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1、ZBZ4.0（2.5）矿用隔爆型煤电钻综合保护装置济源市金光电器有限公司一、适 用 范 围1、用途：本装置用于煤矿井下127V、1.2KW手持煤电钻的远方控制及短路、过载与漏电保护，是带有干式 变压器的手持煤电钻的综合式保护装置。2、适用条件海拔高度不超过 1000 米；周围介质温度不超过一5C+30C；周围空气的相对湿度不大于97%；在无强烈颠簸振动以及垂直倾斜不超过15度的地方；在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与蒸汽的环境中； 可用于甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中；电源电压允许波动范围：额定电压（一5%一10%）。3、型号意义Z综合；B 隔爆；Z煤电钻；2.5/4.0容量KW二、技术特征和主要
2、参数1 、 型号ZBZ2.5/4 型2、主要技术性能短路保护灵敏可靠，保护距离长，主要保护元件，具有自检作用。短路保护采用载频检测与熔断 器双重保护。电钻不工作时发生短路，可实现短路闭锁。保护装置动作后，电路具有自锁作用。采用先导回路、可在远方开停电钻，不打钻时电缆不带电，安全可靠。电钻变压器，控制开关、短路保护、漏电保护、先导控制回路组成一个综合保护装置，结构简单， 使用维护方便。3、基本技术参数（见表一）表主变压器被控制电 钻功率漏电电阻 动作值漏电保护 动作时间短路保护距离及 动作时间接线方式额定电压额定电流丫仏660/133V2.19/10.85A1.2KW出厂检定值3KQ, 1.5
3、3KQ可调不超过0.25 秒保护距离0300米 动作时间V 0.1秒380/133V3.79/10.85A三、结 构 概 述综合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与壳身采用转盖止口结构，外壳上部有一 接线箱作为引进和引出电缆用。外壳右侧装有操作隔离开关的手柄和检查短路、漏电保护系统是否有效 的试验按钮。并有可靠的机械联锁装置，保证当隔离开关闭合时，壳盖打不开；壳盖打开时，隔离开关 不能闭合。壳盖上方有一透明镜，可以从外面观察状态指示灯。主变压器与机芯的联结采用端子板，检 修时松开端子板固定螺丝，机芯可独立拿出。主要元件的作用：1、隔离开关1K：在正常情况下不仅作隔离电源之用，（不允
4、许带负荷操作）。在紧急情况下可分断 电钻堵转电流3 次。2、一次侧熔断器1RD、2RD:对主变压器作短路保护。3、二次侧熔断器3RD、4RD:作为127V系统短路保护。4、玻璃管熔断路5RD：保护控制变压器。5、热继电器:对电钻进行过载保护。6、交流接触器CJ：用于分断或接通电钻的主回路，线圈电压127V7、主变压器 ZB：容量为 2.5KVA （4KVA）。接线方式为 Y-A/A, 660380/133V,供一台 1.2KW （4KW）煤电钻之用。采用B级绝缘，允许温升85C。8、晶体管线路板插件：包括控制和保护等线路部分的电子元件。能防潮、防尘，并便于更换。四、电 气 原 理电气线路主要包
5、括主回路，控制回路，检漏保护回路等几部分，见图一。1、主回路由隔离开关1K, 一次侧熔断器1RD、2RD ,主变压器ZB,二次侧熔器3RD、4RD,热继电器RJ, 变流接触器CJ等组成。2、控制回路电钻起动采用先导回路控制。首先闭合手柄开关2K,接通下述先导回路；+20V-D5-2K （C相）一电钻绕组（c-a相）一2K （a相）一需（常闭接点）R8D61J（线圈） -3J2 （常开接点）一OV1J有压吸合（127V系统无短路时，接点3J2处于闭合状态，说明见短路保护部分）。常开接点1J1 闭合，将CJ线圈通电，主接点闭合，接通主电路电源，电钻起动运转。与此同时，CJ4、CJ5二接点断 开，切
6、断先导回路，此时1J的供电电源由电流互感器LH二次的感应信号经QSZ2整流和C2滤波后提 供停钻时，2K断开，主电路电流中断，LH二次无输出，1J失去电源释放：CJ随之跳闸，主接点将 127V电源切断，不打钻时使电缆不带电。二极管D4、D5用于实现127V网路与先导回路电源以及维持电源之间的相互隔离。3、短路保护电路 本保护系统，采用载频检测保护方式。其原理是不论电钻电缆是否送电，其上始终通有一固定频率载频信号。一旦电缆出现短路，则首先将载频信号短接，并通过检测装置判别载频信号消失，给出切断 电源的执行指令。具体过程如下：由BG2、L1、C3、C4、R9R11等元件组成电感三点式自激振荡，产生
7、20KC载频信号经两路输 出：一路径L2、R20、R21、L8、R9等元件与127V三相网络耦全：路径D10、BG3、BG4、R12R14 等元件放大后输出，作为检测回路的取样信号。正常情况下网路绝缘电阻很高，振荡器所带负载很轻 槽路两端（C4）输出电压较高，经BG3、BG4放大后，使继电器3J获得足够的工作电压而吸合，常开 接点3J2闭合，给出允许先导回路工作的条件。同时加于单结晶体管BG7的控制极的电压也较高，对 应该电压下的峰点电位高于由R16、R18分压确定的阳极电位，BG7不能导通，由BG6组成的闭锁电 路不起作用。正常工作时，由BG4集电极输出的电压为矩形脉冲电压，为保证电压能够连
8、续通过C5而送入3J, 电路中设置了在BG4电压输出的间歇时期C5的低阻放电通路。其回路为：C5 （ + ） BG5 （ec） D20C5（）当127V网路发生短路时，电阻R20和R21成为振荡器的主要负载。由于该值很小，使振荡器负载 电流显著增大，结果促使振荡器停振，槽路无电压输出。这样BG3、BG4将持续载止，3J得不到电压 而释放，同时BG7开始导通。R17输出电压使BG6饱和导通，将振荡器三极管BG2基极对地短接， 保证3J持续释放。3J的几个接点动作，分别切断电源和给出短路保护动作指示信号，即黄灯亮，由于 短路保护具有闭锁作用，所以当短路保护动作后，在排除故障并准备再一次送电时，必须
9、将控制电源瞬 间断开，使闭锁电路复位后方能重新工作。4、过载保护采用热继电器RJ保护，当电钻过载时，串接于CJ线圈回路的RJ常闭接点断开，CJ释放使主电路 断电。5、漏电保护回路该装置漏电保护系统采用127V网路电源直接检测方式。由DID3、RlR4以及直流继电器2J 等主要元件组成。检测回路是：127V电源（三相）fROR4-2J-地一网路绝缘电阻一127V电源。当网路绝缘电 阻低于8K时，黄色发光管LED4给出危险指示。在网路对地绝缘水平较高时，流经2J的电流很小，不足以使其动作，当网路对地绝缘低于整定值 时，继电器2J流过足够电流开始吸合，其常闭接点2J1断开，将CJ线圈通电回路切断，C
10、J释放，切 断主电路电源。同时2J2闭合，将漏电试验电阻接入，2J自锁。漏电故障排除后，装置重新投入工作时， 仍需瞬间断开隔离开关1K,解除漏电自锁，然后方能工作。6、保护装置动作试验电路包括两个部分：短路动作试验和漏电动作试验。分别由SK2、C10及SK1、R22组成。按下试验按钮时，SK1或SK2闭合人为模拟两种故障状态，装置应可靠动作，并给灯光信号指示。7、低压电源部分控制电源由127/32、5.5V控制变压器，经QSZ1整流，R5、C1滤波以及经GB1、DW1简单的串 联式稳压电路后供出直流20V，为先导回路和短保护电路提供电源，其5.5交流电源经D14整流后作为 信号指示电路电源，供
11、发光二极管用。五、产 品 运 输 及 保 管1、产品在运输过程中，不应有剧烈的振动，冲击和倒放。2、产品不得曝晒、雨淋并应存放在空气流通，温度不高于+50C，不低于一30C和相对湿度不大 于 95%及无腐蚀性气体的环境中。六、安 装、 使 用 与 维 修1、设备拆箱后，应检查各电器元件，有无因在运途中受震损坏、脱落和受潮现象。2、接线方式：出厂时产品主变压器均按660/133V方式接线。如在380V网路工作，需将主变压器 搬出外壳，按图（三）所示进行改接。电缆的连接及漏电电阻的整定，按图（四）进行，接线前用 500伏兆欧表测量高低压侧绝缘电阻值， 应不低于5MQ。3、ZBZ型综合装置下井使用前
12、需在地面进行检查试验。由于该装置短路保护部分某些元件参数， 出厂时均是按井下网络条件调试整定，故在地面试验时，由于电源及网络参数与井下差别较大，可能出 现短路保护系统误动作情况（ 即打钻或不打钻时黄灯亮）。为了避免上述原因引起的误动作，用户可在电源侧（660V或380V）并接一组补偿电容器，每相 电容量为0.471uF,采用三角形联结方式（或加长电缆）。如并接电容器后试验中仍出现打钻时短路保 护误动作情况，则应检查线路板插件及机芯。如打钻工作正常，应分别做长电缆（150米）末端短路试 验，以及漏电试验，保护装置均能正常工作后，方可下井。4、综合装置应可靠接地，辅助接地应在主接地点5米外处。5、
13、综合装置接入网路后应先进行三次短路及漏电动作试验，每次均应可靠动作，并给出灯光信号 指示。其中漏电保护部分如产生拒动，可适当减小试验电阻R22。试验可按下述方法进行。将电源开关 1K闭合，此时绿色指示灯亮，然后按下位于机壳侧方的短路试验按钮，若短路保护功能正常时，则黄 色指示灯给出发光信号指示。再次进行试验时，将1K瞬间分断后再闭合，以便解除线路中的闭锁作用。 若按下短路试验按钮后，黄色指示灯不亮，在指示灯供电系统无故障的情况下，则说明短路保护失灵， 应查出原因并处理正常后方可使用。对漏电保护功能的试验方法，基本上与上述相同，只是用下边那个 漏电试验按钮，当保护功能正常时，按下漏电试验按钮后，
14、红色指示灯给出发光指示，否则表明漏电保 护部分存在问题，需要处理。同样，当红灯亮后，装置再次进行试验时，仍需将1K开关瞬间分断后闭 合，解除自锁。在分断1K时，应将短路试验按按钮压入，否则不能搬动开关手把，因为二者存在分断1K时必须 首先分断 CJ 的机械闭锁。6、使用中如出现误动作或按下试验按钮产生拒动时，可更换晶体管线路板插件试之。7、线路板插件的维修，可参阅故障处理一节内容所示方法。维修时，请勿随意拧动磁芯，修复的 插件，仍需在地面进行各项试验，其要求同第5 条。8、本产品连续使用时，每班应做一次保护性能动作试验。9、装置应进行定期检修。10、CJ 触点有一定使用寿命，损伤严重时，应及时
15、更换。11、本装置在井下使用时，严禁将接触器，三个主要点短接或以机械外力方式使主接点强行闭合， 否则将会烧毁线路板插件。七、测 试 数 据 和 常 见 故 障 处 理插板件的测试数据：1、电源电压：在正常情况下插件板电源输入为交流32V（20线插头12、13两端）；插件板稳压电源输出为20V左右（BG1发射极对负端电压）；电湖泊电压波动二土 输出直流电压基本不变（可用调压器试之）。2、短路保护部分：其载频振荡器振荡频率为20KC左右。在电源电压正常，输出端不接负载条件下测试:测试点电压值波形（示意图）测量仪表BG2发射极对负（1213）V毫伏表示波器C4两端（1415）Va毫伏表示波器BG3发射极对负（78）VJ2LCL毫伏表示波器BG4集电极对负（1112）VL毫伏表示波器C5正端对负（1112）VL毫伏表示波器C5负端对负（1112）Vfa毫伏表示波器C6两端+ （1416）V万用表C7两端（5
