矿用电缆用途及分类知识介绍

矿用电缆用途及分类知识介绍

矿用电缆是矿井生产的重要设备之一，是煤矿井下供电系统的主动脉，此类电缆取特殊的结构和优良的性能，可以适应矿井井下由于环境潮湿，巷道狭窄，并伴有片帮、冒顶和塌陷等的危险环境，从而有效保证井下供电的安全性和可靠性。因此，井下线路禁止使用普通导线及裸导线（架线机车除外），必须使用取得煤矿矿用产品安全标志且符合华人民共和国煤炭行业标准 MT 818.1~818.14—2009 规定的阻燃电缆。

一、额定电压定义

电缆的额定电压是电缆设计、选用和进行电性能试验用的基准电压。

额定电压用 U0/U表示，单位为 kV。

U。表示任一主绝缘导体与"地"（金属屏蔽、金属套或周围介质）之间的电压有效值，U 为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。

在交流系统中，电缆的额定电压应至少等于使用电缆的系统的标称电压，这个条件对 U。和U值均适用。在直流系统中，该系统的标准电压应不大于电缆额定电压的1.5倍。系统的工作电压应不大于系统额定电压的 1.1 倍。

二、矿用电缆的分类和用途

对于煤矿井下使用的橡套电缆、塑料电缆及通信电缆 MT 818.1～818.14—2009 作了具体的规定，按照MT 818标准的规定将煤矿用阻燃电缆分为煤矿用移动类阻燃软电缆、煤矿用额定电压 10 kV 及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆和煤矿用阻燃通信电缆3类。

矿用电缆按构造可分为橡套电缆、铠装电缆和塑料电缆3 种，按用途可分为信号通信电缆、控制电缆和动力电缆，按电压等级可分为低压电缆、高压电缆和千伏级电缆，按电缆芯线材料可分为铜芯电缆和铝芯电缆等。

1.铠装电缆

铠装电缆，就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。铠装电缆又分为油浸纸绝缘铠装电缆和塑料铠装电缆。由于油浸纸绝缘铠装电缆的绝缘材料油浸纸在电缆发生短路故障时易燃，烧，是井下火灾的隐患，故现在井下已经不允许再使用油浸纸绝缘铠装电缆，井下在用的也必须在国家规定的期限内更换完。这里对油浸纸绝缘铠装电缆只作简单介绍。

1）油浸纸绝缘铠装电缆结构

（1）芯线及绝缘。

铠装电缆的导线芯线有铝线和铜线两种，为了使电缆柔软，芯线多由多根细铝线或细铜线绞合而成。芯线周围缠包上浸渍了电缆油的绝缘带，相间有分相纸绝缘，或是麻填充料、统包纸绝缘，可防止水浸入绝缘层，同时防止浸渍剂外流。

铝芯电缆的优点是质量轻，价格便宜，但其抗拉强度较低，在受到外力冲击时，极易损坏线芯，而目铝芯电缆的接头不易处理，容易氧化，造成接触不良而发热。特别是在出现短路故障时，由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，由于它们出现短路故障的机会较多，因而严禁采用铝芯电缆。

（2）铠装。

电缆的铠装有钢带和钢丝铠装两种，并且对铠装材料进行了电镀防腐。若未进行电包防腐，应定期在铠装层上涂防腐漆。

铠装电缆可以提高其承受外力冲击和拉力的机械强度。但钢带铠装相对于钢丝铠装所承受的拉力要小。因此，需要在立井井筒或钻孔中敷设的电缆采用钢丝铠装电缆。

2）油浸纸绝缘铠装电缆的种类及特点

（1）油浸纸绝缘铠装电缆在对各相芯线进行绝缘后又在三相芯线的外面进行了统一绝缘包扎，俗称统包绝缘。在统包绝缘的外部再包一层无缝的铅皮，称为铅护套。铅包层和它外面金属铠装带一起用做铠装电缆的接地线。

油浸纸绝缘铠装电缆内浸渍的油在一定条件下可以在护套内流动。若这种电缆作长距离垂直或较大倾斜度敷设，电缆中的绝缘油将会逐渐集中到电缆的下部。这不仅会使电缆上部的绝缘性能降低，而且造成了下端油压增大和接头密封的困难，甚至出现滴油现象。一旦滴油聚集而且受潮，绝缘性能下降，易使下端接头处发生短路。所以这种电缆在敷设时要受到垂直落差的限制。

（2）干绝缘电缆和不滴流电缆克服了油浸纸绝缘铠装电缆的缺点。干绝缘电缆是在

电缆成型前先将绝缘油滴干，加大了敷设的垂直落差。不滴流电缆是采用了特殊的浸渍剂，它不会在电缆的护套中流动，因而敷设条件不受限制。

3）铠装电缆的适用范围

装电缆最大优点是油浸纸的绝缘强度高，适用于作高压电缆，由于加了铠装层后不易弯曲、敷设和移动，所以只适用于采区外相对固定的场合对固定设备的供电。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平巷道或缓倾斜巷道。 此外，铠装电缆比相同截面的橡套电缆造价低，在条件允许时应优先选用。

除铅包电缆外，还有一种采用铝护套的铠装电缆，但是铝具有较强的氧化作用，因而井下使用铝包电缆危害性很大。故《煤矿安全规程》规定∶井下严禁使用铝包电缆。

2. 矿用橡套电缆

矿用橡套电缆芯线采用多股细铜丝绞合而成，护套为橡胶，故柔软性好， 便于弯曲、

敷设。一般用于向采掘工作面和经常移动的电气设备供电。橡套电缆按其材质和性能不同分为普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽电缆 3 种。

1）普通橡套电缆

普通橡套电缆的芯线分为动力芯线和辅助芯线，辅助芯线包括控制芯线和接地芯线。每项线芯包一层橡套绝缘层，橡套绝缘层又称内护套，作用是保证芯线相间绝缘。最外的橡胶护套又称外护套，作用是增加电缆内部导电芯线的绝缘。这就是普通橡套电缆的一般构造。橡套电缆根据芯线数目分为 3 芯、4 芯、6 芯、7 芯等。在 4 芯以上橡套电缆中，除 3 根主芯线和 1 根接地线外，其余都是控制芯线。

普通电缆的外护套由天然橡胶制成，容易燃烧，而且在燃烧时分解出的气体有助燃用，成为火灾隐患。因而在有瓦斯、煤尘爆炸危险的井下不能使用，一般用于煤矿间狭窄的地方。

2）阻燃橡套电缆

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。其不同点在干绝缘层和外护套不是由天然橡胶制成，而是由氯丁橡胶制成的。氯丁橡胶虽然可以燃烧，但燃烧时分解产生的氯化氢气体阻燃，并且会把火源包围起来与空气隔绝，使火焰组快熄灭，阻止电缆继续燃烧，因此称为阻燃电缆。它是煤矿井下首选的电缆类型。

矿用橡套软电缆的橡套不延燃性能，在正常情况下必须按照国家有关标准的规定进行燃烧试验。

3）屏蔽电缆

（1）屏蔽电缆结构。

屏蔽电缆主要用于综采工作面，以提高工作的安全性。屏蔽电缆和普通橡套电缆构造基本相同，其差别是每根主芯线的橡胶绝缘内护套的外面，缠绕有用导电橡胶或导电金属网制成的屏蔽层，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，电缆中间的垫芯也是用导电橡胶制作。多芯电缆监测控制线绝缘外层用导电橡胶屏蔽，有的在电缆护套内的同心圆上，设一层加强屏蔽层，称为双屏蔽电缆。

这样的屏蔽电缆，在其任一相主芯线绝缘损坏时，主芯线就和它的屏蔽层相连接，并通过垫芯半导体导电橡胶和接地芯线构成单相漏电回路，从而使漏电保护装置动作超前切断电源，起到绝缘监视和漏电保护作用，提高了矿井供电的安全性。

（2）屏蔽电缆的优点。

①由于各屏蔽层都是与接地线直接相连，所以当任一主线芯的绝缘破坏时，首先通过屏蔽层直接接地造成接地故障，使检漏继电器动作，切除故障电源，避免了电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的严重事故。

②避免了由于电缆损坏使人触电的危险。由于屏蔽电缆与检漏继电器的配合有超前切断故障线路电源的作用，有效地防止了漏电火花和短路电弧的产生，所以它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）双屏蔽高压电缆。

双屏蔽高压电缆由导电主芯线、聚酯薄膜层、钢丝网屏蔽层、导电胶布带、导电橡胶、监视芯线组成。其中，钢丝网屏蔽层用做接地线，钢丝屏蔽层外的绝缘层，是为了把接地线与监视线外屏蔽层和橡胶垫芯隔离开。统包绝缘层是为了提高绝缘能力，保证安全。监视线是接地监视保护的控制线，当电缆受到砸压损坏时，首先通过导电橡胶和导电胶布带，使监视线和接地线接通。当内外屏蔽层过渡电阻小于规定值时，接地监视保护装置动作，起到绝缘监视闭锁或故障切断电源作用。双屏蔽电缆耐压水平较高，绝缘监视可靠，常用于组合式移动变电站电源供电线路。

3.塑料电缆

朔料电缆是煤矿使用的一种新型电缆，它的芯线绝缘和外护套都是塑料（聚氯乙烯或交联聚乙烯）制成，这种电缆分为有铠装和无铠装两种，外部有铠装的使用条件与油浸纸绝缘铠装电缆相同，外部无铠装的与普通橡套电缆使用条件相同。

这种电缆主要应用在煤矿额定电压10kV 及以下固定敷设的阻燃电力电缆方面。其主线芯由铜线绞制而成。分相绝缘采用聚氯乙烯或交联聚乙烯。外护套采用聚氯乙烯。由于塑料电缆的绝缘电阻、介质损耗等电气性能较好，并具有允许工作温度高、绝缘性能好、护套耐腐蚀、耐水、制造工艺简单、质量轻、运输方便、敷设高差不受限制等优点，因而取代了油浸纸绝缘铠装电缆，在煤矿井下固定敷设电缆中被广泛应用。