式中，Iss——通过电缆的最大短路电流，kA；
C——电缆芯线的热稳定系数，查教材表3-10可知，铜芯橡套电缆在最高
Amin 允许温度200℃时的C值为145； ti——假想时间。
?IsstiC 根据式(3-70)得：ti?tse?tbr?0.05?0.1?0.1?0.05?0.25s
式中，tse——短路保护动作时间，井下高压配电装置速断动作时间ts≤100ms； tbr——开关动作时间，真空断路器分闸时间，tbr为0.1s； 0.05——考虑短路电流非周期分量影响而增加的时间，s。
已知所选电缆主芯线截面为25mm2，该截面满足热稳定条件允许通过的最大短路电 流Imax?s为 Imaxs?s?AminC/ti?25?145/0.25?7250A?7.25kA
相应的，满足该截面热稳定要求的最大短路容量，Smax?s为
Smax?s?3UarImax?s?1.732?6.3?7.25?79.1MV?A
一般矿井地面变电所6000V，母线短路容量均限制在50MV?A以下，其短路容量
小于UYPG型3X25mm2电缆热稳定要求的最大短路容量79.1kV?A，因而满足短路热稳定性要求。 ②按允许电压损失校验。
a.允许电压损失，从地面变电所6kV母线到采区移动变电站6KV高压端子的允许电压损失不允许超过7%。
b.电缆电压损失计算：
采区变电所至移动变电站的电压损失△U。从采区供电系统图可知这段电缆为UYPJ型，截面为25mm2，长度为610m，总负荷为546.6KW，取功率因数cos?=0.6，tan?=1.17,由表3—5查得
R0=0.8638Ω/Km，X0=0.088Ω/Km,带入下式得：
△U=546.6×0.61×(0.863+0.088×1.33)/（1000×62）?0.91%＜5% 所以，选择UYPJ—3.6/6-3×25电缆作为向移动变电站供电电缆。
同理，采区变电所至掘进工作面变压器T3的高压电缆UYPJ—3.6/6-3×25 也是符合要求的。
第六节 采区低压电缆的选择
一、低压电缆型号的确定 （一）选用原则
低压电缆的型号及电压等级，在符合《煤矿安全规程》的前提下，根据实际用电设备的要求、电缆的用途和敷设场所等具体情况加以确定。
（1）在井下，采煤机组、截煤机、回柱绞车、调度绞车、电钻、装煤机和局部通风机等，都是经常移动的机械设备。对于此类机械设备，其供电电缆应一律采用轻便、易弯的非延燃性橡套电缆，
5
具体选择为：
①对于采煤机，刨煤机等，供电电缆应选择专用移动型电缆。对于电压等级为380V或660V的采掘工作面，可选用UC—0.38/0.66型采煤机橡套软电缆或UCP—0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆；对于设备电压等级为1140V的采掘工作面，必须采用UCP—0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆或UCPQ—1140V采煤机用屏蔽橡套软电缆。
②向煤电钻供电应选用UZ—0.3/0.5型矿用电钻电缆或UZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。 ③对无特殊要求的一般矿井，可选用UY-0.38/0.66型矿用移动橡套软电缆或UYP-0.38/0.66、UYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆向工作面其他设备供电。
④当上述各种电缆用于采区和工作面时，一律应选铜芯的电缆，严禁使用铝芯的。我国现行矿用橡套电缆的型号、使用地点及主要规格见教材表5-5、表5-8.
（2）对于电压等级为660V或380V的固定和半固定设备，入上（下）山绞车、上（下）山和平巷中的输送机等可选用ZQ02型铜芯黏性油浸绝缘铅套聚氯乙烯套电力电缆或ZQ22型铜芯黏性油浸绝缘铅套钢带铠装聚氯乙烯套电力电缆，也可选用VV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆、VV22铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆或UY-0.8/0.66型矿用移动橡套软电缆。 （3）对于在无瓦斯的进风斜井和平硐，供电有新鲜风流的井底车场，以及低瓦斯矿井的砌碹的回风斜井中的设备，可采用铝芯电缆供电；对于井下中央变电所的高、低压电缆，亦可选用铝芯电缆如ZLQ22-6型。在同时采用铜、铝芯电缆供电的场所，必须在它们的衔接处使用铜-铝过渡接头，并因经常加以检查。
（4）在采区内，一般选用无黄麻外皮的，铜芯油浸绝缘铠装电缆，但有水泥支柱或砌碹通风良好的巷道除外。
（二）具体选择
根据上述原则，结合图10-2至图10-5的供电系统分布情况，实际所选低压电缆型号为： （1）采区变电所硐室内低压电缆和采区变电所低压母线电缆均选用ZQ22-1000型。 （2）至上山绞车房的干线电缆wt1?5，以及至采煤工作面回风巷的干线电缆wt1?6均选用UYP-0.38/0.66型。
（3）由移动变电站供电的干线电缆wt1?3、wt1?4均选用UYP-0.66/1.14型屏蔽橡套电缆；向采煤机供电的低压电缆选用UCP-0.66/1.14型橡套电缆。
（4）其他移动电器设备的供电电缆均选用UYP-0.38/0.66型屏蔽橡套电缆。 上述选择结果均以表于图10—2至图10—5所示的相应位置。 三、低压电缆长度的确定
（一）、有关规定
在确定电缆计算长度时，应按照下述规定，在其实际敷设路径长度上增加一定的活动裕量。 （1）固定敷设的橡套电缆的实际（计算）长度Lca应比其敷设枯井长度Lwa增加10%，即按Lca=1.1Lwa来计算。
（2）固定敷设的铠装电缆的实际计算长度Lca应比其敷设路径的长度Lwa增加5%，即按Lca=1.05Lwa来计算。
（3）对移动设备用的橡套电缆，其实际长度应按使用时的最大距离满足上述（1）或（2）规定外，并另加3—5m的机头活动长度。
（4）对于半固定机械（如上、下山或中间航巷道内的带式输送机、刮板输送机等），若起动器在机头附近时，则由其至电动机的一段支线电缆的长度应以5—10m计算。
（5）为便于维护，当电缆有中间接头时，其长度应在接线盒两端各增加3m。 (二)、具体选择
根据上述原则，已算得各段低压电缆的长度，并标于图10—2至图10—5的相应位置。 四、低压电缆芯线数的确定
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为防止触电，井下各用电设备的外壳均应接地，已形成良好地保护接地网。因此，除铠装电缆可利用其铅包外皮接地外，其它电缆均因具有一条单独的接地芯线。
各种的电缆的芯线数，随其使用情况不同而不同，可按下述原则进行确定： （1）铠装动力电缆只有三条输送电能的主芯线。 （2）对移动设备供电的橡套电缆，其芯线数可按后述两种情况分别予以考虑：①对于一般移动设备，如输送机、回柱绞车等，它们的控制按钮不在工作机械设备上，故通常可另设控制电缆，此时其供电电缆可选四芯的，其中三芯作为向电动机供电的主芯线，另一芯做接地用。 ②对于采煤机组、装岩机等移动设备，它们的控制按钮在工作机械设备上，故一般选六芯电缆作动力、接地、控制用，有时也可视具体需要，选其他芯的。 五、低压电缆主芯线截面的确定
选择原则如下：
（1）电缆的正常工作负荷电流（计算值）应低于或小于电缆的长时允许载流量。
（2）正常运行时，低压电缆最远端的电压不应小于电网额定电压的规定值，见表10-4.
（3）电缆的机械强度应符合用电设备适用场合的要求，因此电缆芯线的截面应满足相应的要求，见表10-5.
（4）对于距离最远、容量最大的电动机，在重载情况下，应保证其启动端电压不低于额定电压的75%，以便确保磁力起动器有足够的吸合电压。
（5）所选电缆截面必须与保护装置（熔断器、继电器）适配，并且在短路时，应具有足够好的热稳定性。
表10-4 不同电网下的正常与最大允许电压损失
正常运行时电动机负偏移5%UN 个别情况下电动机最大负偏移10%UN 额定电压 UN/V变压器副变额定电压 (U2N?1.05UN)/V电动机端电压 (Umo?0.95UN)/V 允许电压损失 (?U10.p?U2N?Umo)/V 电动机端电压 允许电压损失 (Umo?0.9UN)/V(?U10.p?U2N?Umo)/V 114 342 594 1026 19 57 99 171 127 380 660 1140
133 400 690 1200 121 361 627 1083 12 39 63 117 7
表10-5 几种用电设备要求的电缆芯线的最小截面
序号 用电设备名称
1 采煤机
2 截煤机及功率相近的输送机 六．支线
3 小功率刮板输送机 电缆截面的选择
结合图10-2至图10-5所示的采
4 5 6 7 8 安全回柱绞车 装岩机 调度绞车 煤电钻 照明设备 要求最小截面/mm2 35～50 16～35 10～25 10～25 16～25 4～6 4～6 — 区供电系统，具体对本设计的各支线电缆截面进行选择。
（一）工作面配电点至移动机械的支线电缆截面的选择
工作面配电点至移动机械的支线电缆的都属于采区供电系统电缆网路的支线，它们均相对较短且通过的电流均不大，故在正常运行时，网路种的电压损失所占比重小。因此，电压损失不是选择支线电缆截面的主要依据。
但是，因为这些电缆的工作环境很差，同时所采用的橡套电缆本身的机械强度较差，加之它们在工作中又经常需要移动，不可避免地有弯曲、打结、遭砸、碰，故选择支线电缆截面主要考虑依满足机械强度的要求，再按电缆的长时允许载流量加以校验。
支线电缆截面的选择步骤：主要按满足机械强度进行初选，再按电缆的长时允许载流量（温升）加以校验。
（二）向采煤机供电的支线电缆截面的选择
采煤机支线的选择：按照表10-5初选电缆截面为3×35mm2，由表5-10查出电缆的长时允许载流量Ip为138A。在此情况下，以采煤机的额定电流作为长时最大工作电流，需用下式计算： Ica?KloPN?103/（3UN?mocos?N）式中
Ica—长时允许最大工作电流，A； Klo—电动机负荷系数； PN—电动机的额定功率，kW； UN—电动机的额定电压，kV； ?mo—电动机的额定效率；
cos?N—电动机的功率因数。
3将采煤机参数代入上式，得 Ica?0.75?170?10/(3?660?0.93?0.86)?81A
因其大于初选电缆的长时允许载流量138A，故不满足温升条件。因而改选3?50mm的电缆截面，差表5-10的Ip?173A＞Ica?139A，满足温升条件。因此，最终将这段电缆型号选为UCP-0.66/1.14-3×50+1×10+3×6型。
8
2
（三）向半固定和固定设备供电的支线电缆截面的选择
向半固定、固定设备供电的支线电缆，如在输送机上山、上山绞车房及其运输平巷的供电干线上向各输送机、绞车供电的支线（或干线）电缆，因为它们都很短，加之又不需要经常移动、工作条件较好，故在选择它们的截面时，不是以满足电压损失和机械强度为准，而是按它们的允许负荷，像选择高压电缆一样，按照式（10-2）进行。当然这时的环境温度校正系数K和25℃时的电缆的允许载流量Ip的求法，也均与高压时相同。至于各低压电缆主芯线截面的最大长时工作电流Ica，则需根据各电缆所接负荷情况的不同，分别按不同方法加以计算。具体的说，当低压支线电缆向一台或两台电动机供电时，按照式（10-2）计算；当低压干线电缆向多台电动机同时供电时，则应按照下式（10-3）计算：
Ica??PN?kde?103/(3UN?mocos?wm) （10-3）
即以需用系数法求得的电动机的计算负荷电流值作为电缆的最大工作电流，式（10-3）中各量的取法同前。
下面结合图10-2至图10-5所示的供电系统，选择向固定、半固定设备供电支线的电缆截面。由式（10-3）得：
Ica?47?0.8?103/(3?660?0.80?0.89)?41A
据此初选截面为3×10mm2的UY-0.38/0.66型电缆，从表5-10查得其在25℃下的长时允许载流量为64A。因为上山巷道的空气平均温度为20℃，故再查表5-11的温度校正系数K=1.06，算出在20℃下的长时允许载流量Ip?K?Ica?1.06?64?67.80A。因为其已大于Ica=41A，所以最终选用UY-0.38/0.66-3×10+1×6型电缆。
对于其他支线电缆，按与上相同的方法注意进行选择，得到的最终结果列于表10-6中。
表10-6 配电点到具体移动机械用电设别的支线电缆选择结果表
电动机容量/kW 采煤机组 刮板输送机 乳化液泵 转载机 喷雾泵 170 75/75 55 40 30 电缆型号与规格 按满足机械强度初选 UCP-0.66/1.14-3×35+1×6+3×6 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×25+1×16 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×16+1×10 按长时允许载流量加以校验 UCP-0.66/1.14-3×70+1×10+3×6 同左 UYP-0.38/0.66-3×35+1×16 UYP-0.38/0.66-3×25+1×16 UYP-0.38/0.66-3×16+1×10 9
电缆用途 选定的主芯线截面/mm2 70 35 35 35 16 长时最大工作电流Ica/A 187 131.2 52.3 40.3 28.8 长时允许载流量Ip/A 215 138 138 138 85