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ZBZ-4.0Z（2.5Z） 煤矿用隔爆型煤电钻综合保护装置 使 用 说 明 书 执行标准：MT828-1999 浙江八达真空电气有限公司 二00四年十月 ZBZ-4.0Z(2.5Z)煤矿用隔爆型煤电钻综合保护装置 使用说明书 一、概述 1、产品特点 ZBZ-4.0Z(2.5Z)煤矿用隔爆型煤电钻综合保护装置(以下简称装置)为煤矿井 下127V，功率为1.2KW手持式煤电钻的远方控制及短路,过载与漏电进行保护,为“三合一”式综合装置。 短路保护采用载频检测与熔断器双重保护，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，电钻工作时发生短路，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，电钻不打钻时电缆不带电，安全可靠。 2、主要用途及适用范围 装置适用于具有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的矿井下，在交流50HZ，电压至660V的线路中为井下127V，功率为1.2KW手持式煤电钻的远方控制及对煤电钻及其线路进行短路过载与漏电保护系“三合一”式综合装置。 3、品种、规格 ① 额定频率：50HZ； ② 额定电压：380V、660V ③ 主变压器额定容量：2.5KVA(控制1.2KVA一台煤电钻) 4.0KVA(控制1.2KVA二台煤电钻) 4、产品型号及其含义 Z B Z 4.0(2.5) Z
煤电钻 额定容量（KVA） 装置 煤矿用 综合保护 5、使用环境条件 ① 大气压力为86～110Kpa； ② 环境温度为-20℃～+40℃； ③ 空气相对湿度不大于95%（+25℃时）； ④ 在有甲烷与煤尘爆炸性介质的矿井下； ⑤ 在无显著摇动和冲击振动的地方； ⑥ 与垂直面的安装倾斜度不超过15°； ⑦ 在无破坏金属及绝缘的气体和蒸气的环境中； ⑧ 在无滴水及其它液体侵入的地方； ⑨ 安装类别：Ⅲ类； ⑩ 污染等级：3级。 二、结构特征与工作原理 1、总体结构 装置由隔爆外壳、主变压器、芯架、隔离开熔断器组件等组成。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，壳体上部有一接线箱作为引进和引出电缆用，壳盖上方有一透明窗口，可以从外面观察状态指示灯，外壳右侧装有操作隔离开关与手柄和检验短路，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。 主变压器与机芯的联结采用接线端子方式，检修时拆掉接线端子机芯可独立拿出。 芯架由交流接触器、热继电器、控制变压器、电流互感器、按钮熔断器、电子线路板插件、显示电路板等组成。 电子线路板插件，可方便地拆、卸。 隔离开关熔断器组件由隔离开关与螺旋式熔断器等组成。 2、工作原理 本装置工作原理主要由主电路，控制电路与检测保护电路等组成。 ①主电路：由隔离开关1K，一次侧熔断器1RD、2RD主要变压器ZB、二次侧熔断器3RD、4RD、热继电器RJ，交流接触器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。+24V D5 2K（b相） 电钻绕组（b c相） 2K（c相） CJ4/CJ5（常闭接点） R8 D6 J1（线圈） 3J2（常开接点） OV。 1J有电压吸合（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D12、D13用于实现127V网络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：在保护系统，采用载频检测保护方式，其原理是不论电钻电缆是否送电，其上始终通有一个固定频率载频信号，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的消失，给出切断电源的执行指令，具体过程如下： 由BG2、L1、C3、C4、R9～R11等元件组成电感三点式自激振荡器，产生的20KHZ载频信号分两路输出：一路经L2、R20、R21、C8、C9等元件与127V三相电网耦合。一路径D10、GB4、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路很高，振荡器所带负载很轻，振荡槽路两端（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GB7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分压确定的射极电位，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集电集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GB4电压输出的间歇时期C5的低阻放电通路，其回路为：C5（+） BG5（e-c） D12 C5(-) 当127V网络发生短路时，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，保持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，整定值14A。 ⑤漏电保护电路：该装置漏电保护系统采用127V网络电源直接检测方式，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） R4 2J 地 网 络绝缘电阻 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流过足够电流开始吸合，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，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，装置应能可靠动作，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控制变压器给QSZ1整流，R5、C1滤波以及给BG1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。 三、技术性能 1、主要性能：装置由主变压器、控制开关、短路保护、漏电保护、先导控制回路等组成一个综合保护装置，结构简单、保护功能齐全、性能可靠、使用维护方便，当发生人事触电时立即切断电源。 2、主要参数见表1 表1 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
| 额定容量
| 2.5KVA
| 4KVA
| 额定电压
| 660 380/133
| 660 380/133
| 1.2KW 2×1.2KW
| 出厂整定值3KΩ
| 不超过0.25S
| 保护距离0-150m 动作时间 ＜0.1S
| 额定电流
| 2.19 3.79 10.85
| 3.5 6.1 17.4
| 接线方式
| Y-△/Y
| Y-△/Y
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① 外形尺寸：2.5KVA装置 480×470×605(㎜) 4.0KVA装置 480×625×615(㎜) ②重量：2.5KVA装置：95㎏ 4.0KVA装置：128㎏ 五、安装、调整 1、装置拆箱后，应检查各电器元件有无因在运输过程中受到损坏，脱落或受潮现象，如有上述情况发生，需经处理后方可使用。 2、装置安装运行之前，应在地面进行模拟试验调整，试验合格后，方能入井运行，由于该装置短路保护部分的装配元件参数，出厂时均按井下电网条件调试检定，故在地面试验时，由于电源及回路参数与井下差别较大，可能出现短路保护系统动作情况（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，用户可调整保护插件上面的电位器，如调节电位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（150m）末端短路试验以及漏电试验，保护装置均能正常动作后，方可下井。 3、检查装置电压等级是否与使用电压等级相符，出厂时，装置的主变压器按660/133V方式接线，如在380V电网上工作时，需要把主变压器撤出：按图2所示进行改接。 4、电缆的连接按图3中各相主端子进行连接，接线前用500V兆欧表测量，高低压绝缘电阻值应不低于5MΩ。 5、装置应可靠接地，辅助接地极应在主接地极应在主接地点5M以外处。 六、使用、操作 装置接入电网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右方的短路试验按钮，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，需妥善处理。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开关时，应将短路试验按钮压入，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接触器。 在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。 本装置连续使用时，每班应做一次保护性能动作试验。 七、故障分析与排除 装置的保护部分故障分析及处理方法见下4部分。 1、电源部分 故障现象
| 故障分析
| 处理方法
| 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C11可能损坏
| 更换
| 输入交流电源电压在正常条件下
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2、短路保护部分 故障现象
| 故障分析
| 处理方法
| 备注
| 闭合1K开关黄灯亮
| 1、C7容量变小
| 更换100μƒ 16V
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| 2、BG6损坏
| 将BG6断开送电试之如黄灯不亮，更换BG6
| 3、振荡或放大管有问题
| 检查BG2、BG3、BG4、BG5和线圈等部分，有损坏者更换
| 更换线圈后磁芯必需与原来的位置相当
| 打钻黄灯亮
| 1、振荡器发射极反馈电阻R10阻值变大
| 换比原来阻值小10Ω左右(R10在线路中为了便于调试用两个电阻串联而成)如没有合适电阻可用电组串联的方法解决
| 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可使用。注意：试验必须在电钻电缆负载端进行。
| 2、C4容量变化
| 更换
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| 3、BG2值降低
| 更换3DG12B或3DG130β放大系数在80～100左右。
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3、停送电部分 故障现象
| 故障分析
| 处理方法
| 备注
| 闭合1K开关后指示灯正常（红、黄灯不亮、绿灯亮）但不能打钻
| ①电钻开关接触不良
| 检修或更换开关
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| ②电钻电缆内芯线断
| 检修或更换电缆
| ③R8烧继
| 换下4～6W 300Ω电阻
| ④D12、13、14损坏
| 更换
| ⑤继电器接点接触不良
| 检修
| ⑥20线插座接触不良
| 检修
| ⑦按钮SK3常闭接点接触不良
| 检修
| 打钻时接触器时而吸合时而释放不能连续打钻
| ①电流互感器LH可能断路或短路
| 检修或更换
| ②停送电整流桥QSZ损坏
| 更换
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4、漏电部分 故障现象
| 故障分析
| 处理方法
| 备注
| 漏电失灵
| ①辅助接地极和接地极没有接通或接触不良
| 按要求将地极和辅助接地极接好
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| ②与漏电继电器2J并联之电容损坏
| 更换
| 漏电一相失灵
| ①二极管D1、D2、D3损坏
| 更换
| ②电阻R1、R2、R3、R4
| 更换
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以上为一般常见故障仅供参考。 八、保养、维护 1、在运行过程中，应经常检查该装置与煤电钻的连接是否牢固，接地是否可靠。 2、定期（半年左右）检查和保养各隔爆面，防止锈蚀。 3、定期（半年左右）进行工频绝缘耐压试验或用500V兆欧表测量高低侧 绝缘电阻值，应不低于5MΩ。 4、CJ接触器触点有一定使用寿命，损伤严重时，应及时更换。 5、本装置在井下使用时，严禁将接触器三个触头短接或以机械外力方式使 主触头强行闭合，否则将会烧毁线路板插件。 九、运输、贮存 1、装置在运输过程中不得强烈振动和撞击，不允许有水侵入。 2、装置应保存在没有滴水，空气流通，相对湿度不大于90%（25℃时），温 度不高于+40℃，不低于-20℃，没有腐蚀气体的环境中。 十、开箱及检查 1、开箱前应注意包装在运输过程中有否损坏。 2、包装箱内应提供下列文件。 a、 装箱单 b、产品合格证 c、 使用说明书 d、 出厂检验报告 十一、订货须知 1、用户订货时，请提出产品规格、型号。 2、提出各配件的名称和数量。 例：名称ZBZ-2.5Z煤矿用隔爆型煤电钻综合保护装置 数量：5台。
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