Руководство по шахтным кабелям среднего напряжения
Выберите шахтный кабель среднего напряжения, сопоставив две системы: электрическую цепь и режим обращения с кабелем. Сначала определите напряжение, нагрузку и режим при повреждении, экраны и функцию контроля заземления; затем проверьте перемещение, радиус изгиба, натяжение, кручение, условия эксплуатации, принадлежности и требуемый стандарт.
U0/U, ток и режим работы при коротком замыкании.
Фидерный, буксируемый, с кабелеукладчиком или барабанный.
Экраны, заземление и мониторинг.
Барабан, трасса и оконцевания.
Выбор кабелей среднего напряжения для горнодобывающей промышленности: краткий ответ.
Выбирайте конструкцию кабеля только после того, как определены цепь, перемещение машины и система защиты. Класс напряжения, например 6/10 кВ, 8,7/15 кВ или 12/20 кВ, сужает круг вариантов, но не определяет допустимую токовую нагрузку, динамическую гибкость, совместимость с контролем заземления, характеристики оболочки или согласование для проекта.
Начните с U0/U и максимального системного напряжения, длительного и пускового тока, длины трассы, уровня тока короткого замыкания, метода заземления и времени отключения защиты. Затем укажите, является ли кабель стационарным, полугибким, буксируемым, перемещаемым кабелеукладчиком или многократно наматываемым на барабан. Серия IEC 60502 задает путь по стандартам на силовые кабели; перемещение в шахте, мониторинг, принадлежности и приемка по-прежнему должны соответствовать проектной спецификации и юрисдикции.
1. Выберите тип шахтного кабеля по режиму перемещения
Движение — первый практический признак, разделяющий типы шахтных кабелей. Питающий кабель обычно остаётся неподвижным или перемещается редко. Для таких трасс выбор стационарного шахтного кабеля охватывает броню, контрольные жилы и применимые стандарты. Тяговый кабель протягивают или перемещают вдоль трассы. Приводной барабан добавляет многократные изгибы под натяжением, давление слоёв, ускорение и возможное кручение.
| Режим работы кабеля | Актуальное обозначение продукта | Данные, определяющие принятие решения. |
|---|---|---|
| Многократное наматывание барабана с электроприводом | R-(N)TSCGEWÖU, 3,6/6–18/30 кВ | Размеры барабана, слои, скорость, натяжение, кручение, ход, направляющие и циклы. |
| Переносная буксировка без основного режима непрерывной барабанной намотки | (N)TMCETMPU, 6/10–14/25 кВ | Контакт с землей, вытягивание, удар, изменение маршрута, система контроля заземления и метод обращения с кабелем. |
| Системы барабанной намотки и буксировки с высоким кручением | (N)TMCGETMPU, 6/10–14/25 кВ | Режим работы механизированной катушки, S-образные изгибы, натяжение, кручение, ускорение и схема цикла. |
| Полугибкое подключение конвейера, погрузочно-разгрузочного оборудования или насоса | F-(N)TSCGEWÖU, 3,6/6–18/30 кВ | Частота перемещений, опоры трассы, экранирование, точки изгиба, монтаж и оконцевание |
Эти ссылки являются отправными точками, а не согласованиями для проекта. Сравните предлагаемый технический паспорт и чертеж поперечного сечения с полным рабочим циклом. Для более широкой карты применений используйте руководство по выбору шахтных кабелей для мобильного оборудования.
2. Определите электрическую систему и сечение кабеля.
Перед тем как запрашивать сечение жилы, запишите данные цепи. U0 — номинальное напряжение между жилой и землей или металлическим экраном; U — номинальное напряжение между жилами. Кабель, соединительные муфты, оконцевания и оборудование должны соответствовать полному обозначению напряжения и максимальному системному напряжению, указанному в проекте.
- Нагрузка: длительный, повторно-кратковременный и пусковой ток двигателя, режим работы и допустимое падение напряжения.
- Маршрут: длина цепи, температура окружающей среды, способ монтажа, группировка, вентиляция, слои намотки или барабана.
- Режим короткого замыкания: ожидаемый ток короткого замыкания и замыкания на землю, тип защиты и время отключения.
- Заземление: метод системы, соединение экранов, расположение заземляющих жил и цепь контроля заземления.
- Интерфейсы: трансформатор, распределительное устройство, соединительные муфты, кабельные вводы, принадлежности регулирования электрического поля и клеммы оборудования.
Не существует универсальной таблицы сечений шахтных кабелей среднего напряжения, которая могла бы безопасно заменить этот расчет. Сечение жилы зависит от допустимой токовой нагрузки в указанных условиях, падения напряжения, пускового режима, стойкости к токам короткого замыкания, а также монтажных и механических ограничений. Поручите расчет квалифицированному специалисту-электрику, а затем запросите у производителя подтверждение того, что полученная конструкция доступна для данного режима перемещения.
3. Укажите экраны, заземляющие жилы и жилы контроля заземления
Конструкцию кабеля среднего напряжения следует описывать послойно. Похожие по виду поперечные сечения могут иметь разные площади экрана, схемы заземляющих жил, функции пилотных жил или методы оконцевания, и эти различия могут изменить как поведение системы защиты, так и выбор принадлежностей.
| Компонент | Основная функция | Что подтвердить |
|---|---|---|
| Силовая жила | Пропускает ток нагрузки; тонкая скрутка обеспечивает гибкость. | Материал, класс/скрутка, сечение, сопротивление, режим при коротком замыкании и диапазон наконечников |
| Экраны проводников и изоляции | Управляют электрическим полем вокруг изоляции | Материал, способ нанесения, возможность снятия и совместимость с оконцеванием |
| Изоляция | Обеспечивает основной диэлектрический барьер | Состав, толщина, температурный класс, испытания на напряжение и применимый стандарт. |
| Металлический экран или оплетка | Обеспечивает заданный электрический экран и может способствовать возврату тока короткого замыкания. | Материал, площадь/степень покрытия, режим при повреждении, присоединение и способ оконцевания |
| Заземляющая жила | Обеспечивает путь заземления оборудования. | Количество, размер, расположение, соединение и режим работы при неисправности |
| Жила контроля заземления или пилотная жила | Поддерживает указанные схемы мониторинга, управления или защиты. | Количество, размер, напряжение/функция, изоляция, соединения и совместимый монитор |
| Армирование, наполнители и внешняя оболочка | Сохраняют геометрию и защищают от указанных механических/внешних воздействий | Полная конструкция, подтверждение испытаниями, размеры и интерфейс ремонта/оконцевания |
Не использовать заземляющая жила, жила контроля заземления и металлический экран как взаимозаменяемые термины. В Соединенных Штатах, 30 CFR 75.803 является одним из характерных для конкретной юрисдикции примеров требования к отказоустойчивой цепи контроля заземления для определенных высоковольтных систем с резистивным заземлением. В других шахтах и странах действуют другие правила и конструкции систем.
4. Преобразуйте данные о движении в данные о катушке и маршруте.
Приводной барабан — это механическая система, а не просто хранилище кабеля. Запишите диаметры сердечника и щек барабана, полезную ширину, ввод кабеля, число слоев, длину хода, скорость, ускорение, регулирование натяжения и изменения направления. Добавьте каждый ролик, шкив, угол набегания, S-образный изгиб, подвесной участок и точку перехода.
Для буксируемой трассы опишите контакт с грунтом, способ протягивания, пересечения с транспортом, кабелеукладчики, перенос трассы и воздействие нерегулярных ударов или сдавливания. WorkSafe Western Australia различает режимы работы буксируемых кабелей и кабелей для барабанной намотки; TEBAOFLEX руководство: кабель для барабанной намотки или буксируемый кабель преобразует это различие в вопросы для применения на практике.
В техническом паспорте может быть указано “гибкий”; барабан все равно реагирует на диаметр, натяжение, скорость и центровку. Запросите минимальный радиус изгиба и для монтажа, и для заявленного режима работы, поскольку значение статического изгиба не следует принимать за допуск к динамической барабанной намотке.
5. Подберите оболочку и всю конструкцию под условия объекта
Перечислите фактические опасности, а не запрашивайте оболочку “повышенной прочности”. Укажите истирание, порезы, сдавливание, удар, воздействие воды или погружение, масла, технологические химикаты, буровой раствор, озон, солнечный свет, требования по горению и минимальную/максимальную температуру. Укажите, действует ли в одном и том же месте более одной опасности.
Названия материалов, такие как CPE, PCP, резина или TPU, являются полезными отправными точками, но сами по себе они не определяют срок службы. Значение имеют толщина оболочки, армирование, вулканизация, совместимость с нижележащей конструкцией кабеля и применимые методы испытаний. Вместо того чтобы полагаться на неконкретное заявление о стойкости, запросите стандарт испытаний, условия и результат, требуемые проектом.
6. Закройте пробелы по монтажу, оконцеванию и техническому обслуживанию
Подтвердите заказанную длину, упаковку на барабан, план протяжки, соединительные муфты, кабельные вводы, комплекты регулирования электрического поля или оконцевания, распределительные коробки, разгрузку натяжения и геометрию ввода кабеля. Даже подходящий кабель может быть поврежден слишком малым барабаном, острой направляющей, плохой центровкой или оконцеванием, передающим тяговое усилие машины на жилы.
В плане технического обслуживания объекта определите периодичность осмотров, проверки трассы, электрические испытания, критерии отбраковки и разрешенные методы ремонта. Для определенных применений в подземных угольных шахтах США 30 CFR 75.827 регулирует защиту буксируемых кабелей, тогда как 30 CFR 75.830 регулирует сращивание и ремонт высоковольтных буксируемых кабелей. Не используйте данную статью в качестве инструкции по ремонту.
7. Укажите стандарт, редакцию и подтверждение приемки.
“По стандарту для горных работ” — это неполное требование. Укажите юрисдикцию, тип шахты, систему напряжения, основание допуска оборудования, обозначение и редакцию стандарта. В Северной Америке Область применения ICEA S-75-381 / NEMA WC 58 охватывает переносные и питающие кабели для шахт и аналогичных применений. В стандартах IEC, DIN/VDE, AS/NZS, SANS и на других проектных маршрутах используются другие обозначения и процедуры приемки.
Для подземных угольных систем США требования могут также включать высоковольтную электрическую защиту согласно 30 CFR 75.824 и положения о переносных буксируемых кабелях согласно 30 CFR 18.35. Данные ссылки намеренно ограничены по объему: они не являются универсальными требованиями для каждой шахты или страны.
Наглядный пример доказательств приемки: заказывая кабель для барабанной намотки 12/20 кВ для роторного экскаватора, польская горнодобывающая компания перечислила измеренные значения, которые должен был содержать заводской протокол испытаний, и направила своего инспектора по контролю качества присутствовать при испытаниях, как описано на странице кейса о кабеле для барабанной намотки роторного экскаватора.
Контрольный список для запроса предложений по кабелям среднего напряжения для горнодобывающей промышленности
Полезное коммерческое предложение начинается с данных о применении, а не только с названия кабеля. Приложите однолинейную схему, кабельную ведомость, выдержку из руководства по оборудованию, эскиз трассы, чертеж барабана и имеющуюся маркировку существующего кабеля.
Назовите оборудование, установку, тип шахты, длину трассы и каждый подвижный участок.
Укажите U0/U, максимальное системное напряжение, частоту, нагрузку и пусковой ток, режим при повреждении, заземление и время отключения защиты.
Перечислите силовые жилы, заземляющие жилы, экраны, пилотные жилы или жилы контроля заземления и их функции в системе.
Укажите режим буксировки/барабанной намотки, размеры барабана и шкива, число слоев, скорость, натяжение, кручение, S-образные изгибы, циклы и способ обращения с кабелем.
Зафиксируйте температуру, воду, масла, химикаты, УФ-излучение, истирание, удар, сдавливание и требования по горению.
Укажите соединительные муфты, кабельные вводы, оконцевания, ведомость длин/барабанов, редакцию стандарта, допуски, испытания, документы по контролю и отклонениям.
Просмотрите Ассортимент кабелей TEBAOFLEX для горнодобывающей и тоннельной промышленности, затем отправьте заполненные данные по применению для технического коммерческого предложения. Окончательный отбор и утверждение остаются на усмотрение конкретного проекта.
Часто задаваемые вопросы
Что делает шахтный кабель средневольтным?
Класс напряжения определяют действующие стандарты на электрическую систему и на кабель. Всегда используйте полное обозначение U0/U и максимального системного напряжения из проекта; не полагайтесь только на термин «среднее напряжение».
Подходит ли 15-киловольтный кабель для горнодобывающего оборудования?
Не автоматически. Кабель на 15 кВ для стационарной прокладки может соответствовать требованию по напряжению, но при этом не обладать гибкостью жилы, схемой заземления или контроля заземления, армированием, оболочкой, динамическими характеристиками на изгиб, принадлежностями или допуском, необходимыми для работы в шахтном режиме.
Как выбрать сечение шахтного кабеля среднего напряжения?
Рассчитайте сечение жилы по нагрузке и пусковому току, длине трассы, способу монтажа, условиям окружающей среды, падению напряжения, режиму при повреждении и времени отключения защиты. Затем убедитесь, что предложенное сечение и вся конструкция доступны для требуемого режима буксировки, барабанной намотки или питающей линии.
Подходит ли каждый гибкий кабель среднего напряжения для горных работ для намотки на катушку?
Нет. Барабанная намотка добавляет многократные изгибы под натяжением, давление слоев на барабане, скорость, ускорение и возможное кручение. Предоставьте данные по барабану и трассе, чтобы производитель кабеля и ответственный инженер могли проверить предложенную конструкцию.
Что определяет цену средневольтного шахтного кабеля?
Коммерческое предложение зависит от класса напряжения, сечения меди, расположения жил, экрана, заземляющих и пилотных жил, оболочки и армирования, размеров кабеля, заказанной длины, требуемых испытаний или допусков, принадлежностей, маркировки и упаковки на барабан. Предоставьте полную ведомость данных по применению, чтобы получить сопоставимую цену.
Источники и редакционная политика
В этом руководстве для утверждений о конкретной продукции используются актуальные записи о продукции TEBAOFLEX, а для области применения и границ безопасности — страницы стандартов или регулирующих органов. Это вспомогательное средство для выбора, а не инженерный расчет, сертификат допуска или инструкция по ремонту.
Сравните текущие позиции продукции
Используйте эти страницы после того, как определены электрическая система и режим перемещения.