矿用电缆需要有哪些性能要求与特性

矿用电缆需要有哪些性能要求与特性

矿用电缆是矿山开采、井下作业的核心配电/信号传输载体，需适应高湿、高尘、机械冲击、电磁干扰、易燃易爆等恶劣井下环境，其性能要求和特性围绕安全可靠性、环境适应性、耐用性三大核心展开，具体分类如下：

一、 核心安全性能要求

1. 阻燃与抗静电特性

• 必须符合MT 386-2011《矿用阻燃电缆阻燃性能试验方法》 标准，具备不延燃、离火自熄能力，防止电缆起火引发瓦斯、煤尘爆炸。

• 护套需添加抗静电剂，表面电阻控制在1×106∼1×109Ω，避免静电积累产生电火花，这是矿用电缆区别于普通电缆的关键指标。

2. 防爆适配性

• 与井下防爆电气设备连接的电缆，需满足隔爆型、本安型等防爆等级要求。本安型矿用电缆需限制电容和电感参数，防止能量积聚引燃爆炸性混合物。

• 电缆接头、终端需采用矿用专用防爆附件，确保整体防爆性能无断点。

3. 绝缘与护套耐电痕性

• 井下潮湿环境易导致绝缘表面漏电起痕，绝缘材料需通过 耐电痕试验（IEC 60112），耐电痕等级不低于PTI 175，防止电痕击穿引发短路故障。

二、 环境适应性性能要求

1. 耐温与耐候性

• 矿用橡套电缆：导体工作温度70℃（普通型）、90℃（耐热型）；

• 矿用交联聚乙烯电缆：导体工作温度90℃，短路时（5s）温度不超过250℃。

• 井下温度波动大（通常-20℃~60℃），电缆长期工作温度需满足：

• 护套需具备耐低温柔韧性，在-20℃低温下弯曲无裂纹，适应井下低温环境。

2. 耐潮湿与耐腐蚀性

• 绝缘和护套材料需具备优异的防水防潮性能，经浸水试验后，绝缘电阻仍保持稳定（常温下不低于100MΩ⋅km）。

• 耐井下酸性水、盐雾、霉菌侵蚀，护套材料需通过防霉试验（GB/T 2423.16），防止护套老化破损。

3. 耐机械损伤性能

• 抗冲击性能：经落锤冲击试验后，绝缘无破损、导体无断裂；

• 抗挤压性能：受外力挤压后，电缆变形量不超过30%，且电气性能无异常；

• 耐磨性能：护套耐磨次数不低于1000次（GB/T 2951.19），延长使用寿命。

• 井下存在岩石砸击、设备碾压、拖拽摩擦等机械应力，电缆需满足：

三、 电气性能要求

1. 导电性能与载流量

• 导体采用高纯度无氧铜，导电率不低于99.9%，降低传输损耗；导体结构需为多股绞合，提升柔韧性和抗疲劳性。

• 载流量需满足井下长距离输电需求，在额定温度下，载流量不低于标准值（如：10mm²矿用橡套电缆载流量约50A）。

2. 绝缘强度与介电性能

• 成品电缆需通过 工频耐压试验：1kV级电缆施加3kV电压，5min无击穿；10kV级电缆施加21kV电压，15min无击穿。

• 介电常数稳定（εr≤3.5），介质损耗角正切值（tanδ）≤0.005，降低高频信号传输损耗（适用于矿用通信电缆）。

3. 抗电磁干扰性能

• 矿用通信电缆（如：矿用同轴电缆、矿用控制电缆）需具备抗电磁干扰能力，可采用屏蔽结构（铜丝编织屏蔽、铝塑复合带屏蔽），屏蔽效能不低于80dB，防止井下电气设备电磁干扰信号传输。

四、 专用特性要求

1. 矿用通信电缆的传输特性

• 用于井下语音、数据传输的通信电缆，需满足 衰减常数小、串音衰减大 的要求：在1kHz频率下，衰减常数≤0.7dB/km，串音衰减≥60dB，确保信号传输清晰稳定。

2. 矿用移动电缆的耐弯曲性能

• 井下采煤机、掘进机等移动设备用电缆，需具备 耐频繁弯曲特性，弯曲半径不小于电缆外径的6倍，经10万次弯曲试验后，电气性能无异常。

五、 标准与认证特性