矿用电力馈线电缆将中压（MV）电力从矿井变电站输送至开关站、移动式变电站和动力中心。它们属于固定或半固定连接线缆，不同于随设备移动的拖曳电缆和卷筒电缆。我们关于电铲与拉铲电缆, 采煤机与连采机电缆与铲运机与凿岩台车电缆的指南涵盖了这些采矿机械电缆。
美国国家职业安全卫生研究所（NIOSH）资助了一项2006年研究，对这些系统进行了探讨。该研究指出，现代地下煤矿通常敷设有 15 英里以上（约 24 km）的高压（HV）电力电缆，电压等级为 12.47 至 14.4 kV。
核心要点
- 在美国煤矿的电阻接地系统中，地下 HV 电缆的每根动力导体都需要配备金属屏蔽、接地导体以及绝缘接地监测导体（美国联邦法规，30 CFR 75.804).
- Part 75 中没有任何条款Subpart I要求 HV 馈线电缆必须获得美国矿山安全卫生管理局（MSHA）的阻燃验收，这与拖曳电缆（75.600-1）及 HV 综采工作面电缆（75.822).
- 除拖曳电缆外，严禁在带电状态下移动或搬运任何带电的 HV 电缆（75.812）。若 MSHA 批准在带电状态下移动动力中心或变压器，则仅允许持有合规且经过测试的绝缘手套的持证人员移动相关电缆。
- 澳大利亚昆士兰州的Coal Mining Safety and Health Regulation 2017规定，地下 HV 回路的接地故障电流上限为 10 A，若向 1 类爆炸危险区域（ERZ1）供电则上限为 5 A，但须符合第 191(2) 条的除外情形（第 191 条）。
- 在上述2006年研究中模拟的接地故障电流达到了中性点接地电阻（NGR）电流的近三倍。
馈线电缆在矿山供电系统中的位置
馈线电缆位于矿井变电站与为采矿设备供电的开关站、移动式变电站和动力中心之间。美国地下煤矿规程规定，进入井下的 HV 回路断路器必须设在地面，“在任何情况下都不得安装在井下或平硐内”（75.800-1).
每根通向井下的不接地裸露动力导体均须安装避雷器，安装位置距离线路入井处不得超过 100 英尺（约 30 m）（75.521）。井下隔离开关必须设在主供电回路引入的井筒和钻孔底部以及其他入口点 500 英尺（约 152 m）以内（75.519）。HV 回路在地面入口点 100 英尺范围内还必须配备具有明显断开点的隔离开关，除非 MSHA 批准在更远但更易接近的位置设立（75.802(c) 款）。
第 75.1002 条限制了在最后贯通风巷内或其下风侧，或在煤柱工作面或长壁工作面 150 英尺（约 46 m）以内允许敷设的电气线路。只有以下符合要求：为允许型长壁设备或连续采煤机供电的屏蔽 HV 电缆、允许型长壁设备的互连电缆、本质安全回路以及为低压和中压允许型设备供电的电缆。
在地下金属与非金属矿山中，井筒和钻孔动力电缆必须牢固固定（57.12083）。在加拿大安大略省，从地面向井下输送电力的电缆必须通过地面断路器供电（第 854 号条例第 175(1) 条）。
英国工伤事故与健康管理局（HSE）的指导文件HSG278指出，井下供电电压通常不应超过 11,000 V。对于通常静止但在通电状态下移动的设备，供电电压上限为 6,600 V。
1983 年拍摄的犹他州卡本县为煤矿供电的户外变电站。摄影：David B. Merrill，美国历史工程记录（国会图书馆），公有领域，来自 Wikimedia Commons，已裁剪。
矿用馈线电缆的结构构造
矿用馈线电缆通常包含三根绝缘动力导体，每根均带有独立的屏蔽层，并配有接地导体和一根绝缘接地监测导体，全部包覆在护套之下。矿用电力馈线电缆通常被命名为 MP-GC，正如在2006年研究中所述。我们的屏蔽电缆技术文章详细解释了这种分相接地屏蔽结构。
美国绝缘电缆工程师协会与美国电气制造商协会（ICEA/NEMA）标准 S-75-381的题名为《矿山及类似应用便携式与电力馈线电缆》。加拿大标准制定机构 CSA Group 则发布了 CSA C22.2 No. 96.1，用于固定或半固定配电中的非铠装矿用电力馈线电缆。该标准涵盖 5 至 35 kV 电压等级，对应 100% 和 133% 绝缘水平。
AS/NZS 1972:2006（于 2020 年重新确认）规范了地下煤矿用电缆，其中包括馈线电缆。南非标准 SANS 1520-2:2020（于 2026 年 7 月 23 日重新确认）涵盖矿用 HV 柔性拖曳电缆。BS 6708:1998（适用于矿山与采石场的柔性电缆）已于 2026 年 5 月 22 日废止。IEC 60502-2（2024 年第 3.1 版）排除了适用于特殊安装与运行工况的电缆，并特别指明包括“采矿工业”。
绝缘水平的选择至关重要，这是因为存在接地故障的风险。澳大利亚新南威尔士州（NSW）的一项实践规范指出，在接地故障电流受限的系统中发生接地故障时，“相电压将升高至线电压”。昆士兰州的煤矿安全规程要求阻抗接地或绝缘中性点系统的各个部分必须具备“相当于相间绝缘水平的相地绝缘水平”（第 191(3)(b) 条）。
三芯矿用电力馈线电缆的示意性横截面。每根相导体在半导电层之间配备绝缘层，并具有独立的铜带屏蔽；接地导体和一根绝缘接地监测导体布置在缆芯之间的间隙中。根据 30 CFR 75.804，电阻接地系统中的地下 HV 电缆需要在每根动力导体周围设置屏蔽层，并配备接地导体和绝缘接地监测导体。非按比例绘制；材料和尺寸因具体设计而异。
横截面图例（移动端适配）：
- 1. 铜相导体。
- 2. 半导电层之间的绝缘层。
- 3. 每相独立的铜带分相屏蔽。
- 4. 接地导体（图中显示两根）。
- 5. 绝缘接地监测导体。
- 6. 外护套（CPE 或 PVC）。
美国地下与露天矿馈线规程规范
根据 Part 75 Subpart I，美国地下煤矿 HV 馈线必须采用电阻接地、配备接地监测并带有屏蔽，除非适用例外情况。Part 75 和 Part 77 将超过 1,000 V 的电压统称为“高压”（75.2, 77.2），而适用于地下金属与非金属矿山的 Part 57 则将超过 650 V 的电压称为“高电位”（57.2).
延伸至井下的 HV 回路必须在电源变压器处通过电阻器将中性点接地，并且接地回路必须与动力导体一同敷设（75.802）。该电阻器必须确保发生故障时外部接地回路上的电压降不超过 100 V（75.801）。电压不超过 96 V 的故障安全型接地监测电路或经批准的等效装置，必须在接地导线或导引芯断开时促使断路器跳闸（75.803, 75.803-1).
根据 75.802(b)，MSHA 仅在确认不存在危险的情况下，方可允许向固定设备敷设不接地的 HV 回路。此类回路必须采用钢丝铠装或敷设在接地的刚性钢导管中，或者标称电压不超过 2,400 V 且配备带屏蔽导体以及一根或多根接地导体，其截面总和至少为一根动力导体截面积的一半。
这些系统中的地下 HV 电缆需要在每根动力导体周围设置金属屏蔽、一根或多根截面总和至少为一根动力导体截面一半的接地导体，以及一根绝缘接地监测导体（75.804）。电压超过 660 V 的回路上的连接器必须为具有全金属外壳的三相连接器，除非 MSHA 批准使用具有同等有效性的非金属连接器（75.805).
动力导线必须安装在绝缘良好的绝缘子上，并远离可燃物、顶板和侧帮（75.516）。其豁免范围包括“用于将高压电能输送至井下整流设备或变压器的特种设计电缆”。
根据 75.812，除拖曳电缆外，严禁在任何时候移动或搬运带电的 HV 电缆。当 MSHA 允许移动带电的动力中心或便携式变压器时，只有佩戴经批准并经过测试的绝缘电工手套的合格人员才可移动其相连电缆。
露天矿与阻燃要求
Part 77 涵盖露天煤矿及地下煤矿的地面作业区域。它要求 HV 输电电缆必须采取防损伤保护措施（77.807）。电阻接地系统需要配备不超过 96 V 的故障安全型接地监测（77.803, 77.803-1).
Part 75 Subpart I 中没有任何条款要求 HV 馈线或配电电缆必须取得 MSHA 阻燃验收。拖曳电缆（75.600-1）及 HV 综采工作面电缆（75.822）必须取得阻燃验收或认可。在开挖过程中，斜井或立井井口标高以下的导体需要采用阻燃绝缘（77.1914(b) 款）。
MSHA 检查员的核查要点
MSHA 于 2026 年 8 月发布的Electrical Inspection Procedures Handbook 要求检查员确认进入井下的 HV 电力电缆是否具备屏蔽（由 SHD 标识表明）。金属与非金属矿山在超过 650 V 时开展此类检查，煤矿在超过 1,000 V 时开展。他们还会检查：
- 敷设至井下的 HV 电缆走线位于经常通行的通风巷道中（75.807 要求定期检查通风道与运输道）；
- 在矿工工作或行走的场所，当 HV 电缆悬挂高度低于 6½ 英尺（约 2 m）时设置防护装置；
- HV 连接器已锁定、紧固且无损坏；
- 任何暴露于阳光直射下的电缆均具有耐紫外线的外护套。
检查员使用非接触式验电器对屏蔽电缆中的代表性接头进行测试；若检测到电压指示，则表明屏蔽层缺失或不连续。在使用环形零序电流互感器检测接地故障的场合，设备接地导体（包括导体屏蔽层）“不得穿过电流互感器”。在地面变压器站，手册指出“屏蔽电缆可被视为具备防护”。
电容、接地故障与继电保护选择性
屏蔽馈线电缆引入的对地电容可能使接地故障电流远高于 NGR 电流，从而破坏继电保护的选择性。2006年 NIOSH 资助研究 指出屏蔽矿用电缆的电容“约为 110 pF/ft”。其对 500 英尺长、15 kV 4/0 矿用电力馈线电缆的实测平均值约为每相 0.050 µF，与计算值的偏差在 10% 以内。
该研究指出，选用 25 A NGR 配备 10 A 动作整定值（占限值的 40%）是符合75.801规定的常见做法。在其对一个典型的 12.47 kV 系统模型中，模拟故障电流“在所有情况下均超过 NGR 电流近三倍”。该系统“容易失去选择性”，且模拟的谐振故障产生了“大约三倍于额定电压”的高电压。下图绘制了该研究表 VII 中的六处模拟故障。
在配备 25 A 中性点接地电阻的典型 12.47 kV 地下煤矿配电系统中，对六根电缆进行的单相接地故障模拟：流经电阻器的电流（22.4 至 24.6 A）与总故障电流（64.9 至 71.9 A）对比。来源：引自Detrimental effects of capacitance on high-resistance-grounded mine distribution systems，一项发表于 2006 年由 NIOSH 资助的研究。检索于 2026 年 10 月。
图表数据（移动端适配）：
- 电缆 2–13：NGR 电流 24.6 A；故障电流 71.9 A。
- 电缆 13–16：NGR 电流 24.6 A；故障电流 71.7 A。
- 电缆 18–20：NGR 电流 24.5 A；故障电流 71.4 A。
- 电缆 31–32：NGR 电流 22.7 A；故障电流 65.8 A。
- 电缆 34–36：NGR 电流 22.6 A；故障电流 65.6 A。
- 电缆 41–43：NGR 电流 22.4 A；故障电流 64.9 A。
其他地区的规程和指导文件对接地故障电流和跳闸倍数做出了规定。
- 来源：英国HSG278（HSE 指南） ——接地故障电流：井下超过 1,200 V 的系统预期接地故障电流不得超过 150 A ——接地漏电跳闸：整定倍数至少为 3:1，建议为 5:1
- 来源：NSW 规范 ——接地故障电流：在合理可行范围内尽可能低 ——接地漏电跳闸：相对于限流电流的比值至少为 10:1
- 来源：昆士兰 第 191 条和第 192 条 ——接地故障电流：HV 回路为 10 A，ERZ1 回路为 5 A ——接地漏电跳闸：非 ERZ1 的 HV 回路为 1 A 或更小
上述昆士兰州的限值受第 191(2) 条和第 192(5) 条的除外情形限制：本安电路；对地电压不超过 55 V 且完全包含在非爆炸危险区域（NERZ）或防爆外壳内的电路；以及与地绝缘的电路。第 192(1) 条适用于对地运行电压超过 55 V 的电路。这些除外条款并未取消第 192(4) 条中针对卷筒电缆、拖曳电缆和馈线电缆电路所单独规定的接地连续性及闭锁保护要求。
连接器、接头与现场测试
美国规程明确了断开连接的先后顺序以及接头的连续性要求，IEEE 指南则规范了现场测试。根据75.805规定，断开连接时，接地监测导体必须最先断开，接地导体最后断开。电缆接头“必须确保所有构件的连续性”（75.804(b) 款）。
一项 1982 年的连接器研究对 15 kV 级连接器进行的研究得出结论：“局部放电似乎是值得关注的主要失效机理”。该研究进一步补充道，“连接器在电缆上的安装工艺质量至关重要。”
IEEE 400-2023指导 5 kV 及以上电压等级屏蔽电力电缆绝缘的现场测试，而 IEEE 400.3-2022涵盖了局部放电现场诊断。IEC 60270:2025规定了局部放电测量技术，而 IEC 60885-3:2015涵盖了成盘电缆长度上的测量，但不涵盖已安装的系统。CSA M421:23第 7.6.2 条现附有采用 IEEE 400 测试方法的说明。
在昆士兰，地下矿山的安全与健康管理体系必须包含馈线电缆的修补与测试程序（第 189 条）。AS/NZS 1747:2022规范了采矿、隧道工程、采石场及挖泥船中卷筒电缆、拖曳电缆和馈线电缆的此类维护测试作业。
MSHA 死亡事故报告的启示
MSHA 死亡事故报告显示，多起伤亡事故发生在未断电且未挂牌上锁的矿用 HV 电路上。在部分案例中，接地监测保护同样失效。
- 1997，肯塔基州，地下煤矿，7,200 V： 接线盒回路“未进行断电、接地、上锁或适当挂牌”，且短路的接地监测器导致开关未能跳闸。
- 2002，弗吉尼亚州，地下煤矿，12,470 V： MSHA 指出其“未能对隔离开关上锁”、挂牌并使电路接地，且地面断路器“处于失效状态”。
- 2004，弗吉尼亚州，地下煤矿，7,200 V： 一名工人在清理带电的 HV 穿墙插座时触电，而弯曲的导引芯插针导致故障安全型接地监测电路发生短路。
- 2025，蒙大拿州，地下铂族金属矿，13,200 V： MSHA 指出矿主未能做到：(1) 对设备断电或上锁；(2) 标记主电源开关；(3) 提供安全作业指导。
美国境外的规程规范
在除美国外的其他国家，馈线规程重点强调接地故障限值、屏蔽和铠装。
澳大利亚与加拿大
在昆士兰，为卷筒电缆、拖曳电缆或馈线电缆供电的每个井下回路均需配备接地连续性保护及闭锁型接地故障电流保护装置（第 192(4)(a) 条）。NSW 规范将配有附件相间隔板的分相屏蔽柔性馈线电缆列为电缆选型准则。其注释指出，这“已被证明是地下煤矿可靠的风险控制措施”。该规范还要求在合理可行的情况下，在动力导体上设置接地屏蔽。
在加拿大，CSA M421:23适用于由矿用电力馈线供电的移动设备，其中接地故障电位升高必须保持在允许的接触电压范围内。它增加了铠装电缆规则（第 4.3.4 条），并将其电缆保护条款 4.3.1.7 从便携式电力电缆扩展至所有电缆。
安大略省第 854 号条例第 164 条要求，对地电压超过 300 V 的移动电气设备必须采用限流且带接地故障保护的电源，并配备故障安全型接地连续性电路。第 175 条补充了针对井下供电的地面断路器要求。
智利、秘鲁、南非与英国
智利的 DS 132法令规定，超过 600 V 的馈线必须进行铠装且铠装层接地，若为柔性馈线则每相必须具备接地的同心分相屏蔽（第 222 条）。经智利国家地质矿产局（Sernageomin）批准，且符合防火安全规范和全绝缘要求时，可采用非铠装电缆。线路应沿巷道壁敷设在水管和风管的对侧或更高位置（第 220 条），跨越运输通道时净空至少应达到 2.10 m 或直埋（第 225 条）。
秘鲁的 DS 024-2016-EM最高法令规定，矿井井筒或逃生通道内的电缆必须具备阻燃不延燃和低烟特性（第 362 条 d）款）。根据第 360 条，安装必须遵循秘鲁国家电气规程（Código Nacional de Electricidad）。
南非的 2015年规程要求用人单位采取合理可行的措施，确保可能在采场、运输道或井筒引发火灾的悬挂电缆得到有效防护（第 3.7 条）。该防护涵盖具有选择性且额定值正确的开关设备，以及阻燃电缆或防火涂层。用人单位的措施还必须确保接地导体能够承受最大可能的接地故障电流（第 3.20 条），且埋地电缆或易受机械损伤的电缆必须进行铠装（第 3.22 条）。
在英国，HSE 指南指出，超过 650 V 的固定电缆上的金属屏蔽层“应采用钢丝铠装或其他合适的硬质金属护套”。我们的 SANS 1520 技术指南与 BS 6708 技术指南对这些标准中的电缆型号进行了详细解释。
我们的馈线与 MV 中压电缆设计
我们相关的电缆设计参考了美国、英国、南非和德国的设计规范。相关页面仅供设计参考，并非官方认证或审批证书，各司法管辖区所要求的具体认证须在订单确认阶段核准。
- Type MP-GC: 我们的数据表列出了 2 至 15 kV 的三芯馈线电缆，2 kV 采用乙丙橡胶（EPR）绝缘，更高电压等级则采用交联聚乙烯（XLPE）绝缘。每个相线均采用屏蔽和铜带分相屏蔽，配有两根裸铜接地导体、一根黄色接地监测导体以及氯化聚乙烯（CPE）或聚氯乙烯（PVC）外护套。其设计标准参考 ICEA S-75-381 / NEMA WC 58。
- BS 6708 Type 630/631: 我们的数据表列出了一款 3.8/6.6 kV 供电电缆，配备 EPR 绝缘、镀锡铜丝与尼龙编织的分相屏蔽层，以及在氯丁护套下的镀锌钢丝柔性铠装。
- SANS Type 611: 我们的数据表将 611、622 和 633 型号描述为用于卷筒电缆与区段馈线工况的 MV 中压电缆，具备分相屏蔽线芯，额定电压为 6.35/11、12.7/22 和 19/33 kV。
- NTMCGCWÖU: 我们的数据表列出了一款额定电压为 3.6/6 至 18/30 kV 的单芯 MV 中压电缆，具备柔性与同心屏蔽结构，用于将开关柜、移动式变压器和变电站连接至架空线路。它采用 EPR 绝缘、镀锡铜屏蔽层和红色橡胶护套。
如何选型与规范矿用馈线电缆
选型时应先确定电气系统参数，其次是适用的法规标准、结构形式、敷设路径及附件配置。相关产品型号请参阅我们的矿山与隧道电缆系列.
- 电压等级。 明确系统运行电压、额定电压等级以及绝缘水平。
- 规程规范。 明确所属司法管辖区及所要求的电缆执行标准。
- 电缆结构。 明确屏蔽层和接地导体形式。根据 75.804 的规定，外置接地监测导体的规格不得小于 No. 8 美国线规（AWG，约 8.4 mm²），内置接地监测导体不得小于 No. 10 AWG（约 5.3 mm²）。
- 敷设路径。 规划通风巷道、钻孔、立井走向、防护设施，以及直埋或铠装保护需求。
- 外护套选型。 根据耐日光老化、阻燃等级或立井竖井敷设环境进行匹配。
- 连接器与接头。 选择具备接地监测先断开特性的连接器，并选用能够保证所有构件电气连续性的电缆接头。
- 接地系统。 通过系统研究核验 NGR 选型容量、继电保护整定值及系统对地电容。
- 测试与交付文件。 确认工厂验收与现场测试标准（如 IEEE 400 方法），以及所需的产品认证批准文件。
常见问题解答
矿用馈线电缆是否需要取得 MSHA 阻燃认证？
在美国地下煤矿中，Part 75 的 Subpart I 未对高压馈线电缆强制要求 MSHA 阻燃验收。但立井施工有所不同：77.1914(b) 款规定在开挖期间井口标高以下须使用阻燃绝缘。秘鲁则要求立井内必须采用阻燃不延燃、低烟电缆（Art 362 d)).
什么是 MP-GC 电缆？
MP-GC 是矿用电力馈线电缆常用的型号名称，正如在2006年 NIOSH 资助研究中所述。此类电缆通常包含三根带屏蔽动力导体、接地导体以及一根绝缘接地监测导体。ICEA S-75-381规范了矿用便携式与电力馈线电缆。
馈线电缆与拖曳电缆有何区别？
矿用馈线电缆属于固定或半固定连接线缆，而拖曳电缆则随采矿设备移动。在美国地下煤矿中，拖曳电缆必须获得 MSHA 阻燃验收或认可（75.600-1），而 Subpart I 中没有任何条款对 HV 馈线提出此类要求。
矿用馈线电缆为何需要设置屏蔽层？
矿用馈线电缆采用屏蔽结构，是因为美国地下煤矿规程要求设置分相屏蔽，且 NSW 规范将屏蔽视为行之有效的风险控制措施。在美国地下煤矿中，75.804规定在电阻接地系统中每根动力导体周围均须包裹金属屏蔽。而 NSW 规范将分相屏蔽柔性馈线电缆称为“地下煤矿可靠的风险控制措施”。
矿用馈线应选用 100% 还是 133% 绝缘水平？
矿用馈线选用 100% 还是 133% 绝缘水平取决于接地系统型式及所执行的规程规范。CSA C22.2 No. 96.1涵盖了 100% 和 133% 两种绝缘等级。昆士兰规定阻抗接地或绝缘中性点系统的各个部分必须具备等同于相间绝缘水平的相对地绝缘（第 191(3)(b) 条）。
钻孔与立井电缆应如何进行固定与支撑？
钻孔和立井电缆必须牢固绑扎固定，避免护套、绝缘层和导体承受过大应力，正如57.12083在美国地下金属与非金属矿山中的要求一样。HSE 指导文件指出，敷设完成的电缆应沿其长度方向以适宜的间隔进行合理支撑。
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关于作者
Jyen 是 TEBAOFLEX的技术与运营工程师，负责公司的在线平台。本指南参考了美国联邦矿山安全规程、MSHA 检查指导与死亡事故报告、NIOSH 资助及大学研究成果、澳大利亚、加拿大、智利、秘鲁、南非和英国的矿业法规与指南、标准目录记录以及 TEBAOFLEX 产品数据表。文中所引用的产品页面均为 TEBAOFLEX 自有产品；所引述的监管机构与标准组织要求仅说明其管辖范围，并不代表对我司产品的认证或许可。
封面图片："Sous-station MT-BT"，摄影：Flo2110，CC BY-SA 3.0，来自 Wikimedia Commons，已裁剪。
