矿用隔爆型煤电钻综合保护装置

ZBZ—4.0（2.5）

矿用隔爆型煤电钻综合保护装置

说

明

书

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

⑴海拔高度不超过1000米；

⑵周围介质温度不超过－5℃～＋30℃；

⑶周围空气的相对湿度不大于97%；

⑷在无强烈颠簸振动以及垂直倾斜不超过15度的地方；

⑸在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与蒸汽的环境中；

⑹可用于甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中；

⑺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

二、技术特征和主要参数

1、型号

ZBZ－2.5/4型

2、主要技术性能

⑴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。

⑵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。

⑶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）

表一

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127V

7、主变压器ZB：容量为2.5KV A（4KV A）。接线方式为Y－Δ/Δ，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℃。

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，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）→电钻绕组（c→a相）→2K（a相）(常闭接点)→R8→D6→1J(线圈)→3J2(常开接点)→OV

1J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、R9－R11等元件组成电感三点式自激振荡，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（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（e－c）→D20→C5(－)

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，必须将控制电源瞬间断开，使闭锁电路复位后方能重新工作。