6第六章矿用电缆

第六章矿用电缆

第一节矿用电缆的种类、性能及选型原则

一、矿用电缆的种类、结构、型号、规格

矿用电缆分为三类：铠装电缆、橡套电缆、塑料电缆。所谓铠装电缆就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。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。最大优点绝缘强度高，适宜用作高压电缆，在井下多用于对固定设备和半固定设备的供电。

（一）、铠装电缆的结构（如图6-1-1所示）：

图6-1-1 铠装电缆结构图

1--为铜或铝铰线制成的主芯线；

2--为相间浸渍纸绝缘层；

3--为浸渍麻绳填料，以保证电缆成缆后为圆形；

4--为统包浸渍绝缘层，以增加相线对地的绝缘；

5--为铅包层，用来防止潮气进入纸绝缘层而降低绝缘水平，同时与铠装一起作为接地线；

6--为涂沥青纸防腐带，用来保护铅包层不受空气和水的腐蚀；

7--为黄麻保护层，用来避免铠装和铅包之间互相摩擦而损坏铅包层；

8--为钢丝或钢带铠装，用来承受机械力，使电缆不受损伤。

铠装电缆的导线芯线有铝线和铜线两种。

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，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。（二）铠装电缆的型号及用途（见表6-1-1）

（三）、橡套电缆的结构（见图 6-1-2 6-1-3）

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。橡套电缆主要用于向采区移动设备供电。

1、普通橡套电缆：普通橡套电缆的外护套由天然橡胶制成。由于天然橡胶可以燃烧，并且燃烧时分解出的气体有助燃作用，容易造成火灾，因此在有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下，不宜使用普通橡套电缆。

橡套电缆的芯线是用多股铜丝或铝丝右旋或左旋方向拧成。根据芯线数不同，有4、5、6芯电缆。4芯以上的电缆中，除3根主芯线（动力芯线）、1根接地芯线外，其余的为控制芯线。

图6-1-2非屏蔽橡套电缆结构图图6-1-3屏蔽橡套电缆结构图

2、阻燃橡套电缆：这种电缆的构造与普通橡套电缆相同，只是它的外护套采用氯丁橡胶制成。氯丁橡胶同样可以燃烧，但燃烧时产生的氯化氢气体，可将火焰包围起来，使它与空气隔离，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、屏蔽橡套电缆：随着采掘机械化程度的提高，综采综掘设备单机容量和供电电压也不断提高，这就加大了触电的危险性。为了加强保护，近年来广泛使用屏蔽型橡套电缆向综采综掘设备供电。

它的结构与橡套电缆基本相同，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。这样，当任一根主芯线的橡胶绝缘损坏时，主芯线就和它的屏蔽层相连接。并通过垫芯和接地芯线外面的导电用半导体导电橡胶带或钢丝尼龙网材料制成的屏蔽层。接地芯线的外面没有橡胶绝缘，而橡胶带与接地芯线相连。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，超前切断故障线路电源。从而有效地防止电缆主芯线绝缘破坏时造成相间短路的严重事故，并避免发生由于电缆损坏使人触电。

屏蔽电缆特别适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所以及移动频繁的电气设备，如采掘工作面的供电系统，大大地提高了工作的安全性。

（四）、橡套电缆的型号及用途（见表6-1-2）

（五）、塑料电缆的结构

塑料电缆的结构与橡套电缆的结构基本相同，不同的是他的芯线绝缘和护套都是用塑料制成的，一般材料为聚氯乙烯或交联乙烯。

塑料电缆具有绝缘性能好，护套耐腐蚀，允许工作温度高，敷设的落差不受限制等优点，如电缆外部为铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同；外部无铠装时，则与橡套电缆的使用条件相同。

（六）、塑料电缆的型号及用途见表6-1-3

（七）、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（无L时为铜芯）

P----干绝缘

D-------不滴流

20----裸刚带铠装

30----裸单层细刚丝铠装

50----裸单层粗刚丝铠装

2、橡套电缆的型号意义

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

3、塑料电缆的型号意义

VV-----塑料绝缘、塑料护套、铜芯

VLV----塑料绝缘、塑料护套、铝芯

4、电缆表示方法示例

UZ——电钻电缆

U——矿用移动橡套软电缆

UP——矿用移动屏蔽橡套软电缆

UC——采掘机用橡套软电缆

UCP——采掘机用屏蔽橡套软电缆

UPQ——千伏级矿用移动屏蔽橡套软电缆

UCPQ——千伏级采煤用屏蔽橡套软电缆

UCPJQ——千伏级采煤机用屏蔽加强型橡套软电缆

假设一条长450米，截面95平方毫米，电压为6千伏的三芯电缆，结构是铜芯铅包单层粗钢丝铠装，干绝缘，表示方法为ZQP5—3X95—6—450

第二节矿用电缆选用、敷设、连接应遵守的规定

一、矿用电缆选用、敷设应遵守的规定

1 在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。在机械提升的进风的倾斜井巷（不包括输送机上、下山）和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时，必须有可靠的安全措施。溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。

2 井下电缆的选用应遵守下列规定

（1）电缆敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。

（2）电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。

（3）严禁采用铝包电缆。

（4）必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。

（5）电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。

（6）对固定敷设的高压电缆：

①．在立井井筒或倾角为45°及其以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；

②．在水平巷道或倾角在45°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、交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；

③．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；其他地点必须采用铜芯电缆。

（7）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。

（8）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。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。

（9）照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。

（10）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。

3 敷设电缆应遵守下列规定（与手持式或移动式设备连接的电缆除外）

（1）电缆必须悬挂：

①．在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；

②．在立井井筒或倾角在30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。

（2）水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。

（3）电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m。

（4）沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。

4 电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆（包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电，但给采、掘机组供电的电缆不受此限。

井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m 以上的地方。

高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。

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、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。

5 立井井筒中所用的电缆中间不得有接头；因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内。

运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时，可在井筒中设置接线盒，接线盒应放置在托架上，不应使接头承力。

6 电缆穿过墙壁部分应用套管保护，并严密封堵管口。

二、在水平或450以下斜巷敷设电缆时的方法、要求及注意事项

（一）敷设电缆时的方法和要求

1、较为方便的方法是将电缆成盘架在矿车或架子车上，一面推车（斜巷下放矿车），一面将电缆放开，并悬挂到预先安装好的电缆钩上。此法节省人力，但因受巷道高度的限制，所以只适用于小盘电缆或截面较小的电缆。

2、人力敷设电缆时为了保证在施工时不损坏电缆，每人负担的重量不应超过35～40公斤，切不可将电缆拖地强拉。

用人力倒运电缆时，必须注意电缆不要产生打结或弯曲过急的现象。电缆弯曲的弧度一定要保持大于电缆的最小允许弯曲半径。

3、在使用木支架及金属支架的巷道中，应使用固定铁钩、木耳或帆布带悬挂电缆。木耳、帆布带用铁钉钉到木支架上，铁钩可用铁丝绑在棚头一侧或绑在棚腿上。

严禁用铁钉、铁丝固定电缆，将电缆钩、木耳绑在金属支架上。

4、在砌碹巷道中，采用铁钩悬挂电缆时如果在巷道中有多根电缆同侧悬挂，可用40X5或50X5的扁钢制成多层电缆钩，但一般离顶板距离不应小于150毫米。同时在电缆坠落时，应不跌落到轨道上。在有岔道及巷道拐弯处，电缆钩应加密。电缆悬挂在直巷内应有5%左右的驰度；岔道与拐弯处要有10%左右的驰度。

两电缆钩之间的距离不得大于3米，两根电缆上、下间距不得小于50毫米。负荷大的电缆应悬挂在上方。当高低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，它们之间的距离要大于100毫米。电缆不得悬挂在水、风管上，也不允许在电缆上悬挂任何物品。电缆与水管平行敷设时，电缆应设在上方。并保持0.3米以上的距离。最好将风、水管与电缆分敷于巷道的两侧，以防管路出现故障，损坏电缆。

巷道内的电话、信号、控制电缆，应设在电力电缆的另一侧。如条件有限，必须设在同一侧时，则应设在电力电缆的上方。

井下巷道新敷设的电缆，每隔一定距离和分支路地点，均应悬挂注有电缆编号、型号、规格、电压、用途等的标志牌，以便识别。

（二）电缆敷设时应注意的事项

1、审核施工图。电缆施工图是施工的依据。为了确保施工的合理性和准确性，施工人员必须对施工图进行详细的审核，确认无误后，方能进行施工。

2、电缆敷设水平差应符合下列规定：矿用电缆敷设时，电缆首末端的高差不得超过如下规定值（油浸纸绝缘铠装电力电缆）：

电压为1～3KV时，25m；

电压为6～10KV时，15m；

电压为20～35KV时，5m；

干绝缘统铅包电力电缆，100m；

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。

三、电缆敷设的环境与工作温度的限制

（一）、电缆的工作温度和敷设时不需加热的环境温度（见表6-2-1）

（二）、在寒冷季节敷设电缆时应采取的加温措施

在寒冷季节敷设电缆时常采取的加温措施有：室内温暖法和电流加热法。

1、井下电缆在选择敷设线路时，长度应尽量短，便于敷设，便于维护检修，尽量防止砸、压、挤、碰的可能。

2、敷设电缆前应对下列内容进行检查：

（1）检查线路巷道的支架是否完好，运输是否通畅。

（2）检查电缆钩及安全距离和高度是否符合要求。金属电缆钩应除锈涂防锈漆。

（3）检查穿墙管是否装好。

（4）检查安装接线盒处是否有淋水。

（5）检查电缆的长度型号、截面、电压是否符合要求。

（6）测量电缆的绝缘强度。

四、矿用电缆连接应遵守的规定

（一）、电缆连接的一般规定

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；

用电缆的技术标准。

（二）低压橡套电缆与电气设备连接规定

1、一个线嘴只允许连接一条电缆,并配有合格的密封胶圈,密封胶圈的邵氏硬度为45~55度。电缆与密封圈之间不准包缠其他物品.如进出铠装电缆时,密封圈必须全部套在铅包层上；

2、密封圈内径与电缆外径差应小于1mm；密封圈外径D与装密封圈的孔径D0配合的直径差应符合规定：

当D≤20mm时，（D0-D）二者直径差值应不大于1mm；

当20

当D>60mm时，（D0-D）值应不大于2mm；

密封圈的宽度应不大于电缆外径的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它物体，保证密封良好。

3、进线嘴连接紧固；接线后紧固件的紧固程度，大嘴以抽拉电缆不串动为合格，小嘴以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10~15mm，较细的控制电缆为5毫米。

5、电缆芯线与导电螺杆连接时，电缆护套按要求剥除后，线芯应截成适当弧度，做好线头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它绝缘物，也不得压住或接触屏蔽层。三根芯线不能交叉，弯曲弧度要适当。其中接地芯线应有足够长度，要保证电缆向外拉出时，各主芯线被拉脱导电螺杆时，地线仍保持连接。

6、对未用的线嘴都要用合适的密封胶圈、钢质堵板、金属垫圈堵死，并用压紧装置压紧，达到密封的目的。

7、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。

8、屏蔽电缆与电气设备连接时，必须剥除主芯线的屏蔽层，其剥除长度应大于国家标准规定耐泄露性的d级绝缘材料的最小爬电距离的1.5~2倍，见表6-2-2所示。

（三）电缆与电缆之间的连接要求

1、不同型号电缆之间不得直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。

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之外，还可直接连接。但必须遵守下列规定：

①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充填物。

②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。

③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技术标准的要求。

④电缆芯线的连接应采用压接或焊接，严禁绑扎。连接后的接头电阻不应大于同长度线芯电阻的1.1倍，其抗拉强度不应小于原线芯的80%。

⑤ 2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。

⑥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，其剥除长度为d级绝缘材料最小爬电距离的1.5～2倍。

（四）电缆几种典型的错误连接

电缆连接中出现的鸡爪子、羊尾巴、明接头、破口的现象，均为电缆不合格接头，均属电气安全隐患点。

1、鸡爪子：

（1）橡套电缆的连接不用硫化热补或同等效能的冷补者。

（2）电缆（包括通讯、照明、控制以及高低压橡套电缆）的连接不采用接线盒的接头。

（3）铠装电缆的连接不采用接线盒和不灌注绝缘充填物或充填不严密（漏出芯线）的接头。

2、羊尾巴：

（1）电缆的末端不接防爆电气设备或防爆元件者。

（2）电气设备接线嘴（包括小型电器元件）2米内出现不合格接头、明线、破口者。

3、明接头

电气设备与电缆的连接之间有裸露的导体，以及明火操作者均属明接头。

4、破口：

（1）橡套电缆的护套损坏，露出芯线或露出屏蔽层者。

（2）橡套电缆护套损坏伤痕深度最薄处达二分之一以上，伤痕长度达20毫米以上或沿围长达三分之一以上者。

第三节电缆的日常检查、修理、试验应遵守的规定

一、电缆绝缘情况的检查

电缆在使用前除按设计要求检查长度、截面、电压等级、电缆型号是否符合要求外，很重要的一点是检查其绝缘情况是否良好。绝缘检查不仅在新电缆敷设前或故障处理后和更换电缆后进行，而且为了保证安全，对运行中的电缆还要进行至少每年一次的绝缘检查。对向采掘工作面经常移动的设备供电的电缆，要求采掘工作面每次搬家后都要检查绝缘情况。绝缘检查内容如下：

1、绝缘电阻测量及对电缆做外表直观检查，看两头封端是否正常，有无破损、压痕、漏油等异常现象。

2、泄露电流和直流耐压试验：对于额定电压在3千伏以上的各种电缆，仪器测量绝缘电阻往往不能发现电缆绝缘中的缺陷和隐患，还要求进行泄露电流和直流耐压试验。

二、电缆过载能力的规定

在紧急事故状态下，电缆允许短时间过负荷，但不能超过下列规定：

1、3千伏以下的电缆,只允许过负荷10％,持续2小时。

2、6～10千伏的电缆,只允许过负荷15％,持续2小时。

3、电缆芯线截面增大，其过负荷也可以适当加大一些。

三、电缆定期检查内容和试验规定

1、移动设备所用电缆的管理维护，应专人负责并应班班检查维护。

2、低压电网中的防爆接线盒，应由专人每月进行一次清理检查。

3、电缆的悬挂情况应由专职人员每日巡回检查一次。

4、高压铠装电缆的金属铠装，如有断裂应及时绑扎，高压电缆在巷道中跨越电机车架线时，该电缆的跨越部分应加橡胶物覆盖，防止架线火花灼伤电缆外黄麻护层或铠装。电缆线路穿过淋水区时，不应设有接线盒；如有接线盒时，应严密遮盖，并由专职人员每日检查一次。

5、立井井筒中的电缆（包括信号电缆）的日常检查和维护，至少应由两人进行，每月至少检查一次。

6、每季度检查一次固定敷设的电缆绝缘；每周由专责电工检查一次悬挂情况，并进行外部检查。

7、每月检查一次移动电气设备橡套电缆的绝缘。

8、每年进行一次高压电缆泄漏和耐压试验。

9、每一矿井的井下供电专职人员应与生产单位的维修人员一起，每月对采区电缆的负荷情况进行一次检查。

10、应定期在裸铠装电缆的铠装上涂漆防腐，在巷道整修、粉刷和冲洗时，一定要将电缆线路从电缆钩上落下，并平整地放在底板一角，用专用木槽或铁槽保护，以防电缆损坏，巷道整修完后，应由专人及时将电缆悬挂复位。

四、电缆的温度标准及强度测量方法

电缆在通电运行中，其持续允许负荷电流主要受电缆绝缘耐热强度的限制。为了保证安全供电和延长电缆使用寿命，除定期进行绝缘检测外，还应经常检测其工作温度，电缆的实际负荷电流和过载能力，使它们限制在允许范围内。

1、电缆的温度标准

电缆绝缘材料对温度的限制，理论上可以以芯线允许的最高工作温度表示。但是当电缆在运行中，尤其是煤矿井下，要测得芯线工作温度是很困难的，所以实际上往往只能根据运行中电缆表皮温度作依据。各类电缆芯线允许最高温度标准及相应的电缆表皮最高允许温度见表6-3-1

测量时将温度计紧贴电缆外皮，用棉球或棉纱盖住酒精球，然后用胶布将温度计固定在电缆上，两端要缠紧。测量时间：普通温度计为5～10min,热敏半导体点温计为1min。在井下巷道测量时，注意防止风流直接吹到温度计表面引起误差。一般每天应在负荷最高时测量一次。

五、电缆修理工操作规程

（一）、一般规定

第1条电缆修理工必须经过培训，考试合格，并持证上岗。

第2条电缆修理工负责对橡套电缆的修理、真空干燥、浸水耐压试验，负责其领取、发放、保管、回收登记等工作。

第3条电缆修理工必须遵守各种规章制度和劳动纪律。

（二）、作业前的准备工作

第4条准备材料、工具、试验用具及测量仪表。

第5条检查热补模具，试送电源，计划本班的工作量，找出应修的电缆。

（三）、修理作业

第6条用仪表或测试台找出电缆故障点并标出故障点部位。

第7条凡是断线或芯线铜丝折断15％以上时必须用冷压方法重新连接芯线，除掉压接管的“飞边”，进行绝缘处理和硫化热补。并对电缆修补后的电缆进行加载试验，如修补处温度超过规定值时必须重新修补。

第8条凡是护套破损的电缆，除进行硫化热补外，也可用冷补工艺进行修复。电缆护套修补必须采用不延燃材料。

第9条修补屏蔽橡套电缆时，必须处理好半导体屏蔽层或金属网屏蔽层，以保证屏蔽层的作用。

第10条凡修补过的屏蔽电缆，必须对屏蔽层测试。如有中断的屏蔽层必须查找断开点，重新修补。

第11条在井下冷补过的电缆升井后必须进行浸水耐压试验。如果冷补处温度超过规定值时必须重新修补和试验。

第12条井下采掘工作面使用的电缆撤回升井后，必须进行检查和干燥处理，经浸水试验合格后，方可发放使用。没有经过检查的电缆不许下井使用。

第13条电缆修补、试验合格后，必须进行长度测量，对长度有变化的电缆，要重新压号，并更改账卡和图板上的数据。

第14条电缆修补试验合格后，填写试验单，由电缆管理组签发合格证，入库储存待用。

（四）、收尾工作

第15条下班前对工作场所进行清扫，清除杂物，保持工作场所的清洁卫生。

第四节电缆故障的原因、判断与处理

一、电缆常见故障

电缆短路故障、漏电故障、电缆断线故障、电缆着火、橡套电缆龟裂等电缆常见的故障。

（一）、电缆短路故障的原因

1、在制做铠装电缆头时，由于三叉处绝缘受伤或绝缘处理不当，工艺不符合质量要求，经常在电缆头的三叉处发生放炮短路事故。为了防止这种事故的发生，在制做电缆头时，必须遵守制作电缆头的工艺要求，特别注意处理好三叉口的绝缘，不允许让潮气进入三叉口，破坏其绝缘强度。

2、电缆铠装钢带裂口、铅包裂纹的存在会使井下潮气由此进入电缆，使绝缘损坏而造成放炮短路事故。其常见的原因之一是在搬运或敷设过程中，电缆弯曲的半径过小。为了防止这种事故的发生，在搬运和敷设过程中，应特别注意电缆的弯曲半径不能过小。

3、由于冒顶、矿车掉道等碰撞、挤压，使电缆直接放炮短路。如果电缆敷设吊挂适当，便可避免这种事故的发生。

4、较长时间库存或没有使用的铠装电缆，电缆的两个端头没有铅封，在制做电缆头时又没有将已经受潮的部分截掉或截掉的长度不够，从而造成放炮短路。防止措施是：库存电缆长期不使用时，对两头进行铅封；在制做电缆头时，必须截去一段电缆，长度一般为1～2米。对橡套电缆，造成短路故障的原因是机械损伤。例如：镐刨、炮崩、冒顶、撞挤等。使用时间过长、绝缘老化也是原因之一。同样，如果电缆吊挂按规定要求做，便可避免这种事故发生。

5、因铠装电缆和橡套电缆故障，造成电缆放炮的原因：电缆制造质量低劣，绝缘等级不够或绝缘损坏。

（二）、电缆漏电故障的原因

矿用电缆一相漏电接地，是井下低压电缆网路的常见故障之一。由于电缆在潮湿环境中使用，或低压动力电缆长时间浸泡在水中，容易造成绝缘电阻下降到危险值而漏电接地；电缆受机械损伤造成一相绝缘破坏；电缆与设备的连接头毛刺与外壳相碰，线头脱落接外壳，电缆热补质量差等造成一相漏电接地；电缆网中有鸡爪子、羊尾巴、明接头，这是造成电缆漏电接地的根本原因。

（三）、电缆断线故障的原因

造成断线主要是由于电缆被小绞车的钢丝绳或其它所拉的物件刮断、或是被刮板输送

机的链板拉断。这些都是井下有关人员违章作业，维护不当，选择截面时机械强度考虑不够所造成的。

（四）、电缆着火事故的原因及防止措施

电缆着火事故发生的原因是：发生相间短路故障后，熔断器、过电流继电器等保护装置失灵，强大的短路电流产生的高温导致了橡套电缆胶皮的燃烧，引起火灾。

电缆着火事故的防止措施：①加强电缆维护；②加强过电流保护的管理；③采用不延燃性电缆。

（五）、橡套电缆龟裂主要原因

这种故障在煤矿井下低压橡套电缆中较为常见，其主要原因是：由于电缆长期过负荷运行，造成绝缘老化，芯线绝缘与芯线粘连；当电缆弯曲时，发生龟裂现象，从而导致短路事故的发生。另外还与电缆型号与截面的选择不当、施工质量不好、使用劣质电缆等问题有关。因此，对电缆的选用、敷设、吊挂等都要按《煤矿安全规程》的有关规定进行。

二、电缆故障性质的判断

电缆的常见故障是短路、接地和断线。铠装电缆发生故障时，常有放炮声，在表面会有明显的灼痕，并伴有绝缘烧毁的气味。电缆断线或接地的故障点一般较难确定，目前常用的方法是：首先判断故障性质，然后再寻找故障点。

在判断故障性质时，通常用兆欧表摇测绝缘电阻的办法。

1、判断接地：将兆欧表E端和L端两根测线一根接地或铠装电缆接于其外皮，另一根分别与三相芯线的一端接触而电缆的另一端开路，哪一相电阻值为零或很低，即是接地相。

2、判断短路：将电缆一端开路，另一端三相中任意两相相继接于兆欧表的测线，哪两相间电阻为零，就是短路相。

3、判断断路：将电缆一端短路，在另一端测两相间电阻，哪两根芯线间电阻为无限大，则必有一芯为断线芯线。再用同样的方法与第三相试测，以判断出断线相。

三、故障点寻找方法

1、直接查找法

若电缆在运行中发生故障，可向事故现场人员了解情况，对可疑地段重点查找（如查电缆外表有无缺陷、灼痕、破裂等），也可用手触及电缆外表或接线盒外壳，看温度有无异常。对低压橡套电缆可用低压验电笔帮助查找。如某相断线，当用验电笔测试该断线相时，试电笔不亮；当电缆发生漏电故障时，在漏电点附近的电缆外皮上，试电笔将会发亮。对于断电待修的橡套电缆，当截面较小时，可将电缆逐点弯曲，根据弯曲时的不均匀感觉找出断线点。

2、单臂电桥法（见图 6-4-1）

当电缆一芯或数芯经低阻接地或短路，用直观方法不易查找时，可用单臂电桥控测故障部位。

图 6-4-1 单臂电桥法测量故障点接线图

（1）接线方法

①电缆的故障接地相芯线与完好相芯线在一端连接起来，连接线截面不小于电缆芯

截面。

②将两根芯线的另一端与电桥的两臂连接，并将电池一端通过闸刀S 接地。

③电桥的检流计应直接接地在电缆芯线上，这样可以减少测量误差。为了提高测量

准确度，可采用灵敏度高的检流计或提高电池电压值。

④在较高测量两相短路故障点时，应使用另一根短路故障芯线作为K 点到电源E 的

回线。

（2）测试方法（缪氏环线试验法）

①先测出从X 1到X 2的环线总电阻值R 0；

②调整电桥使其平衡，记录测量臂电阻R 和比例臂电阻值。

③用下式计算从接线柱X2到故障点的距离： ()

B A LR LX +=2 式中L X ——从接线柱X 2到故障点距离,单位：米；

L ——电缆长度，单位：米；

R ——测量臂的读数（即可调电阻盘指示数值），单位：欧；

A ——比例臂的M 值，如M1000即A=1000欧

为了减少测量误差，可互换X 1、X 2电缆芯线，再次测量，求出两个L X 值，取其平

均值作为测量结果，从而找到故障点。

四、故障性质的确定

随着电缆线路的增多，电缆故障对供电可靠性的影响日益增大，因而迅速准确地探测故障点的位置对保证故障电缆的及时修复有着重要意义。

图6-4-2导通试验接线图

电缆故障的探测方法取决于故障的性质。因此探测工作的第一部就是判明故障性质。电缆故障大致可分两类：第一类，因缆芯之间或缆芯对外皮间绝缘破坏，形成短路，接地或闪络击穿；第二类：因缆芯连续性受到破坏，形成断线和不完全断线。有时也发生兼有两种情况的混合式故障。但通常以第一类故障为多，其中短路接地又有高阻和低阻之分。判断故障性质的方法可采用兆欧表进行，如图6-4-2所示，先在一端测量电缆各芯间和芯表6-4-1 绝缘电阻测定和导通试验结果

对地的绝缘电阻，再将另一端短路测量有无断线。由所测数据不难分析判断故障性质，例如由表6-4-1给出的测量值，可以推断该故障性质是BC两相短路并接地。

五、KLTS—3矿用电缆故障测试仪使用说明

（一）、概述

由于煤矿井下作业环境条件严酷，所以各种电缆年损坏量比较大，为了节省开支降低行产成本，各矿一般都有配备了和自已的电缆维修队伍。但由于受检测设备及工艺的限制，在修理电缆时，探伤测试常常不尽人意，而且大多采用对电缆绝缘破坏较大的强行击穿法。本装置是以不破坏电缆原有结构为前提的局部放电法为基础进行探伤，能简便而准确地探

测到电缆损伤部位，而且又兼有修复后进行测试的功能，所以是当前煤矿电缆维修业务中可以充分信赖的工具。

（二）、用途

本设备供各类矿用6KV以下电缆在煤矿地面进行探伤，并在电缆修复后直流耐压测试和泄漏电流试验之用。是一台符合《煤矿电气试验规程》要求、实用性强的电缆修理和电缆测试的综合性必备工具。

（三）、主要技术参数

电流电压：单相交流220V、50Hz

探伤直流输出电压：0-30KV（按钮控制）

电缆探伤准确度：±50mm 以内

测试输出直流电压：0-30KV（按钮控制）

自动耐压测试时间：0-30分（可设定）

泄漏电流测试范围：0-100 微安

主变压器额定容量：3KVA

整流方式：单相半波

放电球隙：手柄罗杆调节

（四）、设备使用环境条件

1、周围介质温度：-5℃-＋40℃；

2、空气相对温度：不大于85%（温度为20℃±5时）；

3、海拔高度：不超过2500m；

4、周围无爆炸危险的介质，且介质中无足以腐蚀金属和破坏电气绝缘的气体及尘埃；

5、无显著冲击振动，且无雨雪侵入的场所。

（五）、结构特点

1、本设备由控制部分（低压）和高压整流，放电及测试部他组成。高低压间、高低压与外壳之间都留有足够的安全空间。

2、为保证设备及人员安全，高压启动前必须由专人用钥匙进行操作。

3、每次探伤或对电缆进行测试时，都能保证高压从零位开始升压，有高低压限位形状，升压或降压过程均由按钮进行控制，升降电压速率平稳，操作安全简便。

4、直流耐压测试时间可由数字时间定时继电器自动进行（也可由人工进行控制），试验时间准确可靠。

5、泄漏电流可根据耐压测试过程的需要随时进行测量。

6、设备有过流及短路保护，有启动预警告及过流保护。

7、在控制面板上设有电源开关、高压启动、高压停止、升压、降压等开关或按钮，有耐压测试数字时间定时继电器等。

8、在显示板上有高压电压、泄漏电流和低压总电流等测量电表，设有电源、高压、定时等指示灯和对球隙放电进行曲观察窗口等

9、配备了专用高压放电棒，供每次探伤或测试后进行放电，以确保安全，箱底部

有接地标志。

（六）、使用说明（见原理图6-4-3）

图6-4-3 KLTS-3矿用电缆故障测试仪原理图

1、试验前准备

a、设备使用前外壳必须可靠接地，接地电阻不得大于4欧姆。

b、试验或使用前应对设备内外仔细进行检查，保持设备尤其是高压部分端子及速线的清洁是至关重要的。

c、本设备最高工作在容性负载时可调整并限位至30KV。

d、设备搬动在避免剧烈震动，设备搬动后必须放 1小时后方可使用。

e、高压表刻度是按容性负载0.01μF时检定的。

f、将放电棒安装妥当后，其接地端子与箱体接地螺栓用螺钉固定，并安放于箱体顶部。

2、电缆探伤测试

a、在箱体背面高压端子①和②之间用铜螺母将短路板可靠短接。

b、将需探伤电缆芯线接至箱体背面高压接线端子③，电缆其它芯线，屏蔽线及地线短接并连至④端，放电球隙调到1-2mm。

c、合箱体内电源开关ZK，将转换开关拨到探伤位置，用钥匙启动控制电源，按电铃警告按钮LK，使电铃DL发出启动警告，按高压合，再按升压按钮，直到使球隙放电。

d、沿电缆长度进行检查，确定电缆损坏位置并做上记号。如放电后，不易发现电缆损坏处，可适当加大球隙，增加放电强度，使故障点更加清淅地暴露出来。

e、反复进行以上各项，直到每根芯线的所有伤口都查清楚（注：每次进行后都要用放电棒对各处可靠放电，然后才能进行一次操作）。

3、电缆耐压及泄漏电流测试

a、断开背后高压输出接线柱①、②之间的短路片。

b、将需测量耐压的电缆芯线接至高压输出柱①，将短路片接柱②和其它芯线相接，屏蔽线或接地线短路后接至地端。

c、合箱体内电源开关ZK，用钥匙启动控制电源，将转换开关拨至耐压测试，将试验时间预置好，按警报合，使DL发出警告，按高压合，再按升压按钮，升压后将自动定时。

d、在规定时间内不发生击穿或闪烁为合格。

e、在试验耐压的周期内，可在微安表上读出此时电缆的泄漏电流值。

f、调换其它芯线重复以上步骤，直到整条电缆测试完毕。

4、使用后应注意

a、每次试验后应立即断开QK，并用放电棒对试件及高压部分各部充分放电。

b、每天下班前应将外部电源总闸（容量不小于50A）切断，并将机内ZK开关断开。

（七）、操作注意事项

1、设备前应辅上绝缘胶垫。

2、操作人员应穿绝缘胶鞋，戴绝缘手套。

3、被试电缆芯线应与高压接线柱用螺母牢靠地固定，保持良好接触，避免尖端放电引起漏电及电流增大。

4、工作现场应禁止无关人员靠近。

5、使用壹年后，应及时对变压器油进行耐压检查，耐压不得低于30KV/2.5in。

6、定期（视设备使用强度定），用零号砂纸，将放电铜球表面处仔细打磨光滑，并保持表面及周围洁净无灰尘。

7、本设备的使用成效，有赖于使用者的精心维护，并不断积累操作经验，掌握不同电缆时球隙间距和放电电压之间的关系。

思考题

1、简述矿用电缆的种类、性能及选型原则？

2、矿用电缆选用、敷设应遵守哪些规定？

3、矿用电缆连接应遵守哪些规定？

4、电缆定期检查内容和试验规定有哪些？

5、电缆常见故障有哪些？简述导致其事故的原因？

6、简述电缆故障点的寻找方法？