ZBZ—4.0(2.5)/1140（660）Z

矿用隔爆型煤电钻综合保护装置

1、用途及使用条件

1.1  用途

ZBZ-4.0(2.5) /1140（660）Z矿用隔爆型煤电钻综合保护装置（以下简称装置）主要用于具有爆炸性气体（甲烷混合物）和煤尘的矿井中，在交流50Hz、电压1140V（660V）的线路中，对手持式煤电钻进行远方起动、停止控制，同时对煤电钻及其相关线路进行保护，符合GB3836.1～3－2000《爆炸性气体环境用电气设备》和JB6312—92《矿用隔爆型煤电钻变压器综合装置》之规定。

1.2  使用条件

装置在以下条件下能可靠工作

1.2.1  海拔高度不超过2000m；

1.2.2  运行环境温度为－5℃～＋40℃；

1.2.3  周围空气相对湿度不大于95%（＋25℃）；

1.2.4  在有沼气爆炸性混合物矿井中；

1.2.5  与垂直面的安装倾斜度不超过15°；

1.2.6  在无显著摇动与冲击振动的地方；

1.2.7  在无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；

1.2.8  在无滴水的地方；

1.2.9  污染等级：3级；

1.2.10 安装类别：Ⅱ类、Ⅲ类；

2.1  防爆类型：   矿用隔爆型

2.2  防爆标志：   “Exd I”

2.3  执行标准：

 JB6312—92《矿用隔爆型煤电钻变压器综合装置》；

 Q/GD02.05—2006《矿用隔爆型煤电钻综合保护装置》。

3、主要技术参数和技术性能

3.1  主要技术参数

3.1.1  主变压器见表1

3.2  技术性能

3.2.1  动作特性

装置能在工作电压额定值的75%～110%范围可靠工作；

装置最低释放电压大于20%的额定工作电压。

3.2.2  保护特性

装置具有短路、过载、漏电、漏电闭锁、绝缘监视等各种保护；如表2

表2

3.3  工频耐压试验：

装置主电路的绝缘应能承受交流50Hz、电压有效值4200V（1140）、3000V（660）的工频耐压试验历时1min，无击穿或闪络现象；装置控制电路的绝缘应能承受交流50Hz、电压有效值1000V的工频耐压试验历时1min,无击穿或闪络现象。

3.4  其它

3.4.1  装置具有远方控制：起动、停止功能；

3.4.2  装置具有短路实验和漏电实验按钮，具有模拟检测功能。

3.4.3  装置动力线和出线引入装置分别为2个，可引入电缆直径为Φ15～Φ42，控制线引入装置4个，可引入电缆直径为Φ8～Φ16；

3.4.4  装置重量为100Kg；

3.4.5  外型尺寸：480×470×605(2.5kVA)  480×625×615(4kVA)

4、主要结构和功能

综合装置的隔爆外壳为圆桶形，具有凸起的底和盖。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。并有可靠的机械连锁装置，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。主变压器与机芯的连接采用插接方式，检修时拆下端子连线机芯可独立拿出。

5、主要元器件的作用

5.1  隔离开关1K：在正常情况下仅作隔离主回路电源用，不允许带电操作。在紧急情况下可分断电钻堵转电流3次。

5.2  一次侧熔断器1RD、2RD：对主变压器作短路保护。

5.3  二次侧熔断器3RD、4RD：作为AC127V系统短路后备保护。

5.4  玻璃管熔断器5RD：保护控制变压器。

5.5  交流接触器CJ：用于分断或接通电钻的主回路，线圈电压AC127V。

5.6  主变压器ZB：容量为4.0（2.5）千伏安。接线方式Y—△/△，AC1140V.660V/AC133V，供两台或一台1.2千瓦煤电钻之用，采用B级绝缘，允许温升80℃。

5.7  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。

5.8  显示灯板：各部分保护指示、控制指示及运行指示。

5.9  电流传感器：过载保护的电流互感器及先导线路的感应隔离变压器。LHa、LHb为电流互感器，LHg为感应隔离变压器。

5.10  继电器J：保护电路及控制电路的执行元件。

5.11  试验按钮SK1、SK2：作为短路及漏电保护的试验用。

5.12  控制变压器ZB：为综合保护插件提供工作电源。

6、工作原理（参见原理图）

6.1  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，交流接触器CJ组成。

6.2  控制回路：远方自动停、送电。

由集成电路T2及管脚8、9、10、11、13、14联接元件组成。

电钻起动部分：闭合电钻手柄开关2K，控制变压器二次电10V CJ4b相2K绕组a相LH4LH310V构成回路。LHg二次侧绕组得到的感应电压，由LH1D11R28负电LHO，在R28上形成触发T2的翻转电压。由T2管脚11输入，T2内部电路翻转，管脚14由低电位升为高电位、晶体管BG2导通，继电器J吸合，J1接通CJ线圈，主回路导通，电钻运转。同时CJ4断开，切断先导回路。此时T2的维持翻转电压由电流互感器LHa之电流经由LH2D8D10R28负电LHO。在R28上得到的信号电压来提供。同时发光二级管LED3导通发绿色运行信号。

电钻停止部分：电钻手柄开关2K断开，主电路电流中断，LH无输出，T2失去维持翻转的电压信号而恢复初始状态，管脚14降为低电位，BG2截止，J释放，CJ跳闸，切断AC127V主电源，电钻不打钻时电缆不带电。D8、D11为整流二极管。D9为过压保护二极管。C14为滤波电容，R29、30、31、32为分压电阻。R27为负载电阻。

6.3  短路保护：

由集成电路T1、BG1、L1、L2、C5等主要元件组成。

系统是利用载波信号对电缆阻抗进行检测的方式进行保护。

     BG1、L1、C5等元件组成电感三点式振荡器，振荡频率（25KC左右）通过L2、C7、C8、R15、R16、C9接于AC127V三相电网上。

     在电缆未发生短路故障时，网络阻抗较高，振荡器负载较轻，振荡器电压经D2整流在R6上产生的压降信号由T1管脚6输入，此时管脚14为高电位。对T 2管脚9不闭锁，允许停送电控制电路正常工作。一旦电缆发生短路故障（无论送电情况下还是不带电情况下）网络阻抗降低，震荡器负载加重，从而停振，输出信号消失。R6上无电压，T1管脚6电位降低，T1内部翻转，管脚14降为低电位，通过D5、T2管脚9将T2先导部分控制电路闭锁。

     此时，若是在送电情况下，则BG2截止，J释放，CJ切断AC127V电源。

     若是在未送电情况下，则由于电路闭锁而先导回路不能工作。

     如此同时，发光二极管LED2通过T1管脚14而导通发红光，给出短路故障指示信号。

     T1与所接之元件组成的电路具有自锁功能，只有短路故障排除后，将主电源分断再重新送电方可工作。D1、2、3为过压保护二极管，R11、C6为防干扰延时环节。R7、R8、R9、R10为分压电阻。R12为负载电阻，D4为隔离二极管。D5为或门二极管。

6.4  过载保护：

由集成电路T2及管脚1、4、2、5、6、7所接元件组成。电流传感器LHa提供过载电流信号。

主回路过载的情况下，LH二次侧信号电压增大，此信号电压由LH2    D8    R26     R24    负电   LHO。R24上的电压降信号触发T2内部翻转，管脚1电位降低，通过D7，管脚9也降至负电位，BG2截止，J释放，CJ分断AC127V主回路。

与此同时发光二极管LED1通过T2脚1而导通发黄光给过载指示灯，发出信号。

此时，CJ间歇性跳动分析，说明已过载，应停止电钻运行，等电钻散热后可自动恢复工作。

R22、C12为过载延时电路。R18、R19、R20、R21为分压电阻。R26-1、R26-2为负载调整电阻，D7为或门二极管。

6.5  漏电保护：

由T3管脚8、9、10、11、13、14所接元件及D15、D16、D17、D19等组成。

在电缆未送电时可对网络进行漏电检测。其回路：正电 D19 C15 主接地 Da相（设Da相接地） R47 D18 R46 R42 负电。R42得到检测电压信号，由T3管脚8输入，触发T3翻转，管脚13电位降低，T2管脚9也降至负电位，并且电路自锁，使先导回路不能工作而实现闭锁。

    在电缆供电情况下，AC127V直接检测，检测回路：由AC127V（Da、Db、Dc三相）、R48（R47、R49） D16（D15、D17） R46 R42 负电 R44 R43 D18 网络漏电处 AC127V（三相）电源。R42得到检测信号，触发T3翻转，管脚13电位由高降低，T2管脚9也同时降于负电位，管脚13的电位降低，BG2截止，J释放，CJ断开AC127V电源。与此同时，LED4通过管脚13而导通发红光，给出漏电指示信号。

 R35、R36、R37、R38、R39为分压电阻，R41为负载电阻，D13、D18、D19为隔离二极管，D14为或门二极管。

  电路具有自锁功能，只有解除漏电故障后，重新送电方可使电路解锁而重新工作。

6.6  电缆绝缘危险指示：

    电缆在受潮等情况下，绝缘电阻降低时可发出危险指示信号，其检测回路与漏电回路相同。在电缆绝缘电阻降低到10K~12K以下时，检测信号在R42上形成的信号电压，由T3管脚4输出触发T3翻转，管脚2电位降为负电位，LED5通过T3管脚2而导通发黄色指示信号。

    因在R42上的电压信号比漏电动作信号电压降小，故漏电部分电路不动作。

6.7  保护装置的试验电路

    短路试验：由试验按钮SK1闭合接通电容C0，将载频信号短路以达到试验的目的。

    漏电试验：按下按钮SK2-1、SK2-2接通R50实验电阻，（相当于Dc相漏电）形成漏电回路，此漏电动作形成过程与漏电保护电路动作过程相同，从而达到试验目的。

6.8  低压电源：

控制电源由控制变压器AC127V/AC20V经由QSZ1整流，R1、C1、C2滤波，集成稳压器W1输出DC15V电源。AC127V/AC10V电压供先导回路使用。

7、使用注意事项

7.1  首次安装使用时，应仔细检查各种接线和紧固螺钉由于运输振动发生的松动或断线。

7.2  应根据电压等级，对控制板的电压转换端子进行相应的调整，以确保使用的电压与整定值相符。

7.3  ZBZ型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的部分元器件的参数均按井下网络的使用条件整定的，故在地面试验时，由于网络参数与井下差别较大，可能出现短路保护误动作的情况。为了避免上述误动作的情况，用户可在电源侧采用三角形连接方式连接一组补偿电容量，每相电容量为0.47μ~1.0μ（或加长电缆）。如仍有短路误动作的情况，应检查电子插件和机芯。如打钻工作正常，应分别做长电缆150米末端短路试验及漏电试验，装置保护功能均正常后，方可下井。

7.4  综合装置应可靠接地，辅助接地应在主接地点5米外处。

7.5  综合装置接入网路后应进行三次短路及漏电动作试验，每次应可靠动作，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。短路试验按下述方法进行，将隔离开关1K闭合，然后按下短路试验按钮SK1，若短路保护功能正常时，则黄色指示灯显示。再次进行试验时，将1K分断后闭合，以便解除线路中的闭锁作用。

7.6  使用中如出现误动作或按下试验按钮产生拒动时，可更换保护插件试一试。

7.7  线路插件的维修，可参照故障处理一节内容所示方法。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。

7.8  本产品连续使用时，每班应做一次保护性能动作试验。

7.9  装置应进行定期检修。

7.10 CJ触点有一定的使用寿命，损伤严重时应及时更换。

7.11 注意本装置的使用条件和确保装置正常、可靠工作的使用范围。如使用范围超出本装置出厂设定的范围，请及时与我公司联系，以便妥善处理，方便使用。

8、常见故障分析处理方法

8.1  电源部分

8.2 短路保护部分

8.3 停送电部分

8.4  漏电部分

9、外型图（见附图）

附：ZBZ-4.0(2.5)/1140(660)Z矿用隔爆型煤电钻综合保护装置原理图