矿用隔爆型煤电钻综合保护装置

1、质量安全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、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 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（5%10%）。3、型号意义Z综合；B 隔爆；Z 煤电钻；2.5/4.0容量KW、技术特征和主要参

2、数1、型号ZBZ-2.5/4 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Y/A660/133V2.19/10.85A1.2KW出厂检定值3K1.5 3K可调不超

3、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，（不允许带负荷操作）。在紧急

4、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, 660 - 380/133V ,供一台 1.2KW （4KW）煤电钻之用。采用 B级绝缘，允许温升 85 Co8、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

5、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）- 2K （a 相）一矮（常闭接点）-R8-D6-1J（圈） 一 3J2（常开接点）- 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

6、点断开，切断先导回路，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

7、振荡，产生 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、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（04）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

8、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电压输出的间歇时期 05的低阻放电通路。其回路为：05 （ 十 ） 一 BG5 （e-c） 一 D2005（）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

9、，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。24、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D1 D3、R1 R4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）- R0fR4-2Jf地网路绝缘电阻- 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，

10、其常闭接点 2J1断开，将CJ线圈通电回路切断，CJ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

11、， 其5.5交流电源经D14整流后作为 信号指示电路电源，供发光二极管用。产品运输及保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+50 C,不低于-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5M Q。3、ZBZ型

12、综合装置下井使用前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

13、外处。5、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

14、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，应及时更换。

15、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 4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)V毫伏表示波器BG3发射极对负(78)VXLCL

16、n毫伏表示波器BG4集电极对负(11 12)V_n量伏表小波器C5正端对负(11 12)V_CL毫伏表不波器C5负端对负(11 12)V量伏表小波器C6两端十 (1416)V万用表C7两端-(5 6)V万用表ab相间（插头18、19间）2.2V量伏表小波器bc相间（插头19、20间）2.2V毫伏表示波器ac相间（插头18、20间）4.4V毫伏表示波器常见故障分板处理方法:1、电源部分故障现象故障分断处理办法备注直流输出电压 过高或过低调整管BG1、整流 桥，稳压管DW或 滤波电容C1可能 损坏更换输入交流电压 在止常条件2、短路保护部分故障现象故障分断处理方法备注闭合1K开关 黄灯亮C7容量变

17、小更换 100U16VBG6损坏将BG6断开送电试 之，如黄灯不凫，更换BG6振荡或放大管有 问题检查 BG2、BG3、BG4、BG5和线圈对 应部分，有损坏者更 换。更换线圈后磁芯必须与原 来的位置相当打钻黄灯亮振荡器发射极反 馈电阻R10阻值变 大换比原来阻值小 10 左右（R10在线电 路中为了便于调试 用两个电阻串联百 成）如没有合适电阻 可用电阻串联的方 法解决R10电阻换小能打钻后必 须作ab、bc、ac三相间短 路试验有效后方能使用。 注意：试验必须在电钻电 缆负载端进行C4容量变化更换BG2B值低更换兰点3DG12B或3DG130B放大系数在80100左右53、停送电部分故障现

18、象故障分析处理方法备注闭合1K开关后指 示灯正常（红、黄 舟小凫绿川凫）但 不能打钻电钻开关接触不良检修或更换开关电钻电缆内芯线断检修或更换电缆R8烧断换下46瓦360 500电阻D4、D5、D6损坏更换继电器接点接触不良检修20线插座接触不良按钮SK3常闭接点接 触不良打钻时接触器时 而吸合时而释放 不能连续打钻电流互感器LH可能 断路或短路检修或更换停送电整流桥QSZ损坏更换4、漏电部分故障现象故障分析处理方法备注漏电失灵辅助接地极和接地极 没有接通或接触不良按要求将接极和辅助 接地接好漏电箱失灵与漏电继电器2J并联 之电容损坏更换二极管 D1、D2、D3损坏更换电阻R1、R2、R3损坏以

19、上为一般常见故障仅供参考。八、附件1、产品合格证一份。2、说明书一份。电器兀件表序号代号元件名称数量型号与规格备注11K组合开关1HZ10 -10/E160见附页21RD 2RD熔断器2RL1 -15 熔体 10A33RD 4RD熔断器2RM10250V/6 15A 熔体 15A45RD熔断器1BLX5 X 30/2A 熔体 2A5RJ热继电器1JR16B20/36CJ交流接触器1CJ1020线圈，电压127V7SK1 SK2按钮开关2LA19 11（不带指示灯）8LED1LED2LED3 LED4发光二极管4FLR 5FLED14颜色为黄、红、绿、黄9J1 J2 J3直流继电器3JRXB 1

20、10KB控制变压器1127V/32V 5.5V11LH电流互感器1匝数比4/600自制12CT、CZ插头、插座1CA-2013BG1晶体三极管13DA1B 或 DD01A14BG2、BG3、BG6晶体三极管33DC12B(3DG130B)15BG4、 BG5晶体三极管23CC130B16BG7可调单结晶体管1BT40(2N6028K)17DW1、DW2、DW3稳压二极管32CW115,2CW114,2CW16(1N4748,1N4747,1N757)18QSA1、 QSZ2整流桥堆2QSZ0.5A,200V,100V19D1 D10 D12 D13二极管122CP16(IN4004)20D11二极管12CK75D21R1 R3金属膜电阻3RJ- 1 -3.6K Q22R4, R0金属膜电阻2RJ-0.5-1KQ,2K Q23R5, R7金属膜电阻2RJ227 Q ,200 Q24R6金属膜电阻1RJ-0.5-1.3K Q25R11金属膜电阻2RJ-0.25- 20KQ26R8可熔膜电阻