PBG110矿用隔爆型高压真空配电装置.docx
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PBG110矿用隔爆型高压真空配电装置
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1.概述…………………………………………………………………………………………………1
1.1用途……………………………………………………………………………………………1
1.2特点……………………………………………………………………………………………1
1.3执行标准………………………………………………………………………………………1
2.使用条件……………………………………………………………………………………………1
3.产品类别及结构型式……………………………………………………………………………2
3.1防爆型式……………………………………………………………………………………2
3.2防爆标志……………………………………………………………………………………2
3.3型号含义……………………………………………………………………………………2
3.4结构特征……………………………………………………………………………………2
4.技术参数和性能…………………………………………………………………………3
4.1过载保护电流─时间特性………………………………………………………………3
4.2绝缘性能……………………………………………………………………………………3
4.3真空断路器技术参数………………………………………………………………………3
4.4综合保护器性能……………………………………………………………………………3
5工作原理…………………………………………………………………………………………5
5.1工作原理………………………………………………………………………………………5
5.2供电……………………………………………………………………………………………5
5.3闭锁及联锁控制………………………………………………………………………………6
5.4过电压保护……………………………………………………………………………………6
5.3综合保护器……………………………………………………………………………………6
5.4断路器原理…………………………………………………………………………………6
6安装及操作………………………………………………………………………………………8
6.1安装前检查…………………………………………………………………………………8
6.2配电装置（A型）安装……………………………………………………………………8
6.3移变配电装置（B型）安装………………………………………………………………9
6.4操作程序……………………………………………………………………………………9
6.5保护器操作与整定…………………………………………………………………………11
7使用维护及故障处理…………………………………………………………………………14
8产品包装及备件…………………………………………………………………………………15
附录1：
PBG1-10矿用隔爆型高压真空配电装置电气原理图………………………………………16
附录1-1：
PBG1-10矿用隔爆型高压永磁机构高压真空配电装置原理图…………………………17
附录2：
PBG1-10矿用隔爆型（永磁机构）高压真空配电装置接线图……………………………18
1.概述
PBG1矿用隔爆型高压真空配电装置（以下简称“配电装置”），适用于具有爆炸性危险气体及粉尘的矿井中。
对井下10kV/50Hz额定电流630A以下中性点不接地供电系统进行控制和保护，同时作为10kV移动变电站的高压侧开关使用，与我公司生产的XBD1系列矿用隔爆型移动变电站用低压侧保护箱组成低压故障分断高压侧开关的矿用隔爆型移动变电站系统。
1.1用途
适用于含有爆炸性气体（甲烷）和煤尘爆炸危险的矿井中，在交流50HZ，电压10（6）kV线路中，对输配电线路及移动变电站、电动机起动、停止进行控制和保护。
1.2特点
该装置分A型（独立使用配电装置）和B型（移变开关使用配电装置）两种形式，B型只是A型去掉后出线腔，因此保持了结构形式的一致性；见图1。
配电装置具有体积小、结构合理、操作直观。
具备电动合闸和手动储能合闸双重操作机构；独特的触头式隔离刀闸，负荷能力大；具有先进、完善的微电脑综合保护系统（保护功能见5.3），提高了整体供电的可靠性，且不必打开箱体大门即可进行参数的整定；配套6300kVA及以下移动变电站；采用RS_485通讯接口，MODBUS通讯协议。
1.3执行标准
GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：
通用要求
GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：
隔爆型“d”
JB/T8739－1998矿用隔爆型高压配电装置
Q/MGLWD001-2007矿用隔爆型高压真空配电装置企业标准
2使用条件
a.环境温度-5ºC～+40ºC；
b.海拔不超过1000m（超过1000m时按GB311.1修正）；
c.周围空气相对湿度不大于95％（+25ºC时）；
c.具有甲烷等混合气体的煤矿井下；
d.无强烈颠簸、冲击振动的地方；
e.能防止滴水的地方；
f.水平安装倾斜度不超过15º；
h.无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸气的环境中。
3产品类别、及结构型式
3.1防爆型式：
矿用隔爆型。
3.2防爆标志：
ExdI。
3.3型号含义
PBG1-/Y
3.4结构特征
箱体由接线腔、操作腔、出线腔三部分组成。
箱体采用了整体折弯焊接技术，全钢结构，具有较强的抗冲击能力；采用振动应力失效处理；表面采用喷砂工艺处理，喷漆附着力强。
a．外形尺寸为图1：
1175×1061×1353mm（A）1175×1061×928mm（B）
图A
图B
图1（A、B）开关外形图
b.法兰尺寸为：
（见图２）600×600mm.
图2连接法兰
3.5重量：
A型：
700kg；B型：
850kg
4技术参数和性能
4.1过载保护电流─时间特性，见表1；
4.2绝缘性能，见表2；
4.3真空断路器技术参数，见表3；
4.4综合保护器基本功能及参数，见表4。
表1过载保护电流─时间特性
试验电流A/电流整定值A
≤1.05
1.2
1.5
2
6
延时动作时间/s
∞
＜120
＜60
＜20
可返回时间＞8
状态
冷态
从热态开始
从冷态开始
表2绝缘性能单位：
kV
额定
电压
短时（1Min）工频耐受电压
雷电冲击耐受电压（峰值）
对地、相间、断路器断口
隔离开关断口
辅助和控制回路对地
对地、相间、断路器断口
隔离开关（插销）断口
I
II
I
II
I
II
I
II
7.2（6）
23
30
26
34
2
40
60
46
70
12（10）
30
42
34
48
2
60
75
70
85
注：
系列I仅用于具有同老产品联台功能的产品；配套移动变电站依据GB8286-2005标准符合系列II。
表3真空断路器技术参数
项目系统电压
6kV
10kV
额定电压（kV）
7.2
12
额定电流（A）
50～630
50～630
额定频率（Hz）
50～60
50～60
额定工频耐受电压（kV）/min
30
42
雷电冲击耐受电流（峰值）相间、对地、断口（kV）
60
75
额定短路开断电流（kA）
12.5（25）
12.5（25）
额定短路关合电流（峰值）（kA）
31.5
31.5
额定峰值耐受电流（kA）
31.5
31.5
额定短时耐受电流2s（kA）
12.5（25）
12.5（25）
额定短路开断次数（次）
16
16
额定操作顺序（s）
分-0.3s-合分-180s-合分
额定电流开断次数（次）
10000
分闸时间（ms）
≤80
二次回路工频耐压（kV）
2
二次工作电压（V）
AC100,范围85～120
可靠吸合电压（V）
＞85
电压允许波动范围（V）
AC65～135
可靠释放电压（V）
≤35
合闸电机功耗/电压（W/V）
180～240/100
分励脱扣及失压脱扣电压（V）
DC135
合闸储能时间（电动机）（s）
3～6
合闸控制电压/分闸控制电压（永磁机构）（V）
DC220/120；DC150；DC100
储能时间（永磁机构）（s）
5～15
安全放电时间（永磁机构）（s）
≤15
表4综合保护器基本功能及参数
输入工作电压
AC100V
启动电压
85V
主板电压
DC+12V+5V
保护器功耗
10W
电压波动
65～135V
保护功能
参数及整定
电压保护
过压保护
欠压保护
设定电压Ue
动作时间（s）
设定电压Ue
动作时间（s）
125%Ue
15
70%Ue
15
短路保护
整定电流Iz
速断动作时间（s）
定时限动作时间（s）
1～10倍Ie步长=0.5Ie
1.2倍Izt＜0.1
0．1、0．2、0．3
过载保护
整定电流Iz
动作时间（s）
0.2～1.0倍Ie步长=0.1Ie
反时限特性（见表1）
漏电保护
零序电压（V）
零序电流（A）
延时时间（s）
3;5;10;15;20;25;关
0.5;1;2;3;4;5;6;关
0.1;0.5;1.0;1.5;3.0
“关”为功率方向型和电流值筛选型转换
双屏蔽电缆绝缘监视保护
监视线与地线（kΩ）
可靠动作
允许动作
不允许动
回路电阻Rk
＞1.5
0.8～1.5
＜0.8
绝缘电阻Rd
＜3.0
3.0～5.5
＞5.5
动作时间
－
＜0.1
－
以上所有保护的动作值误差≤±5％。
5工作原理
5.1工作原理示意图；见图3
5.2供电
电压互感器（PT）二次输出
AC100V作为综合保护器
断路器分合驱动的工作
电源。
图3工作原理示意图
5.3闭锁及联锁控制
大门闭锁：
关闭大门，将隔离开关手臂向右侧转动即闭锁大门；同时限位顶杆将闭锁开关压下，接通二次回路电源。
断路器连锁：
机构主轴转动合闸的同时带动联锁拉线，联锁制板转动支撑合闸臂,使隔离刀闸轴无法动作，只有当真空开关管处于分闸位置时，隔离刀闸才能动作，保证了隔离刀闸在无载时才能断开。
5.4过电压保护
采用硅橡胶氧化锌压敏电阻，实现对真空断路器的操作过电压保护。
5.5综合保护器
短路、过载保护：
采用高饱和倍数电流变换器，将电流信号变为电压信号，对参数整定进行比对，进行保护；漏电保护：
采用零序电流及零序电压的采样方式，对保护器参数整定进行比对，进行保护；零序电流与零序电压同时采用（功率方向型）可进行选择性漏电保护；绝缘保护：
是针对UGSP电缆进行绝缘监视（移动变电站高压侧漏电及绝缘监视保护不做要求）。
5.6断路器原理
5.6.1机械操动式断路器；见示意图4
图4机械操动式断路器示意图
5.6.1.1合闸
操作储能手柄→经飞轮链条传动→通过手合机构
启动电合按钮→电合接触器闭合→通过电合机构
储能弹簧逐渐拉伸储能→过中后，能量释放→推动机构主轴转动→其拐臂推动绝缘子→闭合真空开关管→合闸。
随着主轴转动合闸，分闸弹簧被拉伸和触头弹簧被压缩而储能，使连接件机构过中后稳定下来，保持合闸位置。
5.6.1.2分闸
按手动分断按钮，用外力直接驱动
按电分按钮或保护动作→直流阀得电，冲杆提升制板
电磁铁失电，冲杆撞击制板
脱扣制板转动→连接件机构失去平衡→在分闸弹簧和触头弹簧的作用下，机构主轴转动→其拐臂带动绝缘子→拉开真空开关管→分闸；分闸后，三个绝缘子紧靠在分闸缓冲器上，保持分闸位置。
5.6.2永磁机构高压真空断路器；见示意图5
图5永磁机构高压真空断路器示意图
永磁式高压断路器分为单稳态和双稳态；及单线圈和双线圈结构形式。
送电后充电器分别向合（分）电容充电（储能），充电至要求值。
合分、闸时，电容向磁缸线圈放电，磁缸瞬时产生强磁场，由N（S）向S（N）运动，驱动主轴转动，最终闭合磁路，保持到合（分）位置。
5.6.2.1合闸：
闭合电源，放电开关打开（先导开关）；合、分充磁电容分别充至要求值，闭合合闸电容与合闸机构线圈——合闸。
5.6.2.2分闸
闭合分闸电容与分闸机构线圈——分闸；失压继电器动作输出分闸、故障分闸。
5.6.3急停（机械分闸）分闸
按下机械式（手动）分闸按钮－分闸。
5.6.4配套移动变电站
采用低压侧故障驱动高压侧配电装置分断的控制模式
高压配电装置通过六条控制线与移变低压保护箱连接；
六条控制线作用：
1-2为高压向低压供电电源线，电压为AC100V；
3-4为低压控制高压连锁线，闭合（短封）时综合保护器显示低压分闸1；
3-4并接一温度传感器（Pt100）可同时监控温度；
5-6为低压控制高压备用连锁线，闭合（短封）时综合保护器显示低压分闸2；JX2—JX4连接至远端（瓦斯闭锁）闭合（短封）时综合保护器显示低压分闸2。
5.6.5综合保护器输出
故障输出为一组常开和常闭接点。
送电复位无故障时继电器吸合。
常开接点ZB9、ZB19闭合，断开时控制失压脱扣器动作，作为失压分闸。
常闭接点ZB10、ZB20上电复位无故障时继电器打开，闭合时启动分励脱扣动作，作为断路器分闸使用。
6安装及操作
6.1安装前检查
安装前应在地面仔细检查本配电装置各部位及隔爆面是否完好，有无因运输造成的损伤，内部插头、紧固件等是否有松动，上述故障应及时处理后方可进行安装。
安装前还应进行必要的绝缘性能试验：
用2500V兆欧表进行摇测，绝缘值不应小于
50MΩ，有条件的地方还应进行工频耐压试验，试验标准见表2；（试验时应注意：
试验前打开侧方法兰和大门，解除电压互感器PT和压敏电阻高压端，拔下综保插头对主回路进行试验，与变压器连台时应符合隔爆变压器标准试验）。
6.2独立配电装置（A型）安装：
安装过程只需按电气标准接入相应出入线电缆，并接好地线（请选择就近的接地螺栓），即可进入操作。
6.3移变配电装置（B型）安装：
图6变压器内部六芯信号线布线示意图
a）变压器内部六芯信号线的布线为高低压一一对应；
b）移变内部六条连接线必须可靠固定在七（或九）芯接线柱上，温度传感器（铂电阻）Pt100放置变压器内部靠近铁芯部位（地电位），并接与变压器内部接线柱的3＃4＃线上。
c）用起重设备平稳吊起本装置，抽出后方法兰内的三条母线及六芯信号线，穿好上角两条螺栓，整体移向变压器高压侧法兰口；
d）接信号线入变压器七（或九）芯接线柱，采用两两双绞屏蔽导线，两条绿色线接1、2端子，黄色线接3号端子，红色线接4号端子，5＃6＃线根据需要再接入，切记！
穿过变压器的高、低压连锁线的屏蔽层两端必须可靠接地；不可接错，否则将造成保护器元件的损坏；
e）接三条母线电缆入相应相端，确定电缆压紧，防松装置可靠，并确认紧固。
f）对平法兰口，旋入预穿两条螺栓到适当位置，（注意不能造成电缆和信号线的损伤），穿入其它螺栓并保证孔位平滑旋入，放下起吊线缆，旋紧螺栓；
g）根据验收标准，用塞尺检查防爆间隙,完成安装。
6.4操作程序
配电装置操作见图7:
开关操作示意图
6.4.1合闸操作：
拉出限位顶杆，将隔离开关手柄退至“合”位置，松开限位顶杆，使之进入闭锁限位孔中，确认限位顶杆可靠插入，使内部闭锁开关解除闭锁；配电装置复位、移变低压侧复位，使其显示运行状态为正常，此时开关于待机状态，可按电合按钮或通过储能手柄完成合闸，合闸前一定进行自检试验。
a）机械式断路器合闸；逆时针操作储能手柄，反复2～5次即可完成合闸；按电合按钮，合闸电机启动，电合接触器保持至完成合闸；合闸后信息显示窗中合闸灯亮，储能手柄将进入锁定状态，合闸电机回路接点打开，防止重复启动储能。
b）永磁断路器合闸；送电充磁（储能）结束后，按下合闸按钮即可合闸（无手合）。
若合闸后分闸：
仔细观察信息窗故障原因，移变用配电装置请观察低压侧故障原因。
6.4.2分闸操作
a.大门闭锁（拉开限位顶杆）－分闸；
b．急停（手动分闸）－分闸；
c．保护器自检－分闸；
d．瓦斯闭锁－分闸；
e．远控－分闸；
f．程控－分闸；
g．保护器输出故障－分闸；
h．电分－分闸。
图7开关操作示意图
6.5保护器操作与整定（参阅图8）
保护器面板布置图见示意图
图8保护器面板布置图
6.5.1按钮作用
a．电分按钮：
不通过单片机和信号处理，直接分断；
b．试验按钮：
与自检键、整定键组合使用；不能单独使用；
c．复位按钮（确认键）：
除复位记忆故障信号外，还用于整定值的记忆确认；
d．自检按钮：
完成所有保护功能的循环检测。
e．功能按钮：
用于主菜单及子菜单的进入，整定内容的转换和翻屏；
f.整定按钮：
进入菜单后进行项目选择，以及参数的修定。
6.5.2整定查询：
（查询开关额定值及整定值）
按复位按钮，保护器显示正常后；按功能键进入功能选择区；再按功能键进入整定查询，按功能键可循环翻页查询。
6.5.3参数整定：
（复位后存于看门狗电路保持记忆）
按复位按钮，保护器显示正常后；按功能键进入功能选择区；再按整定键，弹出警告菜单后，按组合键进入（按住试验键再按整定键）参数整定，按功能键选择整定项；按整定键调整参数。
6.5.4故障记录：
（根据用户要求设定记录次数，出厂为8次）
按复位按钮，保护器显示正常后；按功能键进入功能选择区；再按整定键选择故障记录，按功能键进入故障查询。
6.5.5时间调整：
（年度调整范围00－22）
按复位按钮，保护器显示正常后；按功能键进入功能选择区；再按整定键选择调整时间；按功能键选择年月日和时间，按整定键整定；
6.5.6通讯地址：
（综保TX_RS485口需系统通讯协议）
按复位按钮，保护器显示正常后；按功能键进入功能选择区；进入通信地址项，查看本机地址；本机地址为应跳线结构，需要改变地址时，打开保护器后盖板，找到地址跳线，选择地址。
6.5.7额定电流及额定电压整定
额定电压与额定电流的整定必须确定铭牌的实际标识的参数进行整定，通过参数查询即可看到整定值。
a.硬跳线：
查看版本信息：
版本号：
Ver1.0～1.6
由于开关额定电压必须与电压互感器（PT）额定匹配，额定电流也必须与开关安装的电流互感器和电缆等额定匹配，一般出厂设定为硬跳线，通过硬件跳线进行调整，防止造成互感器额定值与保护器整定的额定值混乱。
跳线选择后按
复位按钮。
b.软跳线：
版本号：
Ver1.8
通过功能菜单选择进入参数整定，进行额定电压、电流整定及其他参数的设定，择后按复位按钮确认，通过查询菜单即可看到整定值的变化。
6.5.4其它说明：
a.程控分闸为TX_RS485接口，接到上位机分闸信号后的分断；或通过中继通讯；
b.失压跳闸为断路器的基本特性，电压≤35％速断；欠压控制为综合保护延时动作；
c.故障灯为蓝色，闪烁时为故障报警，也可用于故障启动值测试；
d.分合闸指示灯直接受开关辅助接点控制。
e.大门联锁主要控制隔离开关的操作，即开门时不能送电合闸。
f.远控接线口；内部为九芯接线柱，远端控制开关分断。
7、使用维护及故障处理
7.1使用
7.1.1配电装置在投入使用前应仔细检查运输各部件有无损坏，若有损坏和松动现象，应调整后使用。
7.1.2配电装置在使用前先遥测绝缘电阻值或进行耐压试验（断开保护装置所有接插件和压敏电阻应断开试验）。
7.1.3在使用前应注意电源电压、电流是否与本开关设定的电压、电流与铭牌（互感器）使用相互一致。
7.1.4整定值的调整要与负载相符。
7.1.5检查保护装置，保护装置的状态在液晶显示屏上有汉字提示错误和故障状态，能复位，为正常显示。
一旦发生系统误动作，拒动等不正常现象，首先要检查整定值是否适当，然后检查控制系统是否存在短路、断路，接插件、接触器是否良好，按自检按钮试验；可采用替代法判断系统的故障点，说明保护系统工作正常。
7.2维护
7.2.1设备在运输过程中不得有强烈振动和撞击，不允许有水侵入；
7.2.2设备应保存在没有滴水、空气流通、相对湿度不大于95%（25℃时）、温度不大于＋40℃，不低于－20℃、没有腐蚀性气体的环境中；
7.2.3下井安装前，对设备要进行全面的检查和必要的电气试验；
7.2.4运行过程中，应经常检查该设备与变压器连接是否牢固，接地是否可靠；
7.2.5定期（6个月左右）检查和保养各隔爆面，防止锈蚀；
7.2.6定期对传动部位注油润滑。
7.3故障处理
7.3.1常见故障及处理；
a、拒合：
矢压脱扣不吸合；原因：
隔离限位顶杆不到位；断路器辅助开关故障，整定故障；保护器故障不复位；断路器故障；
b、电机空转手动能合闸：
断路器棘轮、棘齿故障；
c、合闸顶上级开关：
变压器冲击，上级整定偏小，查看本机整定情况。
d、低压分闸不能复位：
检查移变连锁线是否一一对应，解除低压侧故障；
e、温度显示不正常，且低压不能分断高压（短封ZB11/ZB14）；判断高压保护器故障，更换综保温度检测芯片；温度显示不正常其他功能均正常,判断为Pt100开路；
f、保护器显示正常且低压侧故障不能分断高压，应检查高低压连锁是否开路。
g、其他故障见附表
故障现象
故障原因
显示正常不能合闸
1．隔离闭锁开关不到位，断路器矢压不吸合2.断路器辅助开关损坏。
显示低压分闸1或2
1.低压开关没复位，瓦斯闭锁没打开，2.高低压连锁线短路。
显示欠压或过压
1.综合保护器设定不能与实际设备相吻合。
温度不显示
1.高低压连锁线3＃4＃线短路，2.按低压自检能分断，即Pt100损坏。
合闸后速断或顶上级
1.本级开关设定整定值过小2.上级开关设定整定值过小。
保护器白屏
1、屏接触不良，看门狗故障，修复或更换保护器。
电压、电流显示误差大
1、跳线错误；额定电压、电流跳线不与铭牌互感器对应；保护器误差。
8产品包装及备品备件
8.1.装箱单
8.2产品合格证
8.3说明书
8.4检验报告
8.5保修卡
8.6随机备件：
a.保险管三只；（总电源6A,断路器5A,综保0.5A）
b.温度传感器Pt100铂电阻；
c.移变引出电缆三根及信号连接线六根放于开关腔内。
8.7订货
用户订货时，请提出产品规格、型号、数量及特殊要求。
本说明书由北京朗威达科技发展有限公司技术部负责解释。
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