煤礦井下用電纜具有以下特性和應(yīng)用:
特性:
耐環(huán)境性:煤礦井下環(huán)境復(fù)雜惡劣,存在高濕、粉塵、腐蝕性氣體、機(jī)械應(yīng)力等挑戰(zhàn)。因此,電纜必須具備出色的耐濕熱、耐腐蝕、抗磨損及抗拉伸性能。其外護(hù)套通常采用聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)或熱塑性彈性體(TPE)等材料,以確保在長期潮濕環(huán)境下保持良好的絕緣性能,同時具有一定的阻燃、防爆特性。
安全性:煤礦作業(yè)場所存在甲烷、煤塵等易燃易爆物質(zhì),電纜的安全性至關(guān)重要。需符合嚴(yán)格的防火、防爆標(biāo)準(zhǔn),如中國 GB/T12706.11-2008《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件》以及 MT818《煤礦用電纜》系列標(biāo)準(zhǔn),以在發(fā)生火災(zāi)或爆炸時有效抑制火勢蔓延,降低二次災(zāi)害風(fēng)險。
屏蔽性能:井下電磁環(huán)境復(fù)雜,為防止電磁干擾影響電氣設(shè)備正常工作,常采用銅絲編織或鋁塑復(fù)合帶繞包等方式進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì),提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
柔韌性與可移動性:鑒于煤礦開采過程中設(shè)備布局調(diào)整頻繁,電纜需具備良好的彎曲半徑和柔軟度,便于敷設(shè)、移動及回收。部分特殊場合如采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等移動設(shè)備供電,會選用礦用橡套軟電纜,其柔韌性和耐磨性能夠適應(yīng)頻繁的移動和扭曲。
應(yīng)用:
固定敷設(shè):在煤礦井下的主巷道、工作面、機(jī)電硐室等區(qū)域,用于固定敷設(shè)的電纜主要用于傳輸動力電、照明電及控制信號。如 MY(煤礦用移動橡套軟電纜)、MVV(煤礦用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜)等型號電纜,常用于固定設(shè)備的電源連接,以及遠(yuǎn)程監(jiān)控、通信系統(tǒng)的信號傳輸。
移動設(shè)備供電:對于采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等頻繁移動的大型礦山機(jī)械設(shè)備,需使用專用的礦用移動橡套軟電纜(如 UC、UCP、UCTP 等型號)。此類電纜不僅具有優(yōu)異的電氣性能,還具備高度的柔軟性、耐磨性和抗拉強(qiáng)度,能夠在設(shè)備移動過程中承受較大的機(jī)械應(yīng)力,保證持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng):煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),如瓦斯監(jiān)測、人員定位、視頻監(jiān)控等,需要數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)的專用電纜,如煤礦用本質(zhì)安全型信號控制電纜(如 MYPJYV、MYJVTP 等)。這些電纜不僅滿足基本的電氣性能要求,還具備良好的屏蔽性能和耐環(huán)境性,確保在復(fù)雜煤礦環(huán)境中信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時性。
在煤礦井下使用電纜時,還需要注意電纜的敷設(shè)、連接與管理:
敷設(shè)地點(diǎn)與位置:應(yīng)符合可操作和安全條件,立井開拓時電纜宜敷設(shè)在副井井筒中;在用機(jī)械提升的進(jìn)風(fēng)傾斜井巷中,一般不敷設(shè)電纜,若必須敷設(shè)則需采取安全措施。
懸掛方法:在立井井筒或傾斜角較大的井巷中,需使用夾子、卡箍等裝置固定電纜;在水平巷道或傾斜角較小的井巷中,用吊鉤懸掛電纜并保持一定伸縮度,且電纜懸掛高度要合適。立井井筒中敷設(shè)的電纜中間不應(yīng)有接頭,如有接頭應(yīng)設(shè)在中間水平巷道中或設(shè)接線盒。在特定支架的巷道中,應(yīng)采用相應(yīng)的懸掛方式,同時要剝除外護(hù)套。
管、線定位方法:電纜不應(yīng)懸掛在風(fēng)管或水管上,與通風(fēng)供水管路同側(cè)敷設(shè)時,電纜必須敷設(shè)在管路上方并保持一定距離。井筒和巷道內(nèi)的其他線類應(yīng)與動力電纜分掛兩側(cè),如受條件限制,井筒內(nèi)敷設(shè)應(yīng)距電纜一定距離。
電纜連接方面:接頭連接要保證芯線連接良好、接觸電阻小且穩(wěn)定,有足夠的抗拉強(qiáng)度(不低于電纜芯線強(qiáng)度的 70%),絕緣強(qiáng)度不低于原有值,兩根電纜的鎧裝、鉛色、屏蔽層和接地芯線都應(yīng)有良好連接,連接處密封良好以防止水分、潮氣侵蝕。具體的連接方法包括焊接、壓線螺栓連接和綁系等,橡套電纜和鎧裝電纜的連接也有各自的特點(diǎn)和要求。
維護(hù)與管理方面:對移動設(shè)備和易出問題部位的電纜,要責(zé)任到人班班檢查維護(hù);低壓電網(wǎng)中的防爆接線盒應(yīng)由專人定期清查;專職人員需每日巡回檢查電纜懸掛情況。還要進(jìn)行定期檢查,包括固定敷設(shè)電纜的絕緣和外部檢查、移動電器設(shè)備橡膠電纜絕緣檢查、高壓電纜泄露和耐壓試驗(yàn)以及檢查生產(chǎn)采區(qū)的電纜負(fù)荷情況等,并做好記錄,及時維護(hù)處理和更換不合格電纜。各礦機(jī)電部門需建立電纜管理組織,進(jìn)行集中管理,做到條條有編號,建立相關(guān)制度,防止井下電纜丟失、損壞等現(xiàn)象發(fā)生。
此外,電纜的選擇也很重要,包括電纜類型、截面、長度、芯線數(shù)等方面:
電纜類型的選用要求:應(yīng)選用經(jīng)檢驗(yàn)合格并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的阻燃電纜,不可采用鋁包電纜。所選電纜要與敷設(shè)地點(diǎn)的水平差相適應(yīng),且?guī)в泄┍Wo(hù)接地用的足夠截面的導(dǎo)體。固定敷設(shè)的高壓電纜選用需按具體要求進(jìn)行,移動變電站的供電電纜宜采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜,并結(jié)合實(shí)際情況綜合選擇。
電纜截面的選擇要求:井下高壓動力電纜截面選擇要考慮主排水泵供電情況、經(jīng)濟(jì)電流密度以及校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性;井下低壓動力支線電纜截面要按機(jī)械強(qiáng)度選擇,校驗(yàn)電纜實(shí)際通過的最大工作電流,并使熔斷器中熔件的額定電流與所選電線截面相配合;井下低壓動力干線截面要根據(jù)低壓系統(tǒng)許可電壓損失、電纜長時允許電流、啟動條件校驗(yàn)等選擇,同時在電纜通過最小兩相短路電流時,要滿足過電流保護(hù)裝置最小靈敏度的要求。
電纜長度的確定:立井井筒和斜井中電纜長度需根據(jù)相應(yīng)倍數(shù)計(jì)算,地面及井下鎧裝電纜和套裝電纜也有各自的計(jì)算長度方法,同時要考慮接頭和兩端的余量。
電纜芯線數(shù)的選擇:動力干線電纜通常選 4 芯;向采掘機(jī)械供電的電纜應(yīng)根據(jù)控制方式、信號系統(tǒng)要求增加控制芯線數(shù);專用通信電纜的芯線數(shù)根據(jù)實(shí)際要求選取,并留一定備用線數(shù);電纜接地芯數(shù)除用作監(jiān)測接地回路外,不可作他用。
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