浅析煤矿在用电力电缆的预防性试验中应注意的问题.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 0 年第4 期 总第9 7 期 腮 唱 国嗣 朗围羽翰略圊验0厘瞳恳围阿题 王秋峰 ， 李大 山 ： ， 卢 刚军 ， ( I 淄博矿 业集 团埠村煤矿 。山东 济南 2 5 0 ；2 中国矿业大学 ，江苏 徐州 2 2 1 8 ；3 义马煤业集团石壕煤矿 。 河南 陕县 4 7 2 1 2 3 ) 1 概 述 摘要 电缆故障的形成原因主要包括机械损伤、 绝缘受潮、 绝缘老化变质等， 其故障表现形态有电缆 导电线芯断线， 电缆单相接地、 相间短路等， 电缆导电线芯断线一般均为电缆受到机械外力挤压、 拉伸等造 成， 故障点比较明显， 故障处理也相对简单。电缆单相接地、 相间短路等故障则大部分是由于电缆绝缘性能 下降造成的， 其故障发生一般要经过一定时间的积累， 一旦发生故障， 故障查找相对比较困难， 故障处理也 比较麻烦。在运行过程中若对电力电缆定期进行预防性试验， 可及时发现电缆缺陷， 减少事故的发生。下面 结合多年来对电力电缆进行电气性能试验的有关结果及现场实际经验， 就煤矿在用电力电缆预防性试验的 有关方法及注意事项论述 如下。 关键词 电力电缆；预 防性试验 ；注意事项 中图分类号 ： T M 2 4 7 文献标 志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 0 7 9 7 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 8 6 0 2 表征不 同绝缘 系统劣化程 度有多种不 同的特 征量 。绝缘 特征量可 以分为两类 ： 一是直接表征绝 缘剩余寿命 的特 征量 ， 如耐 电强度 、 机械强度等 ； 二是 间接表征绝缘剩余 寿命 的特征 量， 包括绝缘电阻 、 介质损耗角正切 、 漏电电流 、 局部放电量 等。 绝缘检测的 目的就是检测出这些特征量 ，并据此判断绝 缘状况的好坏， 提前做好设备的维护和更换。 电力设备预防性试验规程 给出了三种常见电力电缆的 绝缘预 防性 试验 ， 纸绝缘 电力 电缆 、 橡 塑绝缘 电力 电缆 ( 聚氯 乙烯绝缘电力电缆、 交联聚乙烯绝缘电力电缆、 乙丙橡皮绝缘 电力电缆) 和自容式充油电缆 ， 见表 1 所示。 2 有关试验项 目及其注意事项 2 1 绝缘电阻测量 绝缘电阻是施加于绝缘体上两个导体之间的直流电压与 流过绝缘体的泄漏电流之比。一个绝缘体的绝缘电阻由两部 分组成 ， 即体积电阻与表面电阻。体积电阻与表面电阻。体积 电阻 R V是施加 的直流电压 u与通过 的绝缘体 内部的电流 I V 之比； 表面电阻 R S 是施加的直流电压 U与通过绝缘体表面的 电流 I S之 比。绝缘电阻是体积 电阻与表面电阻并联而成 ， 即 ： R = ( RR 丽 s R v ( 1 ) 表 1电力 电缆预防性试验 注 表示正 常试验项 目， X表 示不进行该 项 目， 表示大修后 进 行 ， 0表示 必要 时进行 。 电缆的绝缘电阻与长度及温度有关。为了便于比较， 应按 式( 2 ) 换算成 2 0 时每公里长的绝缘电阻 R ( Mn k m) 。 R = R K L ( 2 ) 式中R t 一 长度为 L的电缆在 t o C 时的绝缘电阻， MO； L一 电缆长度 ， k m； K f 一 温度换算系数 ， 见表 2 。 测量 电力电缆的主绝缘 电阻可以检查 电缆绝缘是否老 量 。 ( 1 ) 道木间距 ( 中对中 ) 为 6 0 0 mm， 两根轨道接头处道木间 距为 5 4 0 m m。轨道间距为 6 0 0 mm。 ( 2 ) 每铺设 1 0 m轨道加一 根铁枕 。 ( 3 ) 轨道要边铺边垫 ， 确保轨道底部坚实、 牢固。 3 2 2 安装工作面卸车工艺流程的改进 ( 1 ) 准备两节 1 5 m轨道， 每安装一副液压支架， 拆除两节 3 0米轨道 ， 将事先准备好的 1 5 m轨道对接原轨道上。 ( 2 ) ) 卸车 ： 支架运 送到位后 ， 按照先 下后上 的原则 ， 迅 速 解 开支架 车的支架固定螺栓 ，然后 通过打信号 的方式 联系绞 车司机， 先用副绞车拉紧平板车 ， 再松主绞车钢丝绳， 让支架 从平板车上滑下， 靠支架 自重在轨道上滑至安装地点。 ( 3 ) 接通支架进 回液管路 ， 调整支架。 4 现场应用效果 ( 1 ) 降低了工人劳动强度 ， 减少作业人员频繁与大型设备 8 6 接触 的机率 。 ( 2 ) 合理设计减小了顶板周期来压的峰值， 杜绝了支架通 道 内“ 压架 ” 、 “ 埋架 ” 等现象。 ( 3 ) 优化各 个环节 的工艺流程 ， 改善 了作业 环境 ， 减少 了 作业人员不安全操作行为， 提高了工作效率。 ( 4 ) 制定严谨的安全措施 ， 加强现场监管力度， 实现安全 回收与安装任务。 ( 5 )本次工作面回收与安装比预计工期提前了 1 0天完 成 ， 多生产原煤 2 5万 t 。 ( 6 ) 优化工艺流程技术已在新疆焦煤集团公司三对矿井 全面实施 ， 应用效果 良好。 作者简介 杨桂彬 ，男 ，1 9 8 0年 1 1月生。 助理工程师， 2 0 0 3年毕 业 于新 疆工业高等专科 学校 采矿技术 专业 ， 现任 新疆 焦煤( 集 团) 有限责任公 司 1 9 3 0煤矿综采一队副队长。 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 2 6 ) 煤矿现代化 2 0 1 0 年第4 期 总第9 7 期 化 、 受潮 、 穿透 、 脏污 、 混 入导 电介质 以及 耐压试验 中暴露出来 的绝缘缺 陷等情况 。电缆绝 缘电阻 的测 量结果没有 统一的判 断标准。对于新装电缆 ， 应将其绝缘值与厂家数据比较 ， 对于 运行中的电缆， 应将其绝缘电阻与历次测量值比较 、 将各相及 耐压前后的数值相互比较 ，比较的结果均不应有明显的降低 或较大的差异， 其相间不平衡系数一般不大于 2 2 5 。若无相 关数据 ，油浸纸绝缘及聚氯乙烯绝缘电缆绝缘电阻值应为 ： l k V以下 电缆 不小 于 5 O MQ ， 6一l O k V电缆 不小 于 5 0 Mn； 运行中高压橡套电缆绝缘电阻值不小于 5 0 Mn，低压橡套电 缆绝缘电阻值不小于 2 MQ。 表 2 绝缘电缆的温度 换算系数 K f 。s 。 s z。zs 30 3 5 4 0 油浸纸绝缘 电缆 o4 8 0 5 7 o 7 0 o 8 5 1 o o 1 1 3 1 4 1 1 6 6 1 9 2 橡胶绝缘 电缆 0 2 7 0 3 6 0 5 l O 7 0 1 o o 1 5 7 2 4 6 3 8 6 一 聚氯乙烯绝缘 电缆0 1 7 0 2 2 0 3 2 0 5 2 】 o o 2 6 0 6 8 0 1 8 1 一 在测量时应注意 以下几方面的问题 ： ( 1 ) 对 l k V以下的 电缆测量 时应 采用 l k V兆 欧表 ， 对 l k V 及以上的电缆采用 2 5 k V兆欧表，对 6 k V及以上的电缆采用 5 k V兆欧表测量 。 ( 2 ) 电缆终端或套管表面脏污、 潮湿对绝缘电阻有较大的 影响。除擦拭干净外 ， 还应加屏蔽环， 将屏蔽环接到兆欧表的 “ 屏蔽” 端子上 ， 当电缆为三芯电缆时， 可利用非测量相作为两 端屏蔽环的连线 。 ( 3 ) 测量 中若采用 手动兆欧表 ， 则转速 不得低于额定 转速 的 8 0 ，且当兆欧表达到额定转速后才能接到被试设备上并 记录时间， 测取 1 5 s 和 6 0 s 的绝缘电阻值。 兆欧表停止摇动前 ， 必须先断开兆欧表与电缆的连线。测试完毕后应进行短路放 电， 特别是进行重复测试时， 更应进行充分放 电， 放电时间最 少不少 于 2 m i n 。 2 2 直流 耐压及泄露 电流试验 电力电缆的电容量很大，工频试验变压器的容量不能满 足要求 ，因此现场试验一般均采用直流耐压试验及泄露电流 来代替交流耐压试验。直流耐压及泄露电流试验一般采用半 波整流电路 ， 由于电缆容量较大 ， 故不用加装滤波电容。试验 电压一般按 照表 2进行 ，新敷设 的电缆线 路投入运 行 31 2 个月， 一般应作 1 次直流耐压及泄露电流试验 ， 以后再按正常 周期试验。 直流耐压试验所带来的剩余破坏比交流耐压试验小得 多， 但没有交流试验真实、 严格， 串联介质在交流试验中场强 分布与其介电常数成反比，而施加直流时却与其电导率成反 比， 因此在直流耐压试验时， 一是要适 当提高试验电压 ， 二是 要延长外施电压的时间。正常的电缆绝缘在直流耐压作用下 的耐 电强度为 4 0 0 6 0 0 k V m， 比交流耐压作用下约大一倍左 右 ， 所 以直流试验 电压大致 为交 流试验 电压 的两倍 ， 试验时 间 一 般选为 5l O mi n 。一般电缆绝缘缺陷在直流耐压试验持续 的 5 m i n内都能暴露 出来 。 同绝缘 电阻 的测量一样 ， 直流 耐压试验 ， 实质 上也 是测量 通过试样的泄漏电流。绝缘良好的电缆泄漏电流很小， 一般只 有几到几十微安。泄漏电流一般在直流高电压下测量的， 由于 电压高，泄漏电流大，一般用微安表就可以满足灵敏度的要 求。 泄漏 电流的试验 ， 除了测量一定 电压下的泄漏 电流之外 ， 还经 常要测定 泄漏 电流与 电压 或时间 的关 系 ，可 以从这些关 系中分析绝缘 中存在的缺陷或受潮情况。在进行直流耐压和 泄漏 电流试验 时应 均匀升压 ， 升压过程 中在 0 2 5 、 0 5 、 0 7 5 、 1 0 倍试验电压下各停留 l m i n ， 读取泄漏电流值 ， 以便必要时绘制 泄漏电流和试验电压的关系曲线。升压到试验电压时， 同时读 取 l m i n及 5 m i n的泄漏电流值 ， 耐压 5 mi n的泄漏电流值应不 大于耐压 l m i n时的泄漏电流值 ， 即极化比应不小于 1 。 表 3 直流耐压试验 电压标准 1 3 5 倍额定 电压 5 3 5 倍额 定电压 5 3 3 5 倍额定电压 5 3 5 倍额定电压 5 橡胶 6 3 5倍额定 电压 5 3 5倍 额定电压 5 绝 缘电 缆 百 蓊 戛 瑟 面 而 吾 蘑 爱 在水中 ， 进行耐压试验 ， 其 试验 电压 值有 厂规 定的按 出场规 定 ， 无出厂规定可查的， 依据本栏要求 在进行 电缆 直流耐压及泄露 电流试验 时 ，应注意 以下 问 题 ： ( 1 ) 电力电缆直流击穿强度与电压极性有关， 如将电缆芯 接正极， 在电场作用下， 电缆绝缘层水分将会渗透移向电场较 弱的铅皮， 结果使缺陷不易发现， 击穿电压比电缆芯按负极接 线时提高 1 0 。因此， 对电力电缆进行直流耐压试验要采用负 极性连接 。 ( 2 ) 进行完 电缆 直流耐压或泄 漏 电流试验后 ， 应 牢记先用 1 0 02 0 0 k 的限流 电阻充分放 电 ，然后还要对地直接放 电 ， 并保持 足够 的接地 时间。 ( 3 ) 泄 漏电流随施加 电压 时间的延 长不应明显上 升。如发 现随时间延长而明显上升现象， 则多数情况下电缆接头、 终端 头或电缆内部已受潮； ( 4 ) 泄漏电流不应随试验电压升高而急剧上升。若发现泄 漏 电流在升 至某 一电压后急剧上 升 ，则说 明电缆已经 明显 老 化或存在严重隐患， 电压进一步升高， 则很可能导致击穿； ( 4 ) 在测量过程中， 泄漏电流应该稳定， 如发现有周期性 摆动， 则说明电缆有局部空隙性缺陷。 3结语 电力电缆是煤矿供电网络中极其重要的一个环节，一旦 出现故障， 不仅影响矿井正常长产， 还可导致其它重大安全事 故 的发 生 ， 定期对煤 矿在用电力 电缆 预防性试验 ， 能及 时发现 问题， 消除隐患， 对确保矿井安全生产具有重要意义。 作者简介 王秋峰： 男， 1 9 6 9 年生， 山东人， 毕业于山东矿业学院机 电 工程 专业 ， 国家注册安 全工程 师 ， 助理工程 师 ， 现任 淄博矿 业 集 团埠村煤矿机 电科长。 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 4 ) 8 7