煤矿用照明信号综合保护装置使用的说明.pdf

ZBZ-2.5(4.0)/660(380)M ZBZ-2.5（4.0）/1140(660)M 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 使用说明 1 适用范围、用途与功 能适用范围、用途与功 能 1.1 ZBZ 系列矿用隔爆型照明信号综合保护装置（以下简称装置）,装置适用于含有爆炸性气体（甲烷）混和物的煤矿井下，在 127V 的供电网络中，作照明及信号负载的电源控制之用，具有短路保护、漏电动作及电缆绝缘危险指示等功能。装置执行标准：Q/ZD07-2006 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 及 JB6312-92矿用隔爆型煤电钻综合装置。1.2 产品分类 1.2.1 按变压器容量分：为 2.5kVA 和 4.0kVA 两种额定容量。1.2.2 按额定控制电压分：为 660（380）V 及 1140（660）V 两种电压等级。1.2.3 按主电路控制元件分:本系列装置为以交流接触器分断主电路的装置。1.3 防爆型式及型号含义 1.3.1 防爆型式为:矿用隔爆型；防爆标志：ExdI；1.3.2 型号含义:Z B Z /M 照明信号 额定电压 额定容量；kVA 综合 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 隔爆型 装置 1.4 装置工作条件 a）海拔不超过 1000m；b）环境温度为-540；最高年平均气温 20；c）空气相对湿度不大于 95%（25时）；d）在含有爆炸气体（甲烷）混和物的煤矿井下；e）与水平面的安装倾斜度不超过 15；f）在无显著摇动和冲击振动的地方；g）在无明显破坏绝缘的气体和蒸气的环境中；h）在无滴水及其它液体浸入的地方；i）安装类别：；污染等级：8 级；2 结构概述结构概述 2.1 本装置为外壳、干式变压器、保护三合一式结构。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引出电缆用。外壳右侧装有操作隔离开关的手柄、起动及停止按钮和检验短路、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。壳盖上方有一透视镜，可以从外面观察状态指示灯。2.2 主要元件作用：2.2.1 隔离开关 1K：正常情况下仅作隔离电 源之用，不允许带负荷操作。在故障状态下，可分断主变压器的 6 倍额定电 流 3 次。2.2.2 一次熔断器 1RD、2RD：对主变压器作 短路保护。2.2.3 二次熔断器 3RD、4RD：127V 系统后备 保护。2.2.4 控制电路熔断路 5RD：保护控制变压器。2.2.5 交流接触器 CJ 用于控制 127V 负荷的 通断。2.2.6 电流互感器 LHZa、LHZc 用于照明系统 保护取样。2.2.7 电流互感器 LHXa 用于 127V 信号系统 短路保护信号的取样。2.2.8 主变压器 ZB：127V 动力电源。2.2.9 控制变压器 KB：综合装置保护系统的 低压电源。2.2.10 电子线路插件：由保护电器 电子元件 组成，用于实现装置各保护功能。2.2.11 控制试验按钮 QA、TA：用于控制负荷的接入和分断及试验装置保护功能是否正常。2.2.12 发光二极管 LED15：用于正常工作 及故障状态指示。信 黄 号 照 红 明 运 绿 行 漏 红 电 绝 黄 缘 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2.2.13 直流继电器 J1：作为保护电路终端执 行元件。3 主要技术 参数及保护 功能主要技术 参数及保护 功能 3.1 主变压器技术参数见表 1 表 1 型号 额定电压 V 额定电流 A 主变压器 接线方式 绝缘等级 允许温升 660/133 2.19/10.85 Y/Y ZBZ-2.5/660(380)M 380/133 3.79/10.85/Y 660/133 3.50/17.36 Y/ZBZ-4.0/660(380)M 380/133 6.0/17.36/1140/133 1.27/10.85 Y/Y ZBZ-2.5/1140(660)M 660/133 2.19/10.85/Y 1140/133 2.03/17.36 Y/ZBZ-4.0/1140(660)M 660/133 3.50/17.36/B 85 3.2 基本参数 3.2.1 基本参数应符合表 2 的规定 表 2 控 制 与 保 护 主 变 压 器 漏 电 短路（载频）绝缘 额定 容量 kVA 额定电压 V 单相漏电 整定电阻 k 单相漏电 闭锁电阻 k 单相经 1k电阻接地装置分断时间，s 有效保护距离(4mm2电缆)m 相间短路装置分断时间 s 电缆绝缘危险指示值 k 2.5 4.0 660-380/133 1140-660/133 22.5 34 0.25 照明：400 600 信号：1400 1500 照明0.10 信号0.4 102k 3.2.2 照明短路保护参数见表 3 表 3 保护距离,m 电缆截面,mm2 4kV 电流整定值 18A 2.5kV 电流整定值 11A 6 750 1100 4 400 600 2.5 250 450 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1.5 150 300 1 100 200 3.2.3 信号短路保护参数见表 4 表 4 保护距离,m 电缆截面,mm2 4kV 电流整定值 5.5A 2.5kV 电流整定值 4.5A 6 1800 1800 4 1400 1500 2.5 850 1100 1.5 600 750 1 400 500 4 电气原理电气原理 本装置电气线路主要由主电路、控制和保护 电路组成。4.1 主电路：由隔离开关 1K、一次熔断器 1RD、2RD、主变 压器 ZB、二次熔断器 3RD、4RD、交流接触器 CJ 等部件组成。4.2 控制电路：由接触器 CJ 线圈，送电按钮 QA、停电按钮 TA、控制继电器常闭接点 J1 等组成。装置投入工作时，首先闭合 1K，使主变压器 ZB 及控制变压器 KB 有电工作。此时运行，发光二极管 LED3（绿色）通电发光。在 127V 网路负载侧无漏电状态下可按合送电按钮 QA，给 CJ 线圈通电，CJ 吸合主接点 CJ13 闭合，127V 网路负荷得电工作。停电时，可按合 TA，CJ 断电释放，断开主接点。4.3 保护电路 本装置具有短路、漏电动作、漏电闭锁、电缆绝缘危险指示等保护功能。4.3.1 稳压电源：控制变压器 KB，一次电压 127V，二次电压 20V，整流桥堆将 20V 交流变为直流脉动电流，R1、C1、C2 为形滤波。集成稳压器 W1，固定输出+15V 直流电压。C3、C4 为输出滤波电容器。4.3.2 照明短路保护电路：由集成电路 T1 的二分之一及其管脚 8、9、10、11、13、14 所接半导体元件组成。当照明线路任意两相发生短路故障时，LHZc、LHZa 产生较大的电压信号，电压 信号 由 LHZc、LHZaD14D15R11R10 电源 负极 D13 插件 QA2TA2LHO，形成回路。在 R10 产生压降信号由 T1 管 8 脚输入，触发 T1，内部翻转导通。其输出端管脚 13 由高电位 降为低电位。三极管 BG1E 极到 B极通过 R3D2T1 管脚 13负电。BG1E 极 对 C 极开关导通。继电器 J 吸合，其回路为正电BG1E 极C 极插件 2J 插件 5负电。J1 接点断 开 CJ接触器回路而释放。CJ3、CJ2、CJ1 断开，切断 127V 主电源。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 与此同时，发光二极管 LED2 导通发出红光，给出短路故障指示信号。T1 触发导通后可实现自锁，只有解除故障后，将 1K 组合开关分断停电，然后重新送电方可正常工作。正常工作时电流传感器之信号电压不足以使 T1 触发翻转动作。4.3.3 信号短路保护电路：由集成电路 T1 的另二分之一部分电路及管脚 1、2、4、5、6、7 所接元件组成。当信号负载线路发生短路故障时，电流传感器 LHXa 产生较大电压信号。电压信号LHXa插件 20D16R16R15负电D13插件 16QA2TA2LHO 形成回路。在R15 上产生电压降信号。由 T1 管脚 6 输入触发 T1 内部翻转导通，其输出端管脚 2 由高电位降为低电位、BG1 通过 C 极B 极R3D5T1 管脚 2负电，流过基极电流，BG1开关导通。继电器 J 吸合，J1 接点断开 CJ 接触器线圈回路，切断主电源。由于规程规定打点信号回路必须声光具备，又因光信号的白炽灯丝由冷态变为热态，其电阻相差很大，在启动的瞬间电流之大相当于短路，因此在打点瞬间有可能产生误动作，所以在信号短路保护电路中，设置有充电延时，放电加速电路（BT1、C9、R14 等元器件组成）。在信号打点的瞬间，电流传感器的信号电压在 R15 两端电压（BT1 控制极与阴极间电压）高于 C9 两端电压（BT 阳极与阴极间电压），即 BT1 的控制极高于阳极电位。BT处于截止状态，R14、C9 充电延时，打点与打点的停顿之间，电流传感器之电压信号降低，此时 C9 两端电压高于 R 两端电压，即 BT1 的阳极电位高于控制极电位。BT1 阳极对阴极击穿导通，C9 两端电荷迅速放电，从而防止了连续打点 C9 两端产生积累电压大于 BT1 的触发翻转电压而产生的误动。4.3.4 漏电保护电路：由集成电路 T2 的二分之一及其管脚(8、9、10、11、13、14)联接元件组成。127V 照明与信号线路未送电状态下，网络存在漏电故障时保护电路可实现闭锁。其动作回路为：电源+D11插件 4CJ5故障点Za（或 Zb、Zc）插件 12（或13、14）R35（或 R36、R37）D8（或 D9、D10）R34R26负电，R26 上的信号电压由 T2 管脚 8 输入触发 T2 翻转，管脚 13 由高电平转为低电平。电源+BG1C 极BG1B 极R3D7T2 管脚 13T2 内部负电。BG1 开关导通，继电器 J 吸合，断开CJ 线圈回路切断 127V 主电源。同时发光二极管 LED4 发出红光指示。127V 照明信号网路在送电状态下，网络漏电时保护器可实现动作跳闸。其动作回路为：Za（或 Zb、Zc）插件 12（或 13、14）R35（或 R36、R37）D8（或 D9、D10）R34R26负电R25R38D12插件 11漏电故障点Za（或 Zb、Zc）。R26 上的电压信号触发 T2 翻转，BG1 导通 J 吸合，CJ 释放，切断除故障后，切断 1K 开关再重新送电方可正常工作。4.3.5 电缆绝缘危险指示电路:由集成电路的另二分之一及管脚 4、2、5 所 联接元件组成。电缆绝 缘危 险指 示的 漏电 触发 电路与 漏电 保 护相同，只 是漏 电动 作值不同（漏电动作 20.2k，绝缘危险值为 10k2k）。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 电缆绝缘电阻降到 10k2k时，漏电电 流在 R26 的压降信号由 T2 管脚 4 输入，触发 T2 翻转，管脚 2 由高电位变 为低电位，电源+插件 17LED5插件 1R24T2 管脚 2T2 内部负电 流，LED5 发出黄色指示信号，当绝缘故障排除，电阻值大于危险值时，LED5 熄灭，解除危险指示信号。4.4 动作试验电路：4.4.1 短路动作试验：按合按钮 TA2，其回路为电源+插件 17TA2LHO电流传感器LHZa（或 Zc、Xa）插件 18（19、20）D14（或 D15、D16）R11R10（或 R16R15）负电。按合 TA3、TA4 其回路为：电源+D11插件 4CJ5主接地极大地辅助接地极TA3 插件 15R29ZcR37D10R34R26负电。R6 得到信号电压使 T2 触发翻转。管脚 13 由高电平变为低电平，继电器 J 动作，同时给出指示信号。5 装置外型示意图及基本参数见表装置外型示意图及基本参数见表 5 及图及图 1 表 5 产 品 型 号 引入电源 电缆外径 mm 控制电 缆外径 mm 外形尺寸（ABC）mm 重量 kg ZBZ-2.5/660（380）M 490575635 95 ZBZ-4.0/660（380）M 630575665 125 ZBZ-2.5/1140（660）M 510575665 100 ZBZ-4.0/1140（660）M 32-40 12-19 640575665 130 图 1 装置外形示意图 6 安装使用 与维修安装使用 与维修 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6.1 设备 拆箱 后，应检 查各电 器元 件有 无因 运输途 中受 振损 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。6.2 接线方式：出厂时产品主变压 器的接线方式均在产品外壳上标出，如用户所需电压等级跟出厂电压不 一致，需将主变压器拉出外壳，按 表 1 所示接线方式进行接线。接线 腔内接线按图 2 进行。6.3 装置应可靠接地，辅助接地应在主接地 5 米以外的地方。6.4 装置接入网路后，应先进行三相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。其中保护部分如产生拒动，应立即停电检查有关部件。试验过程是当按钮压入后，此时机内的短路及漏电试验按钮同时被压接闭合，接通两种试验电路，当装置的短路保护及漏电保护试验功能正常时，各相应发光二极管给出信号指示，同时 CJ 自动释放，表明动作正常。按钮释放后发光二极管 LED12、LED4 仍能发光，否则表明各保护电路自锁功能失灵。同理，当试验按钮压入后若出现发光二极管（一个或几个）不亮时则表明其对应的保护电路功能失效。此外，在上述试验正常无误后还应在 CJ 主接点未闭合（即 127V 线网路无电）状态下，做一次漏电闭锁试验，方法同前，仍将 TA 按钮压下，此时发光二极管 LED4 发光。并且当 TA 复位后，发光仍能保持，说明漏电闭锁电路工作正常。TA 压入时 LED5 发光指示，TA 复位时，LED5不再发光。上述验每进行一次后，必须将隔离开关 1K 分断一次，解除自锁，然后方能再次试验或投入工作。6.5 电流互感器 LH 的二次绕组：装置出厂时接 LHZa、LHZc、LHXa（2.5kV 信号负荷不超过 550 瓦,4.0kV 信号负荷不超过 650 瓦）。用户可根据具体情况接在所需抽头上，一定要按着短路电流整定值所给条件范围进行接线使用。6.6 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。6.7 本产品连续使用时，每班应做一次保护性能试验。6.8 装置应进行定期检修。6.9 CJ 接触器触头有一定使用寿命，损伤严重时应及时更换。7 电气原理图、测试点电压元件明细表电气原理图、测试点电压元件明细表 7.1 电气原理图 7.2 电路工作状态时主要测试点电压 7.2.1 电源 整流桥交流输入 20V、直流输出 C1、C2 两端 28V 左右，因随电网波动而变化。集成稳压器 W1（7815）输出+15V 电压。7.2.2 短路保护 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 T1 的管脚 8、9、10、11、13、14 所属内部的两个比较器，以及所接外部元件组成照明短路保护电路。T1 的管脚 1、2、4、5、6、7 所属内部的两个比较器以及所接外部元件组成信号短路保护电路。T1 各管脚电压值见表 6：表 6 管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 短路动作前电压 V 15 15 15 7.5 15 3.2 3.2 5.4 5.4 7.5 15 0 15 15 短路动作后电压 V 0 0 15 7.5 0 3.2 3.2 5.4 5.4 7.5 0 0 0 0 7.2.3 漏电保护及绝缘危险指示 T2 管脚 8、9、10、11、13、14，及其内部的两个比较器与外部所接元件组成漏电保护电路。T2 管 2、4、5 及其内部的一个比较器与外部所接元件组成绝缘危险指示电路。T2 各管脚电压值见表 7：表 7 管脚号 2 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 短路动作前电压 V 15 15 4 4 5.4 5.4 7.5 15 0 15 15 短路动作后电压 V 0 15 4 4 5.4 5.4 7.5 0 0 0 0 7.2.4 元件明细表见表 8 所示。表 8 序号 代号 元件名称 型号规格 数量 1 印刷电路板 环氧玻璃布板厚 1.5mm 1 2 散热器 铜板厚 1mm 1 3 W1 集成稳压管 CW7815 1 4 QSZ1 整流桥堆 QSZ0.5A100V 1 5 T1、T2 集成电路 LM339 2 6 BT1 可调单结管 BT40 1 7 D812 二极管 IN4004 5 8 D17、D1316 二极管 IN4003 11 9 R1 金属膜电阻 RJ-1-27 1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 10 R2、11、15、16 金属膜电阻 RJ-0.25-6.2k 4 11 R3 金属膜电阻 RJ-0.25-8.2k 1 12 R4、6、7、9、10、13、19、20、27、31、32 金属膜电阻 RJ-0.25-9.1k 11 13 R5、12、22、24、29、33 金属膜电阻 RJ-0.25-1.5k 3 14 R30 金属膜电阻 RJ-0.25-3.6k 1 15 R14 金属膜电阻 RJ-0.25-24k 1 16 R18 金属膜电阻 RJ-0.25-3k 1 17 R21 金属膜电阻 RJ-0.25-30k 1 18 R8、23 金属膜电阻 RJ-0.25-5.1k 2 19 R25、26 金属膜电阻 RJ-0.25-1k 2 20 R28、38 金属膜电阻 RJ-0.25-15k 2 21 R34、35、36、37 金属膜电阻 RJ-0.25-510 4 22 R17 金属膜电阻 RJ-0.25-11k 1 23 C1、C2 电解电容器 CD11-220uF-50V 2 24 C3、C4 电解电容器 CD11-47uF-25V 2 25 C514 电解电容器 CD11-4.7uF-25V 10 26 BG1 晶体三极管 3DG130B 1 8 注意事项注意事项 a）搬运过程中，应避免强烈振动，严禁翻滚。若因此使产品不符合要求，公司不负责质量责任。b）在使用过程中，不可随意更改元器件规格和参数，否则不能保证保护综合装置可靠工作。c）特别提醒：井下严禁带电开盖！维修维护时严禁损伤隔爆面！特别提醒：井下严禁带电开盖！维修维护时严禁损伤隔爆面！9 包装包装 随同产品装箱文件有：a）装箱单；b）产品合格证；c）产品使用说明书。10 订货须知订货须知 a）装置的型号；b）订购台数；11 运输运输 经包装的产品在运输中应有防止巅簸、振动和雨雪侵袭的措施。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 12 贮存贮存 产品应贮存在没有雨雪侵袭、干燥通风的库房中。13 开箱及检查开箱及检查 a）装置外观完好；b）说明书、合格证齐全；c）铭牌与所订规格是否相符。附：附：电气原理图 1 份。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建