矿用电线电缆的检测项目及检测方法分析

发表时间：2018-11-15T09:56:25.143Z 来源：《基层建设》2018年第30期 作者： 张琳

[导读] 摘要：我国的煤产量和出口量都居世界前列，煤矿行业发生的灾害数量也同样靠前，尤其是因为供电线路故障引起的事故占总量的40%以上。

鄂尔多斯神东检测有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 017000

摘要：我国的煤产量和出口量都居世界前列，煤矿行业发生的灾害数量也同样靠前，尤其是因为供电线路故障引起的事故占总量的40%以上。因此，供电线路的检测目的是在线路发生故障前对其进行维修及更换。煤矿用电缆是煤矿基础设施与采掘设备运行的重要组成部分。鉴于煤矿井下作业场所的特殊性，煤矿用电缆不可避免会被煤石、矿车所挤破、压坏，而引起漏电及短路等故障，甚至造成火灾，因此加强对煤矿用电缆检测检验十分必要。基于此，本文主要对矿用电线电缆的检测项目及检测方法进行分析探讨。 关键词：矿用电线电缆；检测项目；检测方法 1、前言

电线电缆是供电线路主要设备。因其工作环境恶劣并且受开采工艺的制约。电线电缆经常遇到浸泡、冒顶、拖拽等环境因素及电、热、化学等应力因素影响产生破损老化。极易发生绝缘故障、短路故障，出现电弧产生明火发生爆炸。是井下安全生产的重要隐患，严重威胁着作业人员的安全。对矿用电线电缆进行检测，及时发现维修更换电线电缆，是井下安全生产的重要内容。电线电缆的检测项目有导体电阻，绝缘电阻，绝缘最薄点厚度，抗张强度变化率，老化后断裂伸长率，老化后抗张强度，老化前断裂伸长率，老化前抗张强度，耐压试验，绝缘厚度，伸长率变化率，外形尺寸，印刷标志。 2、矿用电线电缆检测必要性

煤炭作为重要的基础能源和工业原料，在中国能源生产和消费结构中的比重一直占到70%左右，预计在今后30至50年，这一比例仍高达50%以上，煤炭生产在国民经济发展中有着举足轻重的地位，煤矿安全也因此成为了生产工作的重中之重。在党、、各级、煤矿安全监察局、安全生产矿用设备检测检验中心与生产企业的共同努力之下，安全生产水平有所提高，但生产安全事故总量居高不下，重特大事故时有发生，煤矿安全生产形势仍非常严峻。加强煤矿安全管理与监督，提高煤矿安全生产矿用设备检测检验成为全社会的共识。煤矿用电缆作为煤矿生产的必需品，其质量、安装敷设、使用坏境、运行状态的安全直接关系到井下采掘设备及工作人员安全。煤矿用电缆故障的常见几种产生原因，有机械损伤如煤矸石块坠落砸伤、辅助运输机械或采掘机械碰撞、碾压，煤矿生产中机械牵引力过大而拉损电缆，电缆弯曲过度而损伤绝缘层或屏蔽层。导致电缆导体与地线芯或金属屏蔽层之间绝缘受损的故障。煤矿用电缆过渡电阻参数的大小关系到煤矿用检漏继电器动作不动作，对于上述故障导致煤矿安全事故产生直接影响。国家制定了MT818－2009《煤矿用电缆》对煤矿用电缆过渡电阻试验方法做出规定。 3、供电线路的检测理论

我国矿井电网多采用6kv-10kv中性点不直接接地电线电缆传输方式供电。对电线电缆故障进行分类，了解故障原因，快速找出故障点，是电线检测的首要目标。 3.1故障及成因分类

对矿用电线电缆影响因素多，其产生故障的原因也较复杂。电缆种类及结构多样使得故障类型也较多，通常对故障分类为⑴开路故障：简单说就是断线故障，使工作电压不能传到终端或负载能力差。⑵低阻故障：既短路故障，是电缆芯相间或电缆芯对地绝缘受损。⑶高阻故障：既故障时呈现高阻抗的接地故障，包含了泄漏性和闪络性高阻故障。故障产生的原因则分为⑴绝缘老化变质：故障发生率及破坏程度最高的原因。⑵发热：有内外两方面因素造成。内因是电缆绝缘内部气隙游离使局部过热，外因是长期过负荷工作引起的电缆故障。⑶机械损伤：包括安装损伤和外力损伤，较容易识别所占比例高。⑷绝缘破坏：故障位置多在接头盒及终端头等连接部位。⑸过电压：大气与内部电压共同作用，击穿绝缘层造成故障。 3.2故障测距

故障电流与电压的函数称为故障距离。故障测距分为行波法和阻抗法两类。实际测量中多为离线测距。阻抗法：测量故障点到测量端的阻抗值，估算故障距离。该法通过线路参数建立模型，原理简单，易于实现。行波法：确定行波速度后，测量电流或电压行波的传播时间来确认故障时间及故障位置。可靠性和精度不受结构线路类型、过渡电阻影响，原理简单。 3.3暂态过程及行波特性

电力传输线路故障点在扰动发生时会产生向两端传播的行波，行波经过反射，衰减后达到一个稳态的过程称为暂态过程。行波传播的特性即单根导线的波动方程。行波遇到不同介质时产生透射和反射现象。电力电缆发生故障时产生暂态行波，暂态行波在母线和故障点处会透射和反射产生突变，包含多种频率突变信号和故障信息，对暂态行波的分析和计算可以判定故障发生的时刻，计算出故障的距离。 4、矿用高压电缆性能结构与评估分析

矿用高压电缆多为专供井下供电用6-10KV高压EPR电缆。其结构包括⑴导线：电缆基本部分，导电优良的有色金属制造。⑵绝缘层：保证电流正常传输，保护外部设备及人身安全。⑶屏蔽层：隔离电磁场作用。根据需要可分为导体屏蔽层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层。⑷护套：保证电缆主体及绝缘层与外界环境隔离。⑸填充结构：电缆线芯间的填充物，是电缆外观圆整顺直便于包装加工。⑹抗拉元件：使电缆的机械强度增加，应对多种外力作用。 4.1接地线及首末端电流检测

接地线电流检测是将流经电流传感器的电流信号转换成电压信号，再通过检测装置得到基波分量来评估电缆绝缘性的方法。该法操作简单对供电线路影响不大，缺点是信号微弱易受干扰。编制在一起的金属屏蔽层是矿用高压金属屏蔽EPR电缆的接地线，此时测得的接地线电流是A/B/C三项绝缘层电流总和。绝缘层的叠加使每一项绝缘层劣化都会对接地线电流变化产生影响，无法判断哪一项绝缘出现问题。所以，接地线电流评估法多用于对大量电缆绝缘数据的评估。首末端电流差法是通过检测单项电缆线芯的瞬时功率求得的绝缘电阻值。由于取得绝缘层电流方法与接地线末端检测法不同。所以，除具有前面方法的优点外还具有不受供电线路连接方式的优点。因此将其作为较短线路的检测方法。 4.2局部放电法

局部放电表明电缆工作部位有绝缘漏洞。局部放电引发绝缘强度的劣化，因此被作为评估电缆绝缘性的有效手段。将起始电压和熄灭电压作为局部放电的表征参数，使用和监测方法同样特性的检测仪器使局部放电表征参数检测值具有可比性。外部电压和作用时间及外部环境都会对局部放电表征参数产生影响。（如外加电压升高、作用时间增长、温度湿度升高、大气压下降都会加剧局部放电重复率）分辨提取脉冲信号是检测局部放电的关键，超高频法通过安装多个传感器提高检测精度，在检测电缆及其接头处局部放电信号时表现优异，适宜应用。

4.3其它评估法

目前在应用的评测方法还有⑴直流分量法：安全简单，不直接接触，误差大。⑵交流叠加法：抗干扰强，测量精度高，实施危险性大。⑶低频叠加法：检测精度高，抗干扰能力强，同样面临安全性问题。⑷谐波分量法：谐波分量的提取方案制约了该方法的应用。⑸零序电流法：原理简单，测量方便，难以区分负载原因易产生误判。上述每种方法都尤其优缺点，在实际应用中还需总结改进，以便更好的服务于工作生产。 5、结语

矿用高压电缆监测系统能够实时预测电缆运行状态，帮助操作人员做出判断并及时进行更换和维修，提高电缆供电安全可靠性，保障煤矿作业者安全、生产安全、电气设备的正常运行。 参考文献：

［1］李朋林，段洁．煤矿安全生产的博弈模型［J］．西安科技大学学报，2013(1):72－77． ［2］王波浪．浅谈煤矿用电缆故障和预防措施［J］．能源与节能，2012(4):19－20，31．

［3］奚宏，胡占华，金鑫，等．MT818．1－2009煤矿用电缆第1部分:移动类软电缆一般规定［S］．北京:煤炭工业出版社，2010．