煤电钻综合保护装置.doc

一、概 述 本装置是适用于煤矿井下127V、1.2KW-1.5KW手持式电钻的远方控制，该装置是针对目前国内煤矿井下使用的煤电钻综合保护在实际运行中所存在的问题,而开发研制的一种新型的无触点煤电钻综合保护装置属国内首创。它可以消除煤电钻工作时交流接触器触头回跳所产生的机械振动、电火花、电磁干扰及反向瞬间过电压具有漏电、短路、断相、过载、三相电流不平衡、网路绝缘监视等多种保护功能，并有灯光显示装置的故障和运行状态。煤电钻不工作时，电缆不带电。 本装置采用越级式先导控制回路，使煤电钻电缆在被控制设备不工作时不带电，既节约电能，以安全可靠。主电路的通断采用较先进的固态继电器实现了煤电钻开户的无触点控制，二次控制器电路继电器触点电压为直流10V，电流5-10mA，提高了小型继电器的工作稳定性，使整机寿命达到千万次免维修。 该装置本体与壳连接采用插接式，便于安装调试和维修。 二、主要技术特征和主要参数 1、适用条件 （1） 海拔高度不超过2000m； （2）周围介质温度不超于-20℃～40℃； （3）周围空气的相对湿度不大于97； （4）在无强烈颠波振动以及垂直斜度不超过15度的地方； （5）在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与蒸汽的环境中； （6）可用于有甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中； （7）电源电压允许波动范围额定电压-5～10； 2、型号意义 K Z B2.5/4 主变压器额定容量 保护 钻 矿用 3、主要技术性能 （1）短路保护灵敏可靠，主要保护电路，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。 （2）采用先导回路，可在远方开停电钻，不打钻时电缆不带电。 （3）电钻变压器、控制开关、短路保护、漏电保护、断相保护、过载保护、三相不平衡保护、先导控制回路等组成综合保护装置。 4、基本技术参数 （1）主变压器 容量（KVA） 接线方式 额定电压 额定电流A 4 Y,Δ/Δ 1140,660,380/133 2.02,3.49,5.8/17.36 2.5 Y,Δ/Δ 1140,660,380/133 1.27,2.19,3.79/10.8 2保护参数 被控制电钻功率 1.2KW-1.5KW 漏电电阻工作值 1.5-3KΩ可调 漏电保护动作时间 0.25s； 短路保护距离 0-150m 短路保护动作时间 0.1s； 断相保护时间 ≤2s； 过载保护时间 60～180s（并具有反时限特性）； 三相不平衡保护 2s。 三、结 构 概 述 本综合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与壳体采用转盖止口结构。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验短路、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。壳盖上方有一小透明窗，可以从外面观察状态指示灯。主变压器与机芯的联接采用接插件，检修时机芯可单独取出。 主要元件作用 1、隔离开关1K正常情况下作隔离电源之用，不允许带负荷操作。在紧急情况下可分断电钻堵转电流3次。 2、一次熔断器1RD、2RD对主变压器作短路保护。 3、二次熔断器3RD、4RD作为127V系统短路的后备保护。 4、玻璃管熔断器5RD保护控制变压器。 5、KZB断相保护器。 6、固态继电器2K用于分断或接通电钻的主回路。 7、主变压器ZB接线方法为Y-Δ/Δ1140，660-380/133V，采用B级绝缘，允许升温85℃。 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 电气线路主要包括主回路、控制回路、保护电路组成。 1、主回路 由隔离开关1K、一次侧熔断器1RD、2RD、主变压器ZB、二次侧熔断器3RD、4RD、固态继电器2K等组成。 2、控制电路 电钻起动采用先导回路控制。首先闭合手柄开关2K，电钻启动。20V正电→D13→B相电缆→M电钻绕组→3K→C相电缆→1J2→R8→R29→0形成先导回路，另有R29分压WD2→C12→R30→R20分压→BG8基极→导通IJ吸合。在无故障情况下，2K导通电钻启动。与此同时，IJ2接点打开，切断先导回路，此时电流互感器已产生感应电压，它及时供给三极管基极电流，维持1J吸合。 停止打钻 由于电钻运行时靠电流互感器感生电压维持三极管导通，如果电钻停止运转，电流互感器失去电流而不产生感应电压，于是1J释放，2K关断主回路停止工作，电钻不工作时电缆不带电。 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。一但电缆出现短路，则首先将载频信号短接，并通过检测装置判别载频信号的消失给切断电源的执行指令。具体过程如下 由BG2、L1、C4、R9-R11等元件组成电感三点式自激振荡器，产生20KC载频信号经两路输出一路经L2、R20、R21、C8、G9等元件与127V三相网络偶合；一路经D16、BG3、BG4、R12-R14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。同时加于可调单结晶体管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，为保证电压能够连续通过C5而送入3J，电路中设置了在BG4电压输出的间隙时期C5的低阻放电通路。其回路为 C5（）→BG5（e-c）→D20→C5（-）→D21 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，结果使振荡器停振，槽路无电压输出。这样BG3、BG4将持续截止，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，所以当短路保护动作后，在排除故障并准备再一次送电时，必须将控制电源瞬间断开，使闭锁电路复位后方能重新工作。 4、断相保护、过载保护、三相电流不平衡 采用我公司研制的KZB断相保护器将输出接口并接在试验按钮上，一旦出现断相过载、三相不平衡立即断电跳闸。 5、漏电保护电路 该装置漏电保护系统条用127V网路电源直接检测方式。由D1-D3、R1-R4及直流继电器2J等主要元件组成。 检测回路是127V电源（三相）→R4→LED1→2J→地→网路对地绝缘电阻→127V电源。 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流过足够电流吸合，其常闭接点2J1断开，切断主电路电源。同时2J2闭合，将漏电试验电阻接入，使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。并给出灯光信号指示。 7、低压电源部分 控制电源由127/32V，5.5V控制变压器，经D4-D7整流，R5、C1滤波以及经BG1、WD等简单的串联式稳压电路后供出。其中5.5V交流电源经D22整流后供发光二极管用。 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、产品不得爆晒、雨淋，并应存放在空气流通、温度不高于50℃不低于-30℃和相对温度不大于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，有无因在运输途中受震损坏脱落和受潮现象。如有上述情况发生，需经处理后方可使用。 2、接线方式出厂时主变压器已根据用户要求联接成1140/133V，660/133V或380/133V，使用时无需调整。 连接及漏电电阻的整定，按图③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5MΩ。 3、综合装置应可靠接地，辅助接地应在主接地点5m外处。 4、综合装置投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面的短路试验按钮，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，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。同时当红灯亮后，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。 5、使用中如出现误动作，或按下试验按钮产生拒动时，可更换晶体管线路插件试之。 6、线路插件的维修维修时，请勿随意拧动磁芯，修复的插件，仍需在地面进行各种试验。 7、本产品连续使用时，每班应做一次保护性能动作试验。 8、本产品连续使用期间，应进行定期检修。 热忱欢迎广大客户来人来函订购我公司产品 联系单位南京双京电器有限责任公司 地 址江苏省南京市六合方州路560号 邮 编211500 联系电话13770882099 57102228 传 真025-57753306 57125070