煤电钻综合保护装置

1、BBZ-4.0矿用隔爆型煤电钻综合保护装置（北京煤炭矿用设备厂）一、用途及型号意义1.用途本装置用于煤矿井下上127V的手持式煤电钻的远方控制及短路、过载与漏电保护。系配有干式变压器的“三合一”式综合装置。2.型号意义二、技术特征和主要参数1.型号2.主要技术参数2.1 短路保护灵敏可靠，主要保护元件具有自检作用。短路保护受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。2.2 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。2.3 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

2、。3.基本技术参数(见表1)三、结构概述综合装置的防爆外壳为圆筒型，具有凸出的底和盖。壳盖和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。壳盖上访有一透明孔，可以从外面观察状态指示灯。主变压器与机芯的联锁采用端子板，检修时机芯可单独拿出。表1 基本参数主要元件的作用：1.隔离开关1K：在正常情况下不仅作隔离电源用，它不允许带负荷操作。在紧急情况下可分断堵转电流3次。2.一次侧熔断器1RD、2RD：对主变压器作短路保护。

3、3.二次侧熔断器3RD、4RD：作为127V系统短路的后备保护。4.玻璃管熔断器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2.5(4.0)千伏安。接线方式为Y-/，即660-380/133V(或1140-660/133V)，供一台1.2(4.0)千瓦的煤电钻使用。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、检测保护回路等几部分。1.主回路由隔离开关1K、一次熔断器1RD、2R

4、D、主变压器ZB、二次熔断器3RD、4RD、交流接触器CJ、热继电器RJ等部件组成。2.控制电路电钻采用先导回路控制。首先闭合手柄开关2K，接通下述先导回路：+20VD132K(B相) 电钻绕组(BC相) 2K(C相) CJ4、CJ5(常闭触点) R8D141J(线圈) 3J2(常开触点) 0V。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、CJ5三接点断开，切断先导回路，此时1J的供电电源由电流互感器LH二次侧的感应信号经D8D11整流的C2滤波后提供。停钻时

5、，2K断开，主电路电流中断，LH二次侧无电流输出，1J失去电源释放，CJ随之跳闸，主接点将127V电源切断，实现不打钻时使电缆不带电。二极管D12、D13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的载频信号。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20KC载频信号经两路输出：一路经L2、R20、R21、C8、G9、等元件与127

6、V三相网路耦合；一路经D16、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。同时加于可调单结晶体管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电压输出的间隙时期C5的低阻放电通路。其

7、回路为：C5(+)BG5(e-c) D20C5(-)当127V网路发生短路时，电阻R20和R21在为振荡器的主要负载。由于该值很小，使振荡器负载电流明显增大，结果促使振荡器停振，槽路无电压输出。这样BG3、BG4将持载截止，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，当过载时，

8、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，2.5KVA整定值14A (4KVA整定值18A)。5.漏电保护电路该装置的漏电保护系统采用127V网路电源直接检测方式。由D1-D3、R1-R4以及直流继电器2J等不要元件组成。检测回路是：127V电源(三相) R4LED12J 地网路绝缘电阻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

9、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闭合为人为、模拟两种故障状态，装置可靠动作，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，经D4-D7整流，R5、C1滤波以及经BG1、WD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。五、安装、使用与维修电缆的连接及漏电电阻的整定按下图进行。接线前用500V兆欧表测量高低压侧绝缘电阻值，应不低于5兆欧。BB2型综合装置下井前需在地面进行

10、检查试验。由于该装置短路保护部分的某些元件参数，出厂时均是按井下网路条件调试整定，故在地面试验时，由于电源及网路参数与井下差别较大，可能出现短路保护系统误动作动作情况(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，用户可在电源侧并接一组补偿电容器，每相电容量为0.471uf，采用三角形联结方式(加长电缆)。如并接电容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或机芯。如打钻工作正常，应分别做长电缆(150米)末端短路试验，以及漏电试验，保护器均能正常工作后，方可下井。综合装置应可靠接地，辅助接地应在主接地5米外处。综合装置投入网路后应先进行三次短路及漏电动作试验，每次

11、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方的短路试验按钮，若短路功能正常时，则黄色指示灯给出发光信号指示。再次进行试验时，将1K瞬间分断后再闭合，以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，基本与上述方法相同，只是用下边那个试验按钮，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信号指示，否则表明漏电保护部分存在问题，需要处理。同样，当红灯亮后，装置再次进行试验时，仍需将将1K瞬间分断后再闭合，以解除自锁。在分断1K时，应将知试验按钮压入，否则不能动开关手把，因为二者存在分断1K时必须首先分断CJ的机械闭锁。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试之。本装置连续使用时，每班应做一次保护性能动作试验。本装置在井下使用时，严禁将接触器的三个主接点短接或以机械外力方式使主接点强行闭合，否则会烧毁线路板插件。六、测试数据和常见故障处理(一)插件的测试数据1.电源电压：在正常情况下插件的电源输入为交流3