矿用低压防爆开关的原理及故障析刘书平(三级)

1、矿用低压防爆开关的矿用低压防爆开关的原理及故障分析原理及故障分析义煤职教中心采矿教研室义煤职教中心采矿教研室 刘书平刘书平一一.矿用防爆开关发展简介矿用防爆开关发展简介近年以来，随着工业的发展，煤矿电气设近年以来，随着工业的发展，煤矿电气设备大都采用了微处理器、检测模块、保护备大都采用了微处理器、检测模块、保护模块，用来实现保护和控制。因此对事故模块，用来实现保护和控制。因此对事故的准确判断尤为重要。的准确判断尤为重要。一一.接触器触头由空气触头接触器触头由空气触头真空触头真空触头二二.控制系统由接触器、继电器控制控制系统由接触器、继电器控制电子元件电子元件插件控制插件控制PLC控制控制三。各

2、种保护逐渐完善三。各种保护逐渐完善矿用防爆开关的发展过程矿用防爆开关的发展过程真空管真空管阻容吸收阻容吸收中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器熔断器熔断器综合保护器综合保护器31 控制基础控制基础3-1 3-1 控制基础控制基础 本节简介：一、电气控制本节简介：一、电气控制 ：二、控制电器：二、控制电器 ：1 1、接触器：、接触器： 2 2、继电器：、继电器： 3 3、主令电器：、主令电器：4 4、控制器：、控制器：一、电气控制：一、电气控制： 所谓电气控制就是利用一些装置或起动器来控制用电设备的起动、停车、正转、反转、调速等，称之为电气控制电气控制。用来实现以上功能的电器称为控制电器控制

3、电器。二、有关控制电器介绍：二、有关控制电器介绍： 1 1、接触器：、接触器： 接触器是一个由电磁铁带动触点动作的一种开接触器是一个由电磁铁带动触点动作的一种开关，在电路中，起着接通或切断关，在电路中，起着接通或切断主电路主电路的作用。的作用。 直流接触器：直流接触器：如图3-2所示。 交流接触器：交流接触器：如图3-1所示。 图 交流接触器的外形与结构 接触器的工作原理接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开，常作：常闭触头断开，常开触头闭合，

4、两者是联开触头闭合，两者是联动的；当线圈断电时，动的；当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放释放弹簧的作用下释放使触头复原：常开触头使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。断开，常闭触头闭合。接触器的图形符号和文字符号：接触器的图形符号和文字符号：特殊环境条件派生代号，用字母表示 辅助规格代号，用字母表示 派生代号，用一个字母表示 基本规格代号，用字母表示 特殊派生代号，用一个字母表示 设计代号，用数字表示 类组代号，最多三个字母31 控制基础控制基础2.2.继电器：继电器： 继电器是一种灵敏的小型自动控制电器，一般用在控制回路控制回路中。它能根据主回路参数

5、的变化（如电流、电压、时间、压力等）使其连接点断开或接通，达到控制的目的。 电磁式电流、电压继电器：如图3-5所示 。 时间继电器：如图3-7所示 。3.3.主令电器：主令电器： 在控制电路时，起到发号施令作用发号施令作用的电器称之为主令电器。如图3-9所示。 4.4.控制器：控制器： 通常用于电动机的启动或调速启动或调速。如图3-10所示。n结构n工作原理 在按下按钮帽令其动作时，首先断开动断触点，再通过一定行程后才接通动合触点；松开按钮帽时，复位弹簧先将动合触点分断，通过一定行程后动断触点才闭合。按钮的结构及工作原理 常用低压控制电器分类常用低压控制电器分类 接触器接触器交流接触器交流接触

6、器直流接触器直流接触器继电器继电器电磁式继电器电磁式继电器电压继电器电压继电器中间继电器中间继电器电流继电器电流继电器热继电器热继电器时间继电器时间继电器直流电磁式直流电磁式空气阻尼式空气阻尼式电动式电动式电子式电子式温度继电器温度继电器速度继电器速度继电器压力继电器压力继电器开关电器开关电器低压断路器低压断路器刀开关刀开关装置式装置式开启式开启式智能式智能式行程开关行程开关直动式直动式滚动式滚动式微动式微动式熔断器熔断器管式管式螺旋塞式螺旋塞式快速式快速式其它电器其它电器(如按钮、指示灯等如按钮、指示灯等)一、电气图的识读一、电气图的识读1.电气图电气图一般由电路图、技术说明、电气设备（元件

7、）明细表和标题栏四部分组成。电路图是用规定的图形符号绘制，并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成部分和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。电路图一般由主电路、控制保护电路及辅助电路等组成，如图10-6所示。3.识读电路图电路图是电气图的核心，它详细表示了电路、设备或成套装置的基本组成部分和连接关系，是最难读懂的电气图样。看电路图时，首先要分清主电路和辅助电路、交流回路和直流回路，其次按照先看主电路再看辅助电路的顺序进行识图。看主电路时，通常要从上往下看，即从电源开始，经控制元件，顺次往用电设备端看；看辅助电路时，则应自上而下，从左向右看，即先看电源，再顺次看各条回路，

8、分析各条回路元件的工作情况及其对主电路的控制关系。通过看主电路，要搞清电气负载是怎样获取电能的，电源都经过哪些元件到达负载。通过看辅助电路，则应搞清它的回路构成、各元件间的联系以及其动作情况等。32 控制图及常用控制方法控制图及常用控制方法3-2 3-2 控制图及常用控制方法控制图及常用控制方法本节介绍：看图：看图：1 1、 原理图；原理图；2 2、安装接线图；、安装接线图； 绘图绘图：常用控制方法：单向控制；双向控制。常用控制方法：单向控制；双向控制。一、分类：一、分类： 原理图：包括主回路、控制回路、辅助回路。 安装接线图：元件位置，接线位置。（一）原理图：（一）原理图： 1 1、主回路：

9、主回路：为用电设备提供动力电的回路为主回路。 2 2、控制回路控制回路：提供给接触器线圈和继电器线圈的电流（电压）回路为控制回路。 3 3、辅助回路辅助回路：主要指信号、测量和保护等回路。（二）安装接线图：（二）安装接线图： 为安装和施工提供的图。 32 控制图及常用控制方法控制图及常用控制方法二、绘图原则：二、绘图原则： 1 1、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制；、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制； 2 2、用规定的图符表示元件、用规定的图符表示元件P181P181表表3-23-2； 3 3、接点位置按无电状态画出；、接点位置按无电状态画出； 4 4、交叉电气接点画上黑点。、交叉电气

10、接点画上黑点。三、常用控制方法：三、常用控制方法： 1 1、单向控制单向控制：当工作机械只要求或只允许电动：当工作机械只要求或只允许电动机正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向机正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向控制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。控制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。 2 2、双向控制双向控制：也就是我们常说的电动机正反转：也就是我们常说的电动机正反转的控制，企业需要正反转的设备有很多，如提升的控制，企业需要正反转的设备有很多，如提升机、天车、车床等。一般用换相序来实现，如图机、天车、车床等。一般用换相序来实现，如图所示。所示。32 控制图及常用控制方法控制

11、图及常用控制方法32 控制图及常用控制方法控制图及常用控制方法在Ss双向QBZ-80,120,200原理图1.产品执行标准及特点产品执行标准及特点 QBZ-80、120、200/1140（660）D 矿用隔爆型 真空电磁起动器（简称起动器）执行标准为 Q/HWT63-2005、MT1111998矿用防爆型低压 交流真空电磁起动器，隔爆型式为“ExdI”。起 动器采用快开门结构，结构简单合理，操作方便，本体采用立板式，使用简单的控制线路，便于维护。 起动器远距离起动和停止负载，具有过载、断相、 短路、漏电闭锁检测等保护功能。 2.产品的主要用途及适用范围产品的主要用途及适用范围 QBZ-80、1

12、20、200/1140(660)D 矿用隔爆型 真空电磁起动器（以下简称起动器）适用于控制 交流50HZ、电压为1140V 或660V、容量在 296KVA 以下的防爆电气设备（如：水泵、局部扇 风机等）。可用于煤矿井下或其它周围空气中含有 爆炸性气体（如：甲烷）的工矿企业中，但其周围 空气中不得含有腐蚀金属和破坏绝缘的活动性化学物质。 3.结构原理结构原理 按电机运转方向的要求，合上隔离换向开关QS，电源接入 控制变压器初级得电，次级9、4两端输出36V交流电，使JDB得 电，漏电检测开始。当主回路对地绝缘电阻符合要求时，JDB内 继电器工作，常开点3、4接通，真空接触器可投入使用，否则 接

13、触器不能投入使用。当就地自控或集中控制时，按下启动按 钮SB1，ZJ吸合，36V电源经ZJ1接点，使真空接触器线圈KM （CKJ）吸合，常闭ZJ2打开，这样当磁力起动器工作时，负荷 端电压不会通过33号线进入JDB内，当真空接触器主触头接通，接触器线圈KM呈吸合状态，这时KM2常开闭合自保。运行中如发生短路、过载或断相等故障，则JDB动作切断ZJ 的供电线路，使真空接触器KM立即分断。 停止时，按下停止按钮SB2，ZJ断电，ZJ1打开，真空接触 器KM断开，停止对电机供电。 故障诊断与排除 故障现象 产生原因 排除方法 电源正常起动器电源正常起动器不能不能 起动起动隔离开关是否打到位熔芯是否松

14、动检查JDB 中继电器是否动 作停止按钮是否卡住将隔离开关打将隔离开关打到位到位旋紧保险旋紧保险更换更换JDB调整停止按钮，调整停止按钮，使其使其 灵活且能闭锁灵活且能闭锁 起动无力或有较起动无力或有较大的嗡嗡大的嗡嗡(交流交流)声声 1.检查电源电压是否和电压调整牌上控制变压器抽头相符更正变压器抽更正变压器抽头头起动后电机稍负重起动后电机稍负重几分钟内停机或无几分钟内停机或无法起动法起动电流整定偏小调整设定值到稍大一 些最接近额定电流的档位 通电后不合闸。通电后不合闸。 1、无电源或电压不对。2、控制回路有断路。3、辅助开关常闭触点开路。4、整流二极管损坏5、有卡阻现象。1、检查电源和接线。

15、2、检查接线排，电源及开 关端子。3、修理或更换辅助开关。 4、更换整流二极管。 5、在各运动部件的缝隙中 注入二硫化钼润滑油， 降低摩擦。无法保持合闸呈连无法保持合闸呈连击击 状态状态1、电源线路板有问题。2、线圈有问题。3、磁极芯表面有异物。 4、辅助开关转换位置不对。1、更换电源线路板。2、更换线圈。3、清除异物。4、调整开关位置。 动作慢。动作慢。 1、电源电压太低。2、有卡阻现象3、分闸弹簧力不合适。 1、排除。2、在各运动部件的缝隙中注入二硫化钼润滑油脂，降低摩擦。3、调整。有噪声。有噪声。 1、安装面不平。2、电磁系统吸合不平。1、用垫片垫平。2、调整电磁系统。线圈发烫或烧坏。线

16、圈发烫或烧坏。 1、电源电压太高。 2、辅助开关触点未打开 3、线圈损坏。 1、检查电压。 2、调整或更换辅助开关。3、更换线圈。KBZ-400/1140真空馈电开关真空馈电开关 隔爆外壳构造隔爆外壳构造 KBZ-400/1140真空馈电开关真空馈电开关 内部构造一览图内部构造一览图 KBZ-400/1140真空馈电开关真空馈电开关 部件一览图部件一览图 门板背面门板背面 主变压器主变压器TC 3 电源转换排电源转换排1扭子开关扭子开关NK和保险和保险FU断电延时继电器断电延时继电器SJ 9漏试电阻漏试电阻Rs30主保险主保险FU1214芯插头芯插头CAT22420芯插头芯插头CAT112按钮

17、按钮14、15、27、28中间继电器中间继电器ZJ6中间继电器中间继电器YJ8中间继电器中间继电器HJ7KBZ-400/1140真空馈电开关部件一览图真空馈电开关部件一览图 门板正面门板正面 显示屏显示屏 ALDB-3TM 综合保护器综合保护器 编号编号10 KBZ-400/1140真空馈电开关真空馈电开关 部件一览图部件一览图 断路器本体断路器本体 阻容吸收装置阻容吸收装置RC 电抗器电抗器SK 万转开关万转开关 KBZ-400/1140真空馈电开关真空馈电开关 部件一览图部件一览图 断路器本体断路器本体 20芯插座芯插座 CAZ1 14芯插座芯插座 CAZ2 电流互感器电流互感器 KBZ-

18、400/1140真空馈电开关真空馈电开关 部件一览图部件一览图 综合保护器综合保护器 零序线圈零序线圈 660V1140V KBZ型馈电开关的检修与故障处理型馈电开关的检修与故障处理故障处理 (1)合闸不动作。合闸不动作。 可能原因： 控制电路无电压。 控制电路接线不正确。 插头接线不正确。 线圈烧坏或断线。 整流桥击穿。 处理方法： 用万用表检查控制回路电源电压是否符合要求。 用万用表检查直流电源模块输出电压极性是否正确，调整接线。 用万用表欧姆挡检查线圈通断情况，根据检查结果确定是否更换线圈。 用万用表检查整流桥情况，判断整流桥是否击穿。(2)合闸动作但机械保持钩扣不住。合闸动作但机械保持

19、钩扣不住。 可能原因： 控制电源电压过低。 合闸部分机构卡死。 真空开关管坏。 保持钩不到位。 保持钩扣不住或无压释放线圈不吸合。处理方法;用万用表测量电源电压是否在额定控制电源电压的85以上，否则调整控制电电源电压。检查电磁铁，衔铁合闸是否到底，到底为正确，否则调整电磁铁。检查开关管有无裂纹、破损，有无负压。触头分闸转轴转动角度过小，转轴上恢复拉簧力过大，则调整拉簧i 保持钩拉簧力小，分闸转轴转动角度过小，转轴上恢复簧力转轴上恢复拉簧力过大，则调整拉簧或更换。分闸转轴转动角度太小，转轴上恢复拉簧力小或欠压线圈烧坏，则调整拉簧或更换线圈。4注意事项 (1)通电前确认系统电压与QJZ一400(2

20、00)起动器工作电压相符，否则会损坏元器件。 (2)远近控转换开关必须处于所需正确状态。 (3)单联转换开关必须处于所需正确状态。 (4)QJZ一400(200)起动器电压使用范围75110，系统电压过高可能损坏元器件。 (5)保护器WXCT01无故障显示方可进行启动停止操作。 (6)QJZ一400(200)起动器可联台使用：第一台、第二台都设为远控，第一台同时设为联控，第二台同时设为单机；第一台启动后延时控制第二台启动，第二台启动后延时反馈信号给第一台，第一台接到第二台反馈信号后同时工作。 (7)使用中系统出现故障时，禁止短接保护点BJl，从而甩掉保护功能，否则故障信号长时间加到保护器WXC

21、T01，将造成保护器WXCT01损坏因短接保护点BJl后， QJZ一400(200)不能停止断电切除故障源。 (8)禁止直接检测系统绝缘电阻，检测系统绝缘电阻前必须断开保护器WXCT01漏电检测信号线，否则检测到的系统绝缘电阻值很低，且保护器WXC一1701经系统绝缘检测电压冲击后造成损坏，起不到保护作用。四、四、 QBZ-120ND型磁力启动器常见故障及检修型磁力启动器常见故障及检修（一）启动器送电后操作正反转按钮电动机均不启动（一）启动器送电后操作正反转按钮电动机均不启动 1.故障原因（1）隔离开关闭合不好或电源无电压。（2）熔断器FU熔断。（3）控制变压器损坏或线头接触不良。（4）电动机

22、综合保护器JRD漏电闭锁动作或损坏。（5）停止按钮闭合不好或9#连线断。（二）操作启动按钮电动机只能正转而不能反转（二）操作启动按钮电动机只能正转而不能反转1.故障原因（1）按钮SB1按下后，常开触头不能接通KA1线圈回路。（2）正转按钮SB2常闭触头接触不良。（3）中间继电器KA1线圈烧断或机械动作机构卡住。（4） 中间继电器KA1常开触头接触不良。（5）与中间继电器KA1线圈串接的KA2互锁常闭触头接触不良。（6）真空接触器KM1整流桥损坏或线圈开路、连线接触不良。 （三）操作启动按钮电动机只能反转能而不正转（三）操作启动按钮电动机只能反转能而不正转故障原因与处理方法同操作启动按钮电动机只

23、能正转而不能反转一样，只要把其中的按钮SB1与SB2、中间继电器KA1与KA2、真空接触器KM1与KM2互换即可。（四）电动机启动后不自保（四）电动机启动后不自保1.故障原因（1）自锁触头KM1、KM2接触不良。（2）触头相关连线开路触头相关连线开路或接触不良。要想对开关进行故障分析首先应掌握其电气原理，现在国内生产开关的厂家很多，但其基本原理大同小异，开关分析首先应掌握其共性。而其共性最主要表现在几个线圈在开关所处不同状态是否带电。合闸时，欠压线圈得电合闸时，欠压线圈得电, 分励（脱扣）线圈断分励（脱扣）线圈断电。电。分闸时，按下分闸按钮，欠压线圈断电，分励分闸时，按下分闸按钮，欠压线圈断电

24、，分励（脱扣）线圈得电，欠压线圈、分励（脱扣）（脱扣）线圈得电，欠压线圈、分励（脱扣）线圈同时作用，使断路器分闸线圈同时作用，使断路器分闸。馈电开关特点分析：馈电开关特点分析：矿用防爆开关的特点矿用防爆开关的特点电磁起动器电路的特点：电磁起动器电路的特点：1合上隔离开关，保护器上电，进行漏电绝缘监视若正常，保护触点闭合，可进行远控，进控或顺序控制。2.按下启动按钮，接触器线圈有电，主接点闭合，电机启动。一般为大电流吸合，小电流维持。馈电开关电路的特点：馈电开关电路的特点：电路接通后：1）.保护器有电，进行绝缘监视。2）.绝缘若正常，保护器保护接点闭合，为合闸做准备。（同时失压线圈有电，为合闸做准备，分励线圈（脱扣线圈无电。3）.合闸后，合闸线圈有电，线路接通。合闸后，合闸线圈断电，机械保持。4）.当发生故障时或按下停止按钮，分励线圈有电，失压线圈无电，带动断路器跳闸。此外还有理论上不易分析的一些故障此外还有理论上不易分析的一些故障如：如： 漏电越级跳闸分析漏电越级跳闸分析 1.一台变压器所接线路是否有两台馈电设置成总开关。（合闸后，前级跳闸。在同一供电系统中不能在同一供电系统中不能有两台或两台以上的开关设定在总开关（主馈电）有两