煤矿特种作业类别： 2013 年第七期井下 电钳工复训班

主讲：张元吉单位：盘县煤矿安全技术培训中心

井下电缆连接操作与故障判断

内容提要一、井下电缆的连接；二、井下电缆的故障判断。

一、井下电缆的连接

在井下整个供电系统中，不可避免地出现电缆与设备、电缆与架空线路、电缆与电缆连接。电缆与电缆的连接为中间连接，电缆与设备及架空线的连接为终端连接。

（一）电缆连接的基本要求

1 、导电线芯连接处的接触电阻要小，要保持稳定，其最大值不应超过同截面同长度线芯电阻的 1.1 倍。使正常负荷温升不大于电缆原线芯的温升。

2 、电缆线芯的连接，通常采用压接法、焊接法，严禁采用绑扎法，连接处要有足够的抗强度 ，其值不得低于电缆线芯强度的 80% 。

3 、电缆连接处的绝缘强度不应低于电缆原值，并能在长期运行中保持绝缘密封良好，承受运行中经常遇到的操作过电压、大气过电压和故障过电压。

4 、两根电缆的铠装、屏蔽层和接地线芯都应有良好的电气连接。

5 、电缆连接装置结构简单，体积要小，并有足够的机械强度和较长的使用寿命。

6 、电缆与电气设备连接时，接线后坚固件的坚固程度要符合要求。压盘式线嘴压紧电缆后的压扁量不超过电缆直径的 10% 。

7 、当橡套电缆与各种插销连接时，必须使插座在电源的一边。

8 、《煤矿安全规程》第 472 条规定：电缆的连接应符合下列要求：

（ 1 ）电缆与设备的连接，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：A 、橡套电缆的修补连接必须采用阻燃材料进行硫化热

补或与热补有同等效能冷补。在地面热补或冷补的橡套电缆，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。

B 、塑料电缆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的技术标准。

（二）电缆连接1 、低压橡套电缆与电气设备的连接（ 1 ）低压橡套电缆与电气设备的连接必须使用电缆引

入装置。其电缆引入装置的要求：A 、用于引入电缆外径大于 20mm 的压紧螺母式和压

盘式引入装置均应设防止电缆拨脱装置，而用于电缆外径不大于 20mm 的压紧螺母式和压盘式引入装置，可不设置防止电缆拨脱装置。

B 、密封圈一般不切割同心槽。C 、密封圈结构如图 1 所示。

D 、引入装置须在密封圈外侧设置金属垫圈，以增大接触面积。

E 、密封圈须采用邵氏硬度为 45-60 度的橡胶制成，并按规定进行老化处理。

F 、引入装置所用的金属零部件均应进行防锈处理。（ 2 ）电缆外护套进入接线盒壁一般为 5-15mm 。

（ 3 ）接线应整齐、无毛刺、卡爪不压绝缘胶皮或其他绝缘物，也不得压住或接触屏蔽层。地线长度适宜。三相火线拉紧或拨脱，地线应不掉。

（ 4 ）橡套电缆与各种插销连接时，必须使插座连接于靠电源的一边。

D

d B

h

图 1 ：密封圈结构示意图

2 、导电线芯的连接

（ 1 ）导电线芯压接法 导电线芯压接法是用压钳将接线端子或连接管与

电缆导电线芯压接在一起。用压接法连接电缆导电线芯的接触电阻小而稳定，并有足够的机械强度，不受环境限制。

A 、接线端子 接线端子也称鼻子，分为 DL 系列铝接线端子和

DT 系列铜接线端子，可用整体环压法或局部点压法使其与铝芯及铜芯电缆的芯线压接，然后与电气设备相连接。用于截面为 10-240ｍｍ ² 的圆形、扇形和半圆形的多胶线芯。

B 、连接管 连接管 GT 系列铜连接管供铜芯压接用； LT 系列铝连接管供铝芯电缆线芯压接用。

C 、铜铝过度接线员端子与铜铝连接管 铜铝接线端子供电气设备为铜接线柱与铝芯电气线

芯连接用，也称为铜铝接线鼻子。铜铝连接管供铜芯与铝芯电缆连接用。

（ 2 ）导电线芯焊接法A 、锡焊法。锡焊法适用于铜芯电缆采用开口铜连接管

连接和铜线与铜接线端子的连接，将线芯端部剥去一段绝缘。其长度为连接管的 1/3 ，另加 5mm ，再将导电线芯擦净挂好焊锡，然后套上已挂焊锡的铜连接管，把两线芯在管内对齐，开口朝上并将口扩大一点。向连接管内浇灌焊锡，并同时涂以松香作焊剂。最后用长把圆口钳将开口铜管夹紧，等冷却后将表面修整光滑。

B 、铜铝焊接法。适用于铝导线焊铜接线端子。3 、橡套电缆线芯的冷压连接 矿用移动橡套软电缆线芯的连接可采用插接法；固

定敷设的各种矿用橡套电缆线芯连接采用搭接法。（ 1 ）插接法A 、首先将线芯线头铜丝成伞状形散开，用砂纸逐根轻轻打磨除去铜丝表面的氧化层锈蚀，弄直整顺，使线头端面成圆型，注意不得去股丝。

B 、用棉丝擦净线头表面的污垢和潮气。

C 、将铜套管内孔长度的 1/2 套在线头上，并使伸入铜管内的线头仍保持松散状态。将需要连接的另一个线头，从另一端轻轻插入铜管内，使两侧线头未梢在套管中对齐，如图 2 （ａ）所示。

D 、两手各捏着铜套管两侧线芯，不断地来回捻动着向管内轻轻对插。

E 、插接后的两侧线头在管内相互交叉合拢，长度应大于铜套管长度，并且线头端应稍伸出铜管约 3-5mm，如图 2 （ｂ）所示。

(a)

(b)

图 2 ：插接法示意图

（ａ）两个线头插入铜管

（ｂ）两个线头在铜管内插接合拢

（ 2 ）搭接法 A 、将松散开的两个线芯线头用手指捻圆合拢，如

图 3 （ａ）所示。 B 、将铜套管轻轻套在需要连接的一个线芯线头上

，并使线头的未梢从铜套管端伸出 5-7mm 。 C 、将另一线头未梢搭在已伸出连接管的线头上方

，并紧密地插入连接管。 D 、两个线头在连接管内的搭线长度应大于连接管

长度，并且两个线头未梢均应伸出连接管 3-5mm ，如图 3 （ｂ）所示。

（ 3 ）压接操作 对内插接或搭接好的线头，用铜绑线对伸出铜套管

两端的线头紧紧绑扎 1-2圈，使绑扎线线箍从两端挡住铜套管，使之不能串动。然后把套好的铜套管的线芯接头放入压模腔中央，平稳操作压钳把手，直至压模完全合模。

图 3 ：搭接法示意图

(a) (b)

(a)松散开线芯线头

(b) 两线头在接线管内搭接

二、井下电缆的故障判断（一）电缆的运行与维护1 、电缆的运行 （ 1 ）电缆投入运行前应进行下列电气试验：测量电

缆各线芯导体的直流电阻和三相电阻的对称性，测量电缆的终端接线盒及中间接线盒各接地极的接地电阻，按有关规定进行绝缘性能试验，检查电缆线路的相位。

（ 2 ）矿井电缆线路禁止升压。

（ 3 ）电缆表皮的允许温度应每月测量 1 次，并符合以下要求： 3KV 以下橡套电缆芯线允许最高温度为65ºC ，相应表皮温度为 50ºC-55ºC 。

（ 4 ）运行中电缆线路的绝缘电阻值应符合规定要求。2 、电缆运行中的定期检查（ 1 ）检查周期—— 固定敷设电缆的绝缘和外部检查，每季度 1 次，每周应由专职电工检查 1 次外部和悬挂情况。

——移动式电气设备的橡套电缆绝缘检查，每月 1 次，但每班由当班司机或专职电工检查 1 次外皮有无破损。

——立井井筒中的电缆外部和悬挂情况每月至少检查 1次，应两人进行。

——每一矿井的井下供电专职人员应与生产单位的维修人员在一起，每月对正常生产采区电缆的负荷情况进行 1 次检查。

——高压电缆泄露和耐压试验每年进行 1 次。（ 2 ）检查内容——对敷设在井筒内的电缆应检查：电缆应无机械损伤

，铠装层应无松散及严锈蚀；固定电缆的卡子应无松动、砸、刮损坏；清除电缆卡子与支架上的积垢及杂物；检查接线盒的表面温度。

—— 井下中央变电所至采区变电所的电缆应检查：电缆按规定吊挂好；无机械损伤；金属铠装层无锈蚀、裂口、断裂、松散、脱落现象；电缆与电气设备的连接符合防爆要求；电缆的标志应符合要求。

—— 绝缘电阻的测量。 对于 1000V 以下的电缆用 500V 或 1000V兆欧表测量，绝缘电阻值不小于 50MΩ ；

1000V 以上的电缆用 2500V 或 1000V兆欧表测量， 6-10KV 电缆绝缘电阻值不小于 100MΩ ；

运行中的高压橡套电缆的绝缘电阻一般应不大于50MΩ ；

低压橡套电缆的绝缘电阻一般应大于 2MΩ 。

3 、电缆的管理（ 1 ）电缆外皮的防腐 井下敷设的裸钢带或钢丝铠装电缆应定期进行防腐

处理。（ 2 ）电缆管理 各矿井应加强对矿用电缆的管理，成立专门组织负责对全矿电力、照明、通信控制电缆统一管理，做到账、卡、物一致。禁止电缆露天堆放，严禁不合格的电缆下井。

（ 3 ）电缆的防护 掘进工作面机电设备用的电缆，随时监视电缆情况，防止遭受撞击、挤压；设备移动时，设专人看守，防止挤伤和拖断；立井井筒内更换罐道，风、水管路维修及井壁维修时，对井筒内的电缆必须进行防护；在井筒施工时，要制定措施防止砸伤电缆；在井下巷道内运输超宽大型材料或大型设备时，制定措施防止挤伤、撞伤、刮断电缆；在井下堆放物料时严禁压挤电缆。

4 、电缆的试验

（ 1 ）浸水耐压试验 浸水耐压试验是将修补后的电缆浸入水池中，但两端头露出水面，将一根芯线接试验电源，其余芯线短接接地。试验电压为 2 倍额定电压加 1KV，持续时间为 5min ，电缆不被击穿，浸入耐压试验为合格。

（ 2 ）载流试验 试验时，先将电缆芯线串联起来，然后接电

源，使芯线通过长期允许负荷电流，持续时间为3min ，芯线接头处温度不超过电缆正常表面温度为合格。

（二）矿用电缆故障判断

1 、电缆故障种类（ 1 ）绝缘故障 主线芯之间或线芯对地绝缘电阻达不到要求；

线芯之间或主线芯对地泄漏电流过大。（ 2 ）单相接地故障 单相接地故障即某线芯完全接地。（ 3 ）短路故障。 包括二相或三相相间短路、二相或三相同时接

地短路。

（ 4 ）断相故障 电缆一相或两相芯线断开。2 、电缆故障的原因 （ 1 ）电缆在使用中遇到挤、压、埋、砸、刮、

受潮、进水都要可能使电缆的绝缘性能下降，造成漏电、短路及灿相事故。

（ 2 ）在运输过程中，因电机车，矿车掉道或材料超宽造成碰撞，损坏运输大巷的电缆出现断相、短路事故。

（ 3 ）电缆接线盒不符合要求，密封不好受潮，造成短路、绝缘性能下降事故。

（ 4 ）日常维护检修管理不善，将电缆落在地上，甚至浸泡在水中，造成漏电、短路事故。

（ 5 ）电缆连接时出现“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头、毛刺造成单相接地。

（ 6 ）选择电缆截面时机械强度不够，拉断或刮断，造成断线事故。

（ 7 ）因操作过电压、大气过电压造成电缆绝缘击穿，导致短路、接地事故。

（ 8 ）电缆截面积过小，使电缆长期过负荷运行，造成绝缘老化，出现电缆绝缘故障造成漏电。

3、电缆故障判断

（ 1 ）电缆故障性质判断

A 、单相接地故障判断 将电缆一端开路，在电缆的另一端将兆欧表的 E 端和 L 端测线一根接地（或铠装电缆铠装层），另一根分别与三相主线芯相连，如果出现绝缘电阻值为零或很低的相，即可判断为单相接地故障相。

B 、相间短路故障判断

将电缆一端开路，在电缆的另一端，将兆欧表的 E 端和 L 端分别与电缆两相主线芯相连，测量两相间绝缘电阻，如果出现电阻值为零，即可判断为相间短路故障。用同样的方法分别测量三相主线芯的两相间绝缘电阻值，即可判断出短路相。

C 、断相故障判断

将电缆一端短接，在电缆的另一端，将兆欧表的 E 端和 L 端分别接于两相主线芯，如果说出现绝缘电阻无限大，即可判断为断相事故。用同样的方法分别测量三相主线芯的两相间绝缘电阻值，即可判断出断线相。

2、电缆故障点判断

——凡属电缆绝缘故障，往往是通过检测绝缘电阻和做泄漏试验发现的；或者从检漏继电器绝缘读数判断。

——因短路事故造成外皮烧伤，一般通过沿电缆线路查找外观应可找到故障点。

—— 电缆接线盒出现短路事故，如果及时触摸，可以摸到接线盒表面温度较高；电缆某处短路，有时可以看到烧穿的伤痕，还可以嗅到绝缘烧焦的气味。此外，还可以通过仪器、仪表判断故障点的位置

（ 1 ）用万用表判断橡套软电缆故障点 将橡套电缆两端的线芯全部开路，如果电缆故

障是相间短路，将发生短路的两相线芯端头与万用表相连接；如果是接地故障，将发生接地的线芯和地线芯接到万用表上，将万用表的选择开关打到欧姆档，由工作人员对电缆逐段弯曲或翻动，当弯曲到某点时，万用表指针有较大摆动时，该点就是故障点。也可用木棒敲打电缆外护套，当敲打到某点，万用表指针有较大摆动时，该点可能是故障点。

（ 2 ）用单臂电桥判断电缆故障点 单臂电桥的原理如图 4 所示。由四个电阻组成

的电桥线路中，在一对角接入微电流计 G ，另一对角接入直流电源 E ，调节桥路电阻，使通过微电流计 G 的电流等于零，这时 b 、 d两点电位相等，则电桥平衡。

因此，四个电阻组成的电桥处于平衡时，相对两个电阻的乘积相等，若其中知道任何三个电阻的读数，即可按以公式（ 1 ）求出第四个电阻（ Rx ）值

用电桥法测量电缆故障时，将电缆单位长度的电阻和电容看成是均匀分布的，设电缆长度为L ，故障点长度为 Lx ，如图 5 所示，电缆线芯单位长度的电阻为 Ro ，可按公式（ 2 ）求出电缆故障点长度 Lx 。

用电桥法测量电缆接地故障和线芯相间短路故障，如果操作正确，故障点的误差可在 5m 以内。

Rx= R2

R1R3

用电桥法测量电缆故障点相关计算公式

公式（ 1 ）

Lx=2LR1+R2

R2公式（ 2 ）

式中， Lx—— 电缆故障长度， m ；

L—— 电缆实际长度， m ；

R1 、 R2—— 可调电阻， Ω 。

a

b

c

dE

G

R1 R3

RxR2

I3I1

I2 Ix

图 4 ：电桥原理接线图

L

E+

x

a

b

c

G

LX

R1

R2

Rax

Rcx

图 5 ：电桥法测量电缆故障点

3 、判断电缆故障注意事项

（ 1 ）用普通型携带式电气测量仪表测量电缆故障时（或采用地面测试的方法测试井下进风巷中铠装电缆故障时）必须保证周围的瓦斯浓度低于 1% ，在使用过程中，实时监测周围的瓦斯浓度。

（ 2 ）电缆因故障引起火灾时，应立即切断电源，用砂子、干粉灭火器等灭火器材灭火，并及时报告。

（ 3 ）不准用试送电的方法判断电缆故障的性质和故障点所在的区段。对有煤（岩）瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出的巷道区域内的电缆故障，严禁用送电方法判断电缆的故障点。

（ 4 ）用仪器、仪表及人工敲打等方法判断电缆故障点时，故障电缆必须切断电源，并与其他电网完全隔开后方可进行。

谢谢 !