礦用電纜用途及分類知識介紹
礦用電纜用途及分類知識介紹
礦用電纜是礦井生產的重要設備之一，是煤礦井下供電係統的主動脈，此類電纜取特殊的結構和優良的性能，可以適應礦井井下由於環境潮濕，巷道狹窄，並伴有片幫、冒頂和塌陷等的危險環境，從而有效保證井下供電的安全性和可靠性。因此，井下線路禁止使用普通導線及裸導線（架線機車除外），必須使用取得煤礦礦用產品安全標誌且符合華人民共和國煤炭行業標準 MT 818.1~818.14—2009 規定的阻燃電纜。
一、額定電壓定義
電纜的額定電壓是電纜設計、選用和進行電性能試驗用的基準電壓。
額定電壓用 U0/U表示，單位為 kV。
U。表示任一主絕緣導體與"地"（金屬屏蔽、金屬套或周圍介質）之間的電壓有效值，U 為多芯電纜或單芯電纜係統任意兩相導體之間的電壓有效值。
在交流係統中，電纜的額定電壓應至少等於使用電纜的係統的標稱電壓，這個條件對 U。和U值均適用。在直流係統中，該係統的標準電壓應不大於電纜額定電壓的1.5倍。係統的工作電壓應不大於係統額定電壓的 1.1 倍。
二、礦用電纜的分類和用途
對於煤礦井下使用的橡套電纜、塑料電纜及通信電纜 MT 818.1～818.14—2009 作了具體的規定，按照MT 818標準的規定將煤礦用阻燃電纜分為煤礦用移動類阻燃軟電纜、煤礦用額定電壓 10 kV 及以下銅芯固定敷設阻燃電力電纜和煤礦用阻燃通信電纜3類。
礦用電纜按構造可分為橡套電纜、鎧裝電纜和塑料電纜3 種，按用途可分為信號通信電纜、控製電纜和動力電纜，按電壓等級可分為低壓電纜、高壓電纜和千伏級電纜，按電纜芯線材料可分為銅芯電纜和鋁芯電纜等。
1.鎧裝電纜
鎧裝電纜，就是用鋼絲或鋼帶把電纜鎧裝起來。鎧裝電纜又分為油浸紙絕緣鎧裝電纜和塑料鎧裝電纜。由於油浸紙絕緣鎧裝電纜的絕緣材料油浸紙在電纜發生短路故障時易燃，燒，是井下火災的隱患，故現在井下已經不允許再使用油浸紙絕緣鎧裝電纜，井下在用的也必須在國家規定的期限內更換完。這裏對油浸紙絕緣鎧裝電纜隻作簡單介紹。
1）油浸紙絕緣鎧裝電纜結構
（1）芯線及絕緣。
鎧裝電纜的導線芯線有鋁線和銅線兩種，為了使電纜柔軟，芯線多由多根細鋁線或細銅線絞合而成。芯線周圍纏包上浸漬了電纜油的絕緣帶，相間有分相紙絕緣，或是麻填充料、統包紙絕緣，可防止水浸入絕緣層，同時防止浸漬劑外流。
鋁芯電纜的優點是質量輕，價格便宜，但其抗拉強度較低，在受到外力衝擊時，極易損壞線芯，而目鋁芯電纜的接頭不易處理，容易氧化，造成接觸不良而發熱。特別是在出現短路故障時，由短路電弧產生的灼熱鋁粉，更容易引起礦井瓦斯和煤塵爆炸。因此，對煤礦井下特別是采區內的低壓電纜，由於它們出現短路故障的機會較多，因而嚴禁采用鋁芯電纜。
（2）鎧裝。
電纜的鎧裝有鋼帶和鋼絲鎧裝兩種，並且對鎧裝材料進行了電鍍防腐。若未進行電包防腐，應定期在鎧裝層上塗防腐漆。
鎧裝電纜可以提高其承受外力衝擊和拉力的機械強度。但鋼帶鎧裝相對於鋼絲鎧裝所承受的拉力要小。因此，需要在立井井筒或鑽孔中敷設的電纜采用鋼絲鎧裝電纜。
2）油浸紙絕緣鎧裝電纜的種類及特點
（1）油浸紙絕緣鎧裝電纜在對各相芯線進行絕緣後又在三相芯線的外麵進行了統一絕緣包紮，俗稱統包絕緣。在統包絕緣的外部再包一層無縫的鉛皮，稱為鉛護套。鉛包層和它外麵金屬鎧裝帶一起用做鎧裝電纜的接地線。
油浸紙絕緣鎧裝電纜內浸漬的油在一定條件下可以在護套內流動。若這種電纜作長距離垂直或較大傾斜度敷設，電纜中的絕緣油將會逐漸集中到電纜的下部。這不僅會使電纜上部的絕緣性能降低，而且造成了下端油壓增大和接頭密封的困難，甚至出現滴油現象。一旦滴油聚集而且受潮，絕緣性能下降，易使下端接頭處發生短路。所以這種電纜在敷設時要受到垂直落差的限製。
（2）幹絕緣電纜和不滴流電纜克服了油浸紙絕緣鎧裝電纜的缺點。幹絕緣電纜是在
電纜成型前先將絕緣油滴幹，加大了敷設的垂直落差。不滴流電纜是采用了特殊的浸漬劑，它不會在電纜的護套中流動，因而敷設條件不受限製。
3）鎧裝電纜的適用範圍
裝電纜最大優點是油浸紙的絕緣強度高，適用於作高壓電纜，由於加了鎧裝層後不易彎曲、敷設和移動，所以隻適用於采區外相對固定的場合對固定設備的供電。由於鋼絲或鋼帶耐拉力強，所以鋼絲鎧裝電纜多用於立井井筒或急傾斜巷道中，而鋼帶鎧裝電纜多用於平巷道或緩傾斜巷道。 此外，鎧裝電纜比相同截麵的橡套電纜造價低，在條件允許時應優先選用。
除鉛包電纜外，還有一種采用鋁護套的鎧裝電纜，但是鋁具有較強的氧化作用，因而井下使用鋁包電纜危害性很大。故《煤礦安全規程》規定∶井下嚴禁使用鋁包電纜。
2. 礦用橡套電纜
礦用橡套電纜芯線采用多股細銅絲絞合而成，護套為橡膠，故柔軟性好， 便於彎曲、
敷設。一般用於向采掘工作麵和經常移動的電氣設備供電。橡套電纜按其材質和性能不同分為普通橡套電纜、阻燃橡套電纜和屏蔽電纜 3 種。
1）普通橡套電纜
普通橡套電纜的芯線分為動力芯線和輔助芯線，輔助芯線包括控製芯線和接地芯線。每項線芯包一層橡套絕緣層，橡套絕緣層又稱內護套，作用是保證芯線相間絕緣。最外的橡膠護套又稱外護套，作用是增加電纜內部導電芯線的絕緣。這就是普通橡套電纜的一般構造。橡套電纜根據芯線數目分為 3 芯、4 芯、6 芯、7 芯等。在 4 芯以上橡套電纜中，除 3 根主芯線和 1 根接地線外，其餘都是控製芯線。
普通電纜的外護套由天然橡膠製成，容易燃燒，而且在燃燒時分解出的氣體有助燃用，成為火災隱患。因而在有瓦斯、煤塵爆炸危險的井下不能使用，一般用於煤礦間狹窄的地方。
2）阻燃橡套電纜
阻燃軟電纜與普通橡套電纜的結構相同，導電線芯由多根細銅絲絞合而成。其不同點在幹絕緣層和外護套不是由天然橡膠製成，而是由氯丁橡膠製成的。氯丁橡膠雖然可以燃燒，但燃燒時分解產生的氯化氫氣體阻燃，並且會把火源包圍起來與空氣隔絕，使火焰組快熄滅，阻止電纜繼續燃燒，因此稱為阻燃電纜。它是煤礦井下首選的電纜類型。
礦用橡套軟電纜的橡套不延燃性能，在正常情況下必須按照國家有關標準的規定進行燃燒試驗。
3）屏蔽電纜
（1）屏蔽電纜結構。
屏蔽電纜主要用於綜采工作麵，以提高工作的安全性。屏蔽電纜和普通橡套電纜構造基本相同，其差別是每根主芯線的橡膠絕緣內護套的外麵，纏繞有用導電橡膠或導電金屬網製成的屏蔽層，接地芯線的外麵沒有橡膠絕緣，而是直接纏繞有導電橡膠帶，電纜中間的墊芯也是用導電橡膠製作。多芯電纜監測控製線絕緣外層用導電橡膠屏蔽，有的在電纜護套內的同心圓上，設一層加強屏蔽層，稱為雙屏蔽電纜。
這樣的屏蔽電纜，在其任一相主芯線絕緣損壞時，主芯線就和它的屏蔽層相連接，並通過墊芯半導體導電橡膠和接地芯線構成單相漏電回路，從而使漏電保護裝置動作超前切斷電源，起到絕緣監視和漏電保護作用，提高了礦井供電的安全性。
（2）屏蔽電纜的優點。
①由於各屏蔽層都是與接地線直接相連，所以當任一主線芯的絕緣破壞時，首先通過屏蔽層直接接地造成接地故障，使檢漏繼電器動作，切除故障電源，避免了電纜主芯線絕緣破壞時造成相間短路的嚴重事故。
②避免了由於電纜損壞使人觸電的危險。由於屏蔽電纜與檢漏繼電器的配合有超前切斷故障線路電源的作用，有效地防止了漏電火花和短路電弧的產生，所以它特別適用於有瓦斯或煤塵爆炸危險的場所和移動頻繁的電氣設備，即采掘工作麵的供電係統。
（3）雙屏蔽高壓電纜。
雙屏蔽高壓電纜由導電主芯線、聚酯薄膜層、鋼絲網屏蔽層、導電膠布帶、導電橡膠、監視芯線組成。其中，鋼絲網屏蔽層用做接地線，鋼絲屏蔽層外的絕緣層，是為了把接地線與監視線外屏蔽層和橡膠墊芯隔離開。統包絕緣層是為了提高絕緣能力，保證安全。監視線是接地監視保護的控製線，當電纜受到砸壓損壞時，首先通過導電橡膠和導電膠布帶，使監視線和接地線接通。當內外屏蔽層過渡電阻小於規定值時，接地監視保護裝置動作，起到絕緣監視閉鎖或故障切斷電源作用。雙屏蔽電纜耐壓水平較高，絕緣監視可靠，常用於組合式移動變電站電源供電線路。
3.塑料電纜
朔料電纜是煤礦使用的一種新型電纜，它的芯線絕緣和外護套都是塑料（聚氯乙烯或交聯聚乙烯）製成，這種電纜分為有鎧裝和無鎧裝兩種，外部有鎧裝的使用條件與油浸紙絕緣鎧裝電纜相同，外部無鎧裝的與普通橡套電纜使用條件相同。
這種電纜主要應用在煤礦額定電壓10kV 及以下固定敷設的阻燃電力電纜方麵。其主線芯由銅線絞製而成。分相絕緣采用聚氯乙烯或交聯聚乙烯。外護套采用聚氯乙烯。由於塑料電纜的絕緣電阻、介質損耗等電氣性能較好，並具有允許工作溫度高、絕緣性能好、護套耐腐蝕、耐水、製造工藝簡單、質量輕、運輸方便、敷設高差不受限製等優點，因而取代了油浸紙絕緣鎧裝電纜，在煤礦井下固定敷設電纜中被廣泛應用。
