纜芯線根數(shù)要按控制、信號(hào)、通信系統(tǒng)的需要決定，并留有備用芯線。3、確定電纜長(zhǎng)度就地控制的支線電纜長(zhǎng)度，一般取5m-10m。其他電纜因吊掛敷設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎曲，所以電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L應(yīng)按下式計(jì)算：L=KmLm （31）式中 Lm電纜敷設(shè)路徑的長(zhǎng)度，m；Km電纜彎曲系數(shù)，橡套電纜取1.1，鎧裝電纜取1.05。為了便于安裝維護(hù)和便于設(shè)備移動(dòng)，確定電纜長(zhǎng)度時(shí)還應(yīng)考慮以下兩點(diǎn)：（1） 移動(dòng)設(shè)備的電纜，須增加機(jī)頭部分活動(dòng)長(zhǎng)度3m5m余量。（2） 當(dāng)電纜有中間接頭時(shí)，應(yīng)在電纜兩端頭處各增加3m余量。即

8、確定了綜采工作面的低壓用電纜的干線、支線長(zhǎng)度： 干線選用敷設(shè)500m 即L=KmLm=5001.1=550m支線選用敷設(shè)200m 即L=KmLm=2001.1=220m二、低壓電纜主芯線截面的選擇低壓電纜主芯線截面必須滿足以下幾個(gè)條件：（1） 正常工作時(shí)，電纜芯線的實(shí)際溫度應(yīng)不超過(guò)電纜的長(zhǎng)時(shí)允許溫度，所以應(yīng)保證流過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流不得超過(guò)其允許持續(xù)電流。（2） 正常工作時(shí)，應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動(dòng)機(jī)的端電壓在額定電壓的95%105%范圍內(nèi)，個(gè)別特別遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)端電壓允許偏移8%10%。（3） 距離遠(yuǎn)、功率大的電動(dòng)機(jī)在重載情況下應(yīng)保證能正常啟動(dòng)，并保證其啟動(dòng)器有足夠的吸持電壓。（4） 所選電纜截

9、面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。按上述條件選擇低壓電纜主芯線的截面時(shí),支線電纜一般按機(jī)械強(qiáng)度的最小截面初選,按允許持續(xù)電流校驗(yàn)后,即可確定下來(lái).選干線電纜截面時(shí),如干線電纜不長(zhǎng),應(yīng)先按電纜的允許持續(xù)電流初選；當(dāng)干線電纜較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)先按正常時(shí)的允許電壓損失初選。然后，再按其他條件校驗(yàn)。1、支線電纜的截面選擇根據(jù)綜采工作面設(shè)備的主要技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算選?。翰擅簷C(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化液泵站、帶式輸送機(jī)、安全液壓絞車、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、噴霧泵等的電纜截面。根據(jù)公式 I=W/U 可得：采煤機(jī)的電流 I=183 A刮板輸送機(jī)的電流 I=96.49 A乳化液泵站 I=65.79 A帶式輸送機(jī) I=65.79 A安全液壓絞車

10、 I=19.3 A轉(zhuǎn)載機(jī) I=96.49 A破碎機(jī) I=96.49 A噴霧泵 I=35.09 A礦用橡套電纜允許持續(xù)電流表31主芯線截面/mm2610162535507095工作電壓/V10001140600046536472858594113110121138135148173170170215205205260250250表31礦用橡套電纜允許持續(xù)電流經(jīng)以上計(jì)算得出工作面的用電設(shè)備電流值，查表31，滿足設(shè)備的電纜允許持續(xù)電流，再經(jīng)查煤礦電工學(xué)表77驗(yàn)證最后確定此工作面的用電設(shè)備的電纜截面如下表32表32工作面用電設(shè)備的電纜截面積序號(hào)設(shè)備名稱型 號(hào)電流/A電纜截面/mm21采煤機(jī)MAX300

11、/3.5183702液壓泵站XRB2B65.79163噴霧泵35.0964可彎曲刮板輸送機(jī)SGZ730/22096.49255轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ730/11096.49256破碎機(jī)96.49257帶式輸送機(jī)SSJ1000/27565.79168液壓絞車YAJ12219.362、干線的電纜截面選擇（按長(zhǎng)時(shí)允許持續(xù)電流選擇）電纜的長(zhǎng)時(shí)允許持續(xù)電流Ip應(yīng)不小于通過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)各種電流Ica。即IpIca （32）式中 Ip電纜的長(zhǎng)時(shí)允許持續(xù)電流，A Ica通過(guò)電纜的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流，A支線電纜最大長(zhǎng)時(shí)工作電流可取電動(dòng)機(jī)的額定電流。干線電纜最大長(zhǎng)時(shí)工作電流可按下式計(jì)算： Ica= Kde（33）式中 PN

12、電纜所帶負(fù)荷的額定功率之和，KW； UN電纜所在電網(wǎng)的額定電壓，V Kde電纜線路所帶負(fù)荷的需用系數(shù)， wn電纜所帶負(fù)荷的加權(quán)平均功率因數(shù)，即 干線電纜的截面為：Ica= Kde =0.58 =431 A根據(jù)上面計(jì)算所得的結(jié)果查煤礦電工學(xué)第七章表710 （1KV6KV三芯塑料絕緣電纜允許持續(xù)電流）可以確定該工作面的干線電纜選用截面面積為240 mm2的三芯塑料絕緣電纜。三、按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面如果電纜截面按其他條件已經(jīng)選出，此時(shí)需按電壓損失的條件校驗(yàn)電纜截面。效驗(yàn)時(shí)需按式（36）計(jì)算出整個(gè)低壓電網(wǎng)的電壓損失，然后按式（34）進(jìn)行效驗(yàn)。如效驗(yàn)后不滿足，可采取如下措施：（1）加大電纜截面，一

13、般家大干線電纜的截面；（2）分散負(fù)荷，即增加電纜的根數(shù)；（3）更換大容量的變壓器，以減小變壓器的電壓損失；（4）移動(dòng)變電所的位置，使其靠近工作面；（5）調(diào)整變壓器的分接頭，此方法在設(shè)計(jì)中不考慮。正常工作時(shí)，采區(qū)低壓電網(wǎng)的總電壓損失U應(yīng)不大于低壓電網(wǎng)的允許電壓損失Up，即UUp （34）（1）低壓電網(wǎng)的允許電壓損失按要求，正常工作時(shí)應(yīng)保證供電網(wǎng)所有電動(dòng)機(jī)的端電壓不低于額定電壓的95%。為了保證用點(diǎn)設(shè)備的供電質(zhì)量，低壓電網(wǎng)的允許電壓損失為Up=U2NT-0.95UN （35）式中 Up低壓電網(wǎng)的允許電壓的損失，V； U2NT變壓器二次側(cè)額定電壓，V；由式（35）可求得：對(duì)于380V電網(wǎng) Up=40

14、0-0.95380=39V；對(duì)于660V電網(wǎng) Up=660-0.95380=63V；對(duì)于1140V電網(wǎng) Up=1140-0.95380=117V；（2）綜采工作面的低壓電網(wǎng)電壓損失采區(qū)低壓電網(wǎng)的電壓損失包括變壓器的電壓損失兩部分。線路一般有包括干線和支線兩部分。因此，全部低壓電網(wǎng)的總電壓損失U應(yīng)用U=UT+Ums+Ubl （36）式中 UT變壓器的電壓損失，V； Ums干線電纜的電壓損失，V； Ubl支線電纜的電壓損失，V；（3）變壓器的電壓損失Ut為UT=（Ur%coswn+Ux%sinwn） （37）從以上查得：Ur%=6；Ux%=1.5；coswn=0.7；sinwn=0.71；代入上式

15、（37）UT=（Ur%coswn+Ux%sinwn） =（60.7+1.50.71） =53.7 V；(4)干線電纜的電壓損失UmsUms= （38）式中 Pc干線電纜所帶負(fù)荷的計(jì)算功率值,KW；UN干線電纜線路所在電網(wǎng)的額定電壓，V；Lms、Ams干線電纜的長(zhǎng)度、m，主芯線截面積，mm2；sc干線電纜導(dǎo)體的電導(dǎo)率，m/.mm2；電纜的電導(dǎo)率經(jīng)查煤礦電工學(xué)第七章表711（電纜的電導(dǎo)率）確定，查得本電纜的電導(dǎo)率sc=42.5 m/.mm2；而：Pc= KdePN （39）又從式(22)可得：需用系數(shù) Kde=0.58即： 干線電纜所帶負(fù)荷的計(jì)算功率值Pc= KdePN=0.58850=493 K

16、W。同上查煤礦電工學(xué)表711確定：干線電纜導(dǎo)體的電導(dǎo)率 sc=42.5 m/.mm2；從上式（31）得：干線電纜的長(zhǎng)度Lms=550 m；又由以上選取的干線電纜截面可知：主芯線截面積 Ams=240 mm2；代入上式（38）得：Ums=23.3 V；（5）支線電纜的電壓損失Ubl（選用用電設(shè)備功率最大的計(jì)算）在此設(shè)計(jì)綜采工作面采煤機(jī)所用的功率最大，此選取采煤機(jī)Ubl= （310）式中 Lbl、Abl支線電纜的長(zhǎng)度、m，截面面積、mm2； sc支線電纜導(dǎo)體的電導(dǎo)率（查下表38），m/.mm2； Pbl支線電纜所帶負(fù)荷的計(jì)算功率值（可近似取額定功率）同上查煤礦電工學(xué)表711確定支線電纜導(dǎo)體的電導(dǎo)率

17、sc=42.5 m/.mm2；從上式（31）得：支線電纜的長(zhǎng)度 Lbl=220 m；又由以上選取采煤機(jī)的電纜的截面可知：主芯線截面積 Ams=70 mm2；其額定功率 300KW 即 Pbl=300KW；代入上式（310）得：Ubl=19.46 V；把以上計(jì)算得出的：變壓器的電壓損失 UT=53.7；干線電纜的電壓損失 Ums=23.3；支線電纜的電壓損失 Ubl=19.46；代入上式（36）U=UT+Ums+Ubl式中U=UT+Ums+Ubl =53.7+23.3+19.46 =96.46 V Up=117 V。根據(jù)正常工作時(shí)，采區(qū)低壓電網(wǎng)的總電壓損失U應(yīng)不大于低壓電網(wǎng)的允許電壓損失Up，即

18、U=Up證明上式計(jì)算成立，說(shuō)明上述所選電纜截面合格。第四節(jié) 高壓電纜的選擇一、確定高壓電纜的型號(hào) 與低壓電纜相同，也是依據(jù)其電壓等級(jí)、用途和敷設(shè)場(chǎng)所等條件決定其型號(hào)。所選電纜的型號(hào)也必須符合煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。礦用高壓電纜的型號(hào)，一般按下列原則確定：（1）井下嚴(yán)禁使用鋁包電纜；（2）固定敷設(shè)的電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。在立井井筒或傾角45及其以上的井巷內(nèi)，應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜；（3）電纜實(shí)際敷設(shè)地點(diǎn)的水平差，應(yīng)與電纜規(guī)定的允許敷設(shè)水平差相適應(yīng)；（4）在進(jìn)風(fēng)斜井、井底車場(chǎng)及其附近、中央變電所至采區(qū)變電所之間的電纜，可以采用鋁芯，其他地點(diǎn)的電纜必須采用銅芯；（5）硐室內(nèi)和木支架的井巷中敷設(shè)的電纜，應(yīng)采

19、用裸鎧裝電纜；或?qū)㈦娎|的黃麻外皮剝除；（6）用于移動(dòng)變電站的高壓電纜，必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜；（7）電纜應(yīng)帶有供保護(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。二、高壓電纜截面的選擇(1)按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算選定電纜截面,對(duì)于輸送容量較大,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較高的高壓電纜尤其應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度對(duì)其截面進(jìn)行計(jì)算.(2)按最大持續(xù)負(fù)荷電流校驗(yàn)電纜截面.如果向單臺(tái)設(shè)備供電時(shí),則可按設(shè)備的額定電流校驗(yàn)電纜截面.（4）按正常負(fù)荷及有進(jìn)綜采工作面的電纜發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該校驗(yàn)電纜的電壓損失。（5）固定敷設(shè)的高壓電纜型號(hào)應(yīng)用于接入移動(dòng)變電站的電纜應(yīng)采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。高壓電纜截面，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選（年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)小于1000h者除外），按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流、電壓損失及熱穩(wěn)定條件進(jìn)行校驗(yàn)。三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面（1）經(jīng)濟(jì)電流密度導(dǎo)線截面積的大小對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用有密切關(guān)系。導(dǎo)線截面大，輸電損耗小、電費(fèi)小，但增加了線路的投資，結(jié)果使線路年折舊費(fèi)和維修費(fèi)用增加；導(dǎo)線截面小，雖然降低了線路投資，但使線路的電能損耗費(fèi)用增加。所以為了供電的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選擇一